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Die Erfindung betrifft ein Gruppengetriebe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Ein solches Gruppengetriebe für ein Kraftfahrzeug ist beispielsweise bereits der
DE 197 41 440 A1 als bekannt zu entnehmen. Das Gruppengetriebe weist dabei eine Hauptgruppe auf, welche auch als Hauptgetriebe bezeichnet wird und beispielsweise eine Mehrzahl von schaltbaren Gängen, insbesondere mit voneinander unterschiedlichen Übersetzungen, aufweist. Das Gruppengetriebe umfasst ferner eine Vorschaltgruppe, welche, insbesondere bezogen auf einen Drehmomentenfluss in Richtung der Hauptgruppe, der Hauptgruppe vorgeschaltet ist. Die Vorschaltgruppe weist zumindest ein Planetengetriebe mit wenigstens einem Sonnenrad und mit wenigstens einem Planetenträger auf, welcher üblicherweise auch als Steg bezeichnet wird. Der Planetenträger ist in axialer Richtung des Planetengetriebes relativ zu dem Sonnenrad zwischen wenigstens zwei voneinander unterschiedlichen Positionen beziehungsweise Stellungen verschiebbar. Außerdem weist der Planetenträger wenigstens eine Kupplungsverzahnung auf, über welche in einer der Positionen der Planetenträger drehfest mit einem weiteren Getriebeelement der Vorschaltgruppe verbunden beziehungsweise gekoppelt ist.
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Außerdem offenbart die
DE 10 2008 001 650 A1 eine Antriebsstranganordnung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, mit einem Verbrennungsmotor und einem Hauptgetriebe sowie zumindest einem Bereichsgruppengetriebe, welches als Planetengetriebe ausgebildet ist. Dabei ist es vorgesehen, dass das dem Hauptgetriebe nachgeschaltete Planetengetriebe mit einer Einrichtung zum Aufbringen eines Stützmoments gekoppelt ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gruppengetriebe der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhafter Betrieb realisierbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Gruppengetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um ein Gruppengetriebe der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhafter Betrieb realisierbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das weitere Getriebeelement eine Eingangswelle der Vorschaltgruppe aufweist. Dies bedeutet, dass es erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass der Planetenträger in der einen Position des Planetenträgers über die wenigstens eine Kupplungsverzahnung drehfest mit der Eingangswelle gekoppelt beziehungsweise verbunden ist, sodass beispielsweise der Planetenträger zusammen mit der Eingangswelle als Block umläuft. Insbesondere sind hierdurch besonders vorteilhafte Schaltzustände realisierbar, wobei ein besonders kompakter Aufbau der Vorschaltgruppe beziehungsweise des Gruppengetriebes insgesamt realisiert werden kann. Mit anderen Worten kann die Vorschaltgruppe als kompakte Baugruppe ausgebildet werden und beispielsweise in der auch als Hauptgetriebe bezeichneten Hauptgruppe einen Entfall einer Zahnradstufe für einen Rückwärtsgang ermöglichen. Üblicherweise ist eine solche Zahnradstufe für einen Rückwärtsgang durch ein relativ kleines Zwischenrad verlustbehaftet, was nun erfindungsgemäß vermieden werden kann. Dadurch kann ein besonders effizienter, das heißt wirkungsgradgünstiger Betrieb dargestellt werden. Mit anderen Worten können im Vergleich zu herkömmlichen Gruppengetrieben Schlepp- und Reibverluste verringert werden, wodurch das beispielsweise als Nutzfahrzeug ausgebildete Kraftfahrzeug besonders energiegünstig, insbesondere kraftstoffverbrauchsarm, angetrieben werden kann.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der Planetenträger eine zweite Kupplungsverzahnung auf. Die Kupplungsverzahnungen sind beispielsweise voneinander unterschiedliche Verzahnungen und/oder insbesondere in axialer Richtung der Vorschaltgruppe voneinander beabstandet. Die wenigstens eine Kupplungsverzahnung des Planetenträgers wird auch als erste Kupplungsverzahnung bezeichnet. Beispielsweise weist das Getriebeelement eine weitere beziehungsweise dritte Kupplungsverzahnung auf, wobei beispielsweise die erste Kupplungsverzahnung in der zuvor genannten einen Position formschlüssig mit der weiteren Kupplungsverzahnung des Getriebeelements zusammenwirkt und hierdurch insbesondere drehfest mit der weiteren Kupplungsverzahnung gekoppelt beziehungsweise verbunden ist. Somit bewirkt ein Verschieben des Planetenträgers in die eine Position eine drehfeste Kopplung beziehungsweise Kupplung der ersten Kupplungsverzahnung mit der weiteren Kupplungsverzahnung, wodurch der Planetenträger in der einen Position über die erste und weitere Kupplungsverzahnung drehfest mit dem Getriebeelement und somit mit der Eingangswelle gekoppelt ist.
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Der Planetenträger ist beispielsweise in axialer Richtung der Vorschaltgruppe relativ zu dem Sonnenrad zwischen der einen Position und wenigstens einer anderen Position verschiebbar, wobei die eine Position beispielsweise auch als erste Position oder erste axiale Position und die andere Position als zweite Position oder zweite axiale Position bezeichnet wird. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass in der zweiten Position die erste Kupplungsverzahnung von der weiteren Kupplungsverzahnung entkoppelt ist, sodass in der zweiten Position die erste Kupplungsverzahnung nicht mit der weiteren (dritten) Kupplungsverzahnung zusammenwirkt. Der Einsatz der Kupplungsverzahnung ist besonders vorteilhaft, da mittels der Kupplungsverzahnungen eine besonders effektive und wirkungsgradgünstige, insbesondere formschlüssige, Kopplung beziehungsweise Kupplung realisierbar ist.
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Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Planetenträger in der anderen beziehungsweise zweiten Position über die zweite Kupplungsverzahnung drehfest an einem Gehäuse des Gruppengetriebes festgelegt ist. Mit anderen Worten bewirkt eine Verschiebung des Planetenträgers in die zweite axiale Position eine drehfeste Kopplung beziehungsweise Kupplung des Planetenträgers mit dem Gehäuse, sodass der Planetenträger drehfest an dem Gehäuse festgelegt ist und nicht mehr relativ zu dem Gehäuse gedreht werden kann. Insbesondere ist hierzu beispielsweise eine vierte Kupplungsverzahnung an dem Gehäuse vorgesehen, sodass die vierte Kupplungsverzahnung als gehäusefeste Kupplungsverzahnung ausgebildet ist und somit nicht relativ zu dem Gehäuse gedreht werden kann. Beispielsweise wirkt in der zweiten axialen Position die zweite Kupplungsverzahnung des Planetenträgers, insbesondere formschlüssig, mit der vierten Kupplungsverzahnung des Gehäuses zusammen, wodurch beispielsweise die zweite Kupplungsverzahnung drehfest mit der vierten Kupplungsverzahnung verbunden beziehungsweise gekoppelt ist. In der Folge ist der Planetenträger über die zweite und vierte Kupplungsverzahnung drehfest an dem Gehäuse festgelegt beziehungsweise gesichert. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt bewirkt somit ein Verschieben des Planetenträgers in die zweite axiale Position eine drehfeste Kupplung der zweiten Kupplungsverzahnung mit der gehäusefesten vierten Kupplungsverzahnung, sodass der Planetenträger drehfest mit dem Gehäuse gekoppelt ist.
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Des Weiteren ist es beispielsweise möglich, dass das Sonnenrad, der Planetenträger und die Kupplungsverzahnungen in dem genannten Gehäuse, insbesondere in einem durch das Gehäuse gebildeten Aufnahmeraum, angeordnet sind, wobei das Sonnenrad und der Planetenträger, insbesondere in der ersten axialen Position, um eine Hauptdrehachse relativ zu dem Gehäuse drehbar sind. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die zweite Kupplungsverzahnung in der ersten axialen Position von der vierten Kupplungsverzahnung entkoppelt ist, sodass die zweite Kupplungsverzahnung in der ersten axialen Position nicht mit der vierten Kupplungsverzahnung zusammenwirkt. Dadurch kann der Planetenträger in der ersten axialen Position um die Hauptdrehachse relativ zu dem Gehäuse gedreht werden. In der zweiten axialen Position jedoch wirken die zweite und vierte Kupplungsverzahnungen, insbesondere formschlüssig, zusammen, sodass der Planetenträger nicht um die Hauptdrehachse relativ zu dem Gehäuse gedreht werden kann. Hierdurch ist eine besonders vorteilhafte und insbesondere bauraum- und kostengünstige Schaltbarkeit des Gruppengetriebes realisierbar, sodass ein besonders vorteilhafter Betrieb darstellbar ist.
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Insbesondere kann mittels des erfindungsgemäßen Gruppengetriebes im Vergleich zu herkömmlichen Gruppengetrieben eine Spreizungserweiterung realisiert werden, um dadurch eine Triebstrangoptimierung insbesondere hinsichtlich einer Energiebeziehungsweise Kraftstoffverbrauchsreduktion realisieren zu können.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Planetengetriebe wenigstens ein mit dem Sonnenrad kämmendes und an dem Planetenträger um eine Drehachse relativ zu dem Planetenträger drehbar gelagertes Planetenrad auf. Die Drehachse des Planetenrads wird auch als Nebendrehachse bezeichnet und verläuft beispielsweise zumindest im Wesentlichen parallel zur zuvor genannten Hauptdrehachse, wobei die Hauptdrehachse beabstandet beziehungsweise desachsiert von der Nebendrehachse angeordnet ist.
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Um den Bauraumbedarf des Gruppengetriebes besonders gering halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die wenigstens eine Kupplungsverzahnung, das heißt die erste Kupplungsverzahnung in radialer Richtung des Planetengetriebes weiter innen als die Drehachse des Planetenrades angeordnet ist. Mit anderen Worten ist es dabei vorgesehen, dass die erste Kupplungsverzahnung radial innerhalb der radialen Anordnung der Drehachse des Planetenrades angeordnet ist.
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Zur Realisierung eines besonders vorteilhaften Betriebs ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die zweite Kupplungsverzahnung in radialer Richtung des Planetengetriebes weiter außen als die Drehachse des Planetenrades angeordnet ist. Mit anderen Worten ist die zweite Kupplungsverzahnung radial außerhalb der radialen Anordnung der Drehachse des Planetenrades angeordnet.
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Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es gezeigt, wenn ein Aktor vorgesehen ist, mittels welchem der Planetenträger, insbesondere relativ zu dem Sonnenrad, verschiebbar ist. Unter der axialen Verschiebbarkeit des Planetenträgers kann insbesondere verstanden werden, dass der Planetenträger entlang der Hauptdrehachse verschoben werden kann, sodass der Planetenträger entlang der Hauptdrehachse relativ zu dem Gehäuse translatorisch bewegbar ist. Der Aktor kann beispielsweise als elektrisch und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch betreibbarer Aktor ausgebildet sein, sodass beispielsweise der Planetenträger elektrisch und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch verschiebbar ist.
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Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Aktor mit dem Planetenträger an einer Anbindungsstelle gekoppelt ist. Mit anderen Worten wirkt der Aktor an der genannten Anbindungsstelle mit dem Planetenträger, insbesondere zumindest mittelbar oder direkt, zusammen, um dadurch mittels des Aktors die Verschiebung des Planetenträgers in axialer Richtung der Vorschaltgruppe relativ zu dem Gehäuse beziehungsweise relativ zu dem Sonnenrad zu bewirken. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Anbindungsstelle in radialer Richtung des Planetengetriebes weiter außen als die Drehachse des Planetenrads angeordnet ist. Mit anderen Worten ist die Anbindungsstelle radial außerhalb der radialen Anordnung der Drehachse des Planetenrades angeordnet. Unter der radialen Anordnung der Drehachse des Planetenrades ist beispielsweise eine Stelle beziehungsweise Positionierung der Drehachse des Planetenrades in radialer Richtung der Vorschaltgruppe zu verstehen, wobei beispielsweise die Drehachse mit dem Planetenträger um die genannte Hauptdrehachse, insbesondere relativ zu dem Gehäuse, mitgedreht wird, wenn der Planetenträger (Steg) um die Hauptdrehachse, insbesondere relativ zu dem Gehäuse, gedreht wird.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die zweite Kupplungsverzahnung in axialer Richtung eingangsseitig der wenigstens einen Kupplungsverzahnung angeordnet ist. Mit anderen Worten ist die zweite Kupplungsverzahnung in axialer Richtung der Vorschaltgruppe näher an einer Eingangsseite der Vorschaltgruppe angeordnet als die wenigstens eine Kupplungsverzahnung, das heißt als die erste Kupplungsverzahnung. Auf der genannten Eingangsseite werden Drehmomente über die Eingangswelle in die Vorschaltgruppe, insbesondere in das Planetengetriebe, eingeleitet, wobei die Drehmomente beispielsweise von einem Antriebsmotor zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden. Insbesondere stellt der beispielsweise als Verbrennungskraftmaschine, insbesondere als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, ausgebildete Antriebsmotor die Drehmomente über eine beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle bereit, welche auf die Eingangswelle übertragen werden und auf der Eingangsseite beziehungsweise über die Eingangsseite in das Planetengetriebe beziehungsweise in die Vorschaltgruppe eingeleitet werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Planetengetriebe wenigstens ein Hohlrad auf, wobei beispielsweise das zuvor genannte Planetenrad mit dem Hohlrad kämmt. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Hohlrad drehfest mit einer Abtriebswelle der Vorschaltgruppe verbunden ist. Die Abtriebswelle und das Hohlrad sind somit beispielsweise auf einer Abtriebsseite der Vorschaltgruppe angeordnet beziehungsweise Bestandteile eines Abtriebs der Vorschaltgruppe, wobei über den Abtrieb beziehungsweise auf der Abtriebsseite Drehmomente, insbesondere zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, aus der Vorschaltgruppe, insbesondere aus dem Planetengetriebe, ausgeleitet und von der Vorschaltgruppe, insbesondere von dem Planetengetriebe, abgeführt werden. Dies bedeutet, dass die Vorschaltgruppe die Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs über die Abtriebswelle bereitstellt.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein Bremselement vorgesehen, mittels welchem das Sonnenrad des Planetengetriebes abbremsbar ist. Insbesondere ist das Bremselement beispielsweise dazu ausgebildet, das Sonnenrad, insbesondere relativ zu dem Gehäuse, drehfest zu sichern und somit festzulegen.
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Hierdurch kann beispielsweise ein besonders hoher Komfort realisiert werden, da ein Kraftfluss unterbrechungsfreies Schalten in oberen Gängen realisierbar und insbesondere mit einer Klauen-Bauweise kombinierbar ist, sodass sich ein besonders effizienter und somit energieverbrauchsarmer Betrieb realisierbar ist. Dies ist insbesondere vorteilhaft für einen Hauptfahrbereich im Nutzfahrzeug-Fernverkehr, sodass ein besonders wirtschaftlicher Betrieb ermöglicht werden kann. Ferner kann mittels des erfindungsgemäßen Gruppengetriebes im Vergleich zu herkömmlichen Getrieben eine Drehzahlabsenkung durch Motorleerlauf im Rollbetrieb realisiert werden, da beispielsweise ein sogenannter Overdrive-Gang realisierbar ist. Außerdem kann ein Entfall einer Radebene für einen Rückwärtsgang durch Doppelnutzung des auch als Planetensatz, insbesondere als Eingangsplanetensatz, bezeichneten Planetengetriebes realisiert werden, sodass Verluste gering gehalten werden können. Somit kann der Energie- beziehungsweise Kraftstoffverbrauch besonders gering gehalten werden.
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Insbesondere ist es bei dem erfindungsgemäßen Gruppengetriebe möglich, einen Schnellgang zur Drehzahlabsenkung zu realisieren, wodurch das sogenannte Downspeeding ermöglicht werden kann. In der Folge kann der Kraftstoffverbrauch in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden. Außerdem ist es möglich, das auch als Planetensatz bezeichnete Planetengetriebe zur Realisierung eines Rückwärtsgangs zu nutzen, wodurch das zuvor beschriebene, verlustbehaftete und üblicherweise zum Einsatz kommende kleine Zahnrad zur Realisierung eines Rückwärtsgangs entfallen kann. Außerdem können die Teileanzahl und somit das Gewicht, die Kosten und der Bauraumbedarf dadurch besonders gering gehalten werden, dass der Planetenträger nicht etwa durch zusätzliche Verzahnungs- oder Schaltelemente wie Schaltmuffen mit der Eingangswelle beziehungsweise mit dem Gehäuse gekoppelt wird, sondern der Planetenträger selbst wird axial verschoben, wodurch beispielsweise unterschiedliche Gänge beziehungsweise Zustände des Gruppengetriebes geschaltet werden können. Des Weiteren kann das Bremselement als aktives Bremselement für die Schaltung des Planetensatzes verwendet werden. Des Weiteren kann ein besonders effizienter Betrieb dadurch realisiert werden, dass eine Klauenbauweise durch Nutzung der Kupplungsverzahnung realisierbar ist.
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Im Vergleich zu herkömmlichen Getrieben kann außerdem eine Erweiterung der konstanten Übersetzung (Splitgruppe) durch den Planetensatz und das auch als Bremse bezeichnete Bremselement realisiert werden. Insbesondere kann mittels des Planetensatzes ein zusätzlicher Schnellgang erzeugt werden. Durch gezielte Ansteuerung der Bremse kann ein Gangwechsel in oberen Gängen ohne Kraftschlussunterbrechung erfolgen. Ferner kann durch Verschieben des Planetenträgers ein weiterer Gang mit Drehrichtungsumkehr dargestellt werden, wobei der weitere Gang als Rückwärtsgang genutzt werden kann. Unter der Drehrichtungsumkehr ist insbesondere zu verstehen, dass sich bei Schaltung beziehungsweise Einlegung des Rückwärtsgangs die Abtriebswelle und somit das Hohlrad in eine erste Drehrichtung drehen, welche entgegengesetzt zu einer zweiten Drehrichtung ist, in die sich die Eingangswelle um die Hauptdrehachse dreht.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Bremselement eine Lamellenkupplung aufweist, wodurch ein besonders hoher Fahrkomfort dargestellt werden kann.
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Alternativ ist es zur Realisierung eines besonders vorteilhaften Betriebs vorgesehen, dass das Bremselement einen Elektromotor aufweist, sodass beispielsweise mittels des Elektromotors eine Drehzahl des Sonnenrads besonders vorteilhaft eingestellt werden kann.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein Schaltelement vorgesehen, mittels welchem das Sonnenrad mit der Eingangswelle drehfest koppelbar ist. Durch die drehfeste Kopplung des Sonnenrads mit der Eingangswelle drehen sich beispielsweise das Sonnenrad und die Eingangswelle um die Hauptdrehachse gemeinsam und somit als Block um.
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Um dabei die Teileanzahl und somit das Gewicht, die Kosten und den Bauraumbedarf besonders gering halten zu können, ist das Schaltelement mit dem Bremselement gekoppelt, wobei ein dem Schaltelement und dem Bremselement gemeinsames Stellglied vorgesehen ist, mittels welchem das Bremselement oder das Schaltelement betätigbar sind. Mit anderen Worten sind das Schaltelement und das Bremselement mittels eines einzigen Stellglieds oder Aktors betätigbar, welcher beispielsweise ein von dem zuvor genannten Aktor zum Verschieben des Planetenträgers unterschiedlicher Aktor ist. Dabei wird beispielsweise der zum Verschieben des Planetenträgers genutzte beziehungsweise ausgebildete Aktor als erster Aktor bezeichnet, wobei der zum Betätigen des Bremselements und des Schaltelements genutzte beziehungsweise ausgebildete Aktor als zweiter Aktor bezeichnet wird.
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Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Schaltelement auf der Eingangsseite des Planetengetriebes angeordnet ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
- 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Gruppengetriebes für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, mit einer Hauptgruppe, und mit einer Vorschaltgruppe, deren Planetengetriebe wenigstens ein Sonnenrad und wenigstens einen Planetenträger aufweist, welcher in axialer Richtung des Planetengetriebes relativ zu dem Sonnenrad zwischen wenigstens zwei Positionen verschiebbar ist und wenigstens eine Kupplungsverzahnung aufweist, über welche in einer der Positionen der Planetenträger drehfest mit einem weiteren Getriebeelement der Vorschaltgruppe verbunden ist, wobei das weitere Getriebeelement eine Eingangswelle der Vorschaltgruppe aufweist;
- 2 eine schematische Darstellung der Vorschaltgruppe; und
- 3 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht der Vorschaltgruppe.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Ansicht ein im Ganzen mit 10 bezeichnetes Gruppengetriebe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug. Das Kraftfahrzeug weist in seinem vollständig hergestellten Zustand einen Antriebsstrang auf, welcher auch einfach als Triebstrang bezeichnet wird. Mittels des Antriebsstrangs ist das Kraftfahrzeug antreibbar. Hierzu umfasst der Antriebsstrang wenigstens einen in den Fig. nicht dargestellten Antriebsmotor, welcher beispielsweise als Verbrennungskraftmaschine, insbesondere als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, ausgebildet ist. Der Antriebsmotor weist eine beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle auf, über welche der Antriebsmotor Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen kann. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, können die von dem Antriebsmotor bereitgestellten Drehmomente in das Gruppengetriebe 10 eingeleitet, mittels des Gruppengetriebes 10 beispielsweise gewandelt und von dem Gruppengetriebe 10 wieder bereitgestellt werden, sodass das Kraftfahrzeug angetrieben werden kann.
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Aus 1 ist erkennbar, dass das Gruppengetriebe 10 eine Hauptgruppe 12 aufweist, welche auch als Hauptgetriebe bezeichnet wird. Die Hauptgruppe 12 ist beispielsweise als Wechselgetriebe ausgebildet und weist eine Mehrzahl von schaltbaren beziehungsweise einlegbaren oder aktivierbaren Gängen G1-4 auf, welche sich beispielsweise in ihren jeweiligen Übersetzungen voneinander unterscheiden. Die Hauptgruppe 12 weist eine Vorgelegewelle 14 auf, mit welcher jeweilige, den jeweiligen Gängen G1-4 zugeordnete und als Zahnräder, insbesondere als Stirnräder, ausgebildete erste Gangräder 16a-d drehfest verbunden sind. Ferner weisen die Gänge G1-4 mit den Gangrädern 16a-d korrespondierende, als Zahnräder, insbesondere als Stirnräder, ausgebildete weitere Gangräder in Form von Losrädern 18a-d auf, welche an sich drehbar auf einer Ausgangswelle 20 der Hauptgruppe 12 gelagert sind. Die Losräder 18a-d können mittels jeweiliger, insbesondere als Schaltmuffen ausgebildeter Kopplungselemente 22a-c drehfest mit der Ausgangswelle 20 verbunden werden, sodass beispielsweise die Hauptgruppe 12 über die Ausgangswelle 20 Drehmomente bereitstellen kann.
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In 1 ist besonders schematisch ein auch als Getriebegehäuse bezeichnetes Gehäuse 24 des Gruppengetriebes 10 erkennbar, wobei beispielsweise die Losräder 18a-d, die Gangräder 16a-d, die Vorgelegewelle 14 und die Ausgangswelle 20 in dem Gehäuse 24 aufgenommen sind. Dabei ist insbesondere die Ausgangswelle 20 um eine auch als Hauptdrehachse bezeichnete erste Drehachse relativ zu dem Gehäuse 24 drehbar. Ferner ist die Ausgangswelle 20 drehbar an dem Gehäuse 24 gelagert.
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Das Gruppengetriebe 10 weist eine Nachschaltgruppe 26 auf, welche beispielsweise bezogen auf einen Drehmomentenfluss von einem Eingang 28 zu einem Ausgang 30 des Gruppengetriebes 10 der Hauptgruppe 12 nachgeschaltet ist. Dabei werden über den Eingang 28 die von dem Antriebsmotor bereitgestellten Drehmomente in das Gruppengetriebe 10 eingeleitet, wobei das Gruppengetriebe 10 die zuvor genannten Drehmomente über den Ausgang 30 bereitstellt. Somit werden die von dem Gruppengetriebe 10 über den Ausgang 30 bereitgestellten Drehmomente über den Ausgang 30 von dem Gruppengetriebe 10 abgeführt. Beispielsweise umfasst die Nachschaltgruppe 26 wenigstens ein Planetengetriebe 32.
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Das Gruppengetriebe 10 umfasst ferner eine Vorschaltgruppe 34, welche - insbesondere bezogen auf den zuvor genannten Drehmomentenfluss von dem Eingang 28 zu dem Ausgang 30 - der Hauptgruppe 12 vorgeschaltet ist. Die Vorschaltgruppe 34 ist dabei in 2 vergrößert dargestellt. Wie besonders gut aus einer Zusammenschau von 1 und 2 erkennbar ist, weist die Vorschaltgruppe 34 wenigstens ein zweites Planetengetriebe 36 mit einer Übersetzung von beispielsweise i = 3,55 auf. Das Planetengetriebe 36 umfasst ein Sonnenrad 38, ein Hohlrad 40 und Planetenräder 42, welche mit dem Hohlrad 40 und mit dem Sonnenrad 38 kämmen. Außerdem umfasst das zweite Planetengetriebe 36 einen Planetenträger 44, an welchem die Planetenräder 42 drehbar gelagert sind. Dadurch sind die Planetenräder 42 um jeweilige Drehachsen relativ zu dem Planetenträger 44 drehbar, wobei die jeweilige Drehachse, um welche das jeweilige Planetenrad 42 relativ zu dem Planetenträger 44 drehbar ist, auch als Nebendrehachse bezeichnet wird und beabstandet zu der Hauptdrehachse angeordnet ist. Dabei können sich grundsätzlich das Sonnenrad 38, das Hohlrad 40 und der Planetenträger 44 um die genannte Hauptdrehachse, insbesondere relativ zu dem Gehäuse 24, drehen.
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Die Hauptdrehachse verläuft zumindest im Wesentlichen parallel zur axialen Richtung der Vorschaltgruppe 34 und somit des Gruppengetriebes 10 insgesamt beziehungsweise die Hauptdrehachse fällt mit der axialen Richtung zusammen, wobei die axiale Richtung in 1 und 2 durch einen Doppelpfeil 46 veranschaulicht ist. Dabei verläuft die radiale Richtung der Vorschaltgruppe 34 und somit des Gruppengetriebes 10 insgesamt senkrecht zur axialen Richtung, wobei die radiale Richtung in 1 und 2 durch einen Doppelpfeil 48 veranschaulicht ist. Ferner fällt die axiale Richtung des Planetengetriebes 36 mit der axialen Richtung der Vorschaltgruppe 34 insgesamt zusammen, wobei auch die radiale Richtung des Planetengetriebes 36 mit der radialen Richtung der Vorschaltgruppe 34 insgesamt zusammenfällt. Das Planetengetriebe 36 wird auch als Planetensatz, Planetenradsatz oder Vorschaltplanetensatz bezeichnet, da das Planetengetriebe 36 Bestandteil der Vorschaltgruppe 34 ist und somit der Hauptgruppe 12 vorgeschaltet ist.
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Der Planetenträger 44 ist nun in axialer Richtung des Planetengetriebes 36 und somit der Vorschaltgruppe 34 beziehungsweise des Gruppengetriebes 10 insgesamt relativ zu dem Sonnenrad 38 und insbesondere relativ zu dem Gehäuse 24 zwischen wenigstens einer ersten axialen Position und wenigstens einer zweiten axialen Position verschiebbar. Dies bedeutet, dass der Planetenträger 44 in die erste axiale Position und in die zweite axiale Position verschoben werden kann. Insbesondere ist es denkbar, dass der Planetenträger 44 auch in eine dritte axiale Position verschiebbar ist. Die erste axiale Position und die zweite axiale Position sind beispielsweise jeweilige Kopplungsstellungen beziehungsweise Kopplungspositionen, wobei die dritte axiale Position beispielsweise eine Neutralposition beziehungsweise eine Neutralstellung des Planetenträgers 44 ist.
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Der Planetenträger 44 weist dabei eine erste Kupplungsverzahnung 50 sowie eine zweite Kupplungsverzahnung 52 auf, welche in axialer Richtung des Planetengetriebes 36 voneinander beabstandet sind. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, ist die jeweilige Kupplungsverzahnung 50 beziehungsweise 52 beispielsweise durch eine Klauenkupplung gebildet beziehungsweise bildet eine Klauenkupplung, sodass beispielsweise mittels der jeweiligen Kupplungsverzahnung 50 beziehungsweise 52 eine Klauenschaltung realisierbar ist.
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In der ersten axialen Position ist der Planetenträger 44 über die erste Kupplungsverzahnung 50 drehfest mit einem weiteren Getriebeelement der Vorschaltgruppe 34 verbunden beziehungsweise gekoppelt, da in der ersten axialen Position die erste Kupplungsverzahnung 50 drehfest mit einer weiteren, dritten Kupplungsverzahnung 54 des genannten weiteren Getriebeelement verbunden beziehungsweise gekoppelt ist. Dies bedeutet, dass ein Verschieben des Planetenträgers 44 in die erste axiale Position eine drehfeste Kopplung beziehungsweise Kupplung der ersten Kupplungsverzahnung 50 mit der weiteren, dritten Kupplungsverzahnung 54 des genannten weiteren Getriebeelements der Vorschaltgruppe 34 bewirkt. Das Verschieben des Planetenträgers 44 erfolgt mittels eines nicht näher dargestellten ersten Aktors.
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Um nun einen besonders vorteilhaften Betrieb des Gruppengetriebes 10 realisieren zu können, weist das weitere, in 1 und 2 mit 56 bezeichnete Getriebeelement der Vorschaltgruppe 34 eine Eingangswelle 58 der Vorschaltgruppe 34 auf. Über die Eingangswelle 58 können die zuvor genannten, von dem Antriebsmotor bereitgestellten Drehmomente in die Vorschaltgruppe 34, insbesondere in das Planetengetriebe 36, eingeleitet werden, sodass die Vorschaltgruppe 34, insbesondere das Planetengetriebe 36, über die Eingangswelle 58 antreibbar ist. Aus 2 ist erkennbar, dass die Kupplungsverzahnungen 50 und 52 drehfest mit dem Planetenträger 44 verbunden sind, wobei die Kupplungsverzahnung 54 drehfest mit der Eingangswelle 58 verbunden ist. In der in 2 gezeigten ersten axialen Position wirken die Kupplungsverzahnungen 50 und 54 formschlüssig zusammen, wodurch die Kupplungsverzahnungen 50 und 54 drehfest miteinander verbunden sind. In der Folge ist der Planetenträger 44 über die Kupplungsverzahnungen 50 und 54 drehfest mit der Eingangswelle 58 verbunden, sodass der Planetenträger 44 und die Eingangswelle 58 gemeinsam beziehungsweise als Block um die Hauptdrehachse umlaufen und sich somit um die Hauptdrehachse gemeinsam relativ zu dem Gehäuse 24 drehen. In der zweiten axialen Position und in der dritten axialen Position (Neutralstellung beziehungsweise Neutralposition) sind beispielsweise die Kupplungsverzahnungen 50 und 54 voneinander entkoppelt, sodass die Kupplungsverzahnungen 50 und 54 nicht zusammenwirken. Die Positionierung des Planetenträgers 44 in die erste axiale Position, die zweite axiale Position und die dritte axiale Position erfolgt mittels des ersten Aktors.
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Aus 1 und 2 ist erkennbar, dass das Gruppengetriebe 10, insbesondere die Vorschaltgruppe 34, ein Anfahrelement 60 aufweist, welches beispielsweise als Trennkupplung, insbesondere als Reibkupplung, oder aber als Drehmoment-Wandler, insbesondere als hydrodynamischer Drehmomentwandler, ausgebildet ist. Das Anfahrelement 60 weist dabei ein erstes Anfahrteil 62 und ein zweites Anfahrteil 64 auf, welches beispielsweise von dem ersten Anfahrteil 62 antreibbar ist. Das erste Anfahrteil 62 ist mit einer Welle 66 drehfest verbunden und somit von der Welle 66 antreibbar, welche beispielsweise von der genannten Abtriebswelle des Antriebsmotors antreibbar ist. Insbesondere ist beispielsweise die Welle 66 durch die Abtriebswelle des Antriebsmotors gebildet beziehungsweise drehfest mit der Abtriebswelle des Antriebsmotors verbunden. Somit können die von dem Antriebsmotor über dessen Abtriebswelle bereitgestellten Drehmomente über die Welle 66 und über die Anfahrteile 62 und 64, das heißt über das Anfahrelement 60 auf die Eingangswelle 58 übertragen werden, welche auch als Antriebswelle bezeichnet wird. Hierzu ist beispielsweise das Anfahrteil 64 drehfest mit der Eingangswelle 58 verbunden. Aus 1 und 2 ist ferner erkennbar, dass die Eingangswelle 58 drehbar an dem Gehäuse 24 gelagert ist.
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In der zweiten axialen Position ist der Planetenträger 44 über die zweite Kupplungsverzahnung 52 drehfest an dem Gehäuse 24 festgelegt, sodass dann der Planetenträger 44 nicht mehr relativ zu dem Gehäuse 24 gedreht werden kann. Hierzu ist eine vierte Kupplungsverzahnung 68 vorgesehen, welche durch das Gehäuse 24 gebildet ist beziehungsweise drehfest mit dem Gehäuse 24 verbunden ist. Somit ist die vierte Kupplungsverzahnung 68 eine gehäusefeste Kupplungsverzahnung. In der zweiten axialen Position wirken die Kupplungsverzahnungen 52 und 68, insbesondere formschlüssig, zusammen, sodass beispielsweise die Kupplungsverzahnungen 52 und 68 drehfest miteinander verbunden beziehungsweise gekoppelt sind. Hierdurch ist der Planetenträger 44 in der zweiten axialen Position über die Kupplungsverzahnungen 52 und 68, insbesondere formschlüssig, drehfest an dem Gehäuse 24 festgelegt. In der ersten axialen Position sind die Kupplungsverzahnungen 52 und 68 beispielsweise voneinander entkoppelt, sodass die Kupplungsverzahnungen 52 und 68 in der ersten axialen Position nicht zusammenwirken. In der beispielsweise in 3 veranschaulichten Neutralposition (dritte axiale Position) sind beispielsweise sowohl die Kupplungsverzahnungen 50 und 54 als auch die Kupplungsverzahnungen 52 und 68 voneinander entkoppelt, sodass beispielsweise weder die Kupplungsverzahnung 50 und 54 noch die Kupplungsverzahnungen 52 und 68 zusammenwirken.
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Wie besonders gut aus 3 erkennbar ist, ist die erste Kupplungsverzahnung 50 in radialer Richtung des Planetengetriebes 36 weiter innen als die jeweilige, auch als Nebendrehachse bezeichnete Drehachse des jeweiligen Planetenrads 42 angeordnet. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die zweite Kupplungsverzahnung 52 in radialer Richtung des Planetengetriebes 36 weiter außen als die Nebendrehachse des jeweiligen Planetenrades 42 angeordnet ist.
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Der erste Aktor ist mit dem Planetenträger 44 an einer Anbindungsstelle gekoppelt, welche in radialer Richtung des Planetengetriebes weiter außen als die Nebendrehachse des jeweiligen Planetenrads 42 angeordnet ist. Außerdem ist erkennbar, dass die zweite Kupplungsverzahnung 52 in axialer Richtung eingangsseitig der wenigstens einen Kupplungsverzahnung angeordnet ist, sodass beispielsweise die Kupplungsverzahnung 52 auf einer Eingangsseite 70 der Vorschaltgruppe 34, insbesondere des Planetengetriebes 36, angeordnet ist. Über die Eingangsseite 70 beziehungsweise auf der Eingangsseite 70 werden die Drehmomente in die Vorschaltgruppe 34, insbesondere in das Planetengetriebe 36, eingeleitet.
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Die Drehmomente werden auf einer Ausgangsseite 72 der Vorschaltgruppe 34, insbesondere des Planetengetriebes 36, aus dem Planetengetriebe 36 beziehungsweise aus der Vorschaltgruppe 34 ausgeleitet. Auf der Ausgangsseite 72 ist dabei eine Abtriebswelle 74 angeordnet, über welche die Vorschaltgruppe 34 beziehungsweise das Planetengetriebe 36 die Drehmomente bereitstellen kann, die in die Hauptgruppe 12 eingeleitet werden. Dabei ist die Abtriebswelle 74 drehfest mit dem Hohlrad 40 verbunden, sodass das Hohlrad 40 und die Abtriebswelle 74 zu einem Abtrieb der Vorschaltgruppe 34, insbesondere des Planetengetriebes 36, gehören. Dabei ist die Abtriebswelle 74 drehbar an dem Gehäuse 24 gelagert. Die Abtriebswelle 74 ist beispielsweise eine Getriebeeingangswelle, insbesondere der Hauptgruppe 12, da über die Getriebeeingangswelle beziehungsweise über die Abtriebswelle 74 die von der Vorschaltgruppe 34 bereitgestellten Drehmomente in das Hauptgetriebe (Hauptgruppe 12) eingeleitet werden. In 2 ist mit 76 ein Bauelement veranschaulicht, welches beispielsweise das Gehäuse 24 ist beziehungsweise veranschaulicht. Alternativ oder zusätzlich veranschaulicht beziehungsweise ist das Bauelement 76 ein Bremselement, mittels welchem das Sonnenrad 38 abbremsbar ist. Hierzu umfasst das Bremselement beispielsweise eine Reib- beziehungsweise Lamellenkupplung oder aber einen Elektromotor. Das Sonnenrad 38 ist drehfest mit einer auch als Sonnenwelle bezeichneten Welle 78 verbunden. Die Welle 78 ist als Hohlwelle ausgebildet und auf der Eingangswelle 58 angeordnet, sodass die Eingangswelle 58 die Hohlwelle (Welle 78) durchdringt. Dabei ist ein beispielsweise als Klauenschaltung, Klauenkupplung beziehungsweise Klauenschaltelement ausgebildetes Schaltelement 80 vorgesehen, welches zwischen einer ersten Koppelstellung, einer zweiten Koppelstellung und einer Entkoppelstellung verstellbar, insbesondere in axialer Richtung verschiebbar, ist. Dabei ist die Entkoppelstellung in 2 gezeigt. In der ersten Koppelstellung sind die Welle 78 und somit das Sonnenrad 38 über das Schaltelement 80 mit dem Bauelement 76 und somit beispielsweise mit dem Gehäuse 24 oder mit dem genannten Bremselement, welches auch als Bremse bezeichnet wird, insbesondere formschlüssig, gekoppelt, sodass beispielsweise Drehmomente zwischen dem Sonnenrad 38 und dem Bauelement 76 über das Schaltelement 80, insbesondere formschlüssig, übertragen werden können. Somit ist es beispielsweise möglich, das Sonnenrad 38 über das Schaltelement 80 mittels des Bauelements 76 abzubremsen und insbesondere drehfest festzulegen, insbesondere dann, wenn das Bauelement 76 als Bremse beziehungsweise als das Gehäuse 24 ausgebildet ist.
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In der zweiten Koppelstellung ist das Sonnenrad 38 über die Welle 78 und das Schaltelement 80 drehfest mit der Eingangswelle 58 gekoppelt, sodass dann beispielsweise das Sonnenrad 38 und die Eingangswelle 58 gemeinsam und somit als Block umlaufen und sich somit gemeinsam um die Hauptdrehachse relativ zu dem Gehäuse 24 drehen.
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Hierzu ist mit der Welle 78 beispielsweise eine fünfte Kupplungsverzahnung 82 drehfest verbunden. Ferner ist mit dem Bauelement 76 eine sechste Kupplungsverzahnung 84 und mit der Eingangswelle 58 eine siebte Kupplungsverzahnung 86 drehfest verbunden. In der ersten Koppelstellung wirkt das Schaltelement 80 sowohl mit der Kupplungsverzahnung 82 als auch mit der Kupplungsverzahnung 84 formschlüssig zusammen, sodass das Sonnenrad 38 über die Welle 78, die Kupplungsverzahnung 82, das Schaltelement 80 und die Kupplungsverzahnung 84 formschlüssig mit dem Bauelement 76 gekoppelt ist. In der zweiten Koppelstellung wirkt das Schaltelement 80 sowohl mit der Kupplungsverzahnung 82 als auch mit der Kupplungsverzahnung 86 formschlüssig zusammen, sodass dann das Sonnenrad 38 über die Welle 78, die Kupplungsverzahnung 82, das Schaltelement 80 und die Kupplungsverzahnung 86 formschlüssig drehfest mit der Eingangswelle 58 verbunden ist. In der Entkoppelstellung jedoch ist das Schaltelement 80 von den Kupplungsverzahnungen 84 und 86 entkoppelt, sodass das Sonnenrad 38 weder mit dem Bauelement 76 noch mit der Eingangswelle 58 drehfest gekoppelt ist. Insbesondere ist beispielsweise ein von dem zuvor genannten, ersten Aktor unterschiedlicher, zusätzlich dazu vorgesehener zweiter Aktor vorgesehen, mittels welchem das Schaltelement 80 betätigbar ist. Ferner ist es vorgesehen, dass das Schaltelement 80 auf der Eingangsseite 70 des Planetengetriebes 36 angeordnet ist.
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Besonders vorteilhaft sind der Planetenträger 44 und das Schaltelement 80 miteinander gekoppelt und mittels eines einzigen Aktors schaltbar. Der erste Aktor und der zweite Aktor sind somit vorteilhafter Weise zu einem einzigen Aktor zusammengefasst.
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Ebenso ist es vorteilhaft, wenn der zweite Aktor ein dem genannten Bremselement und dem Schaltelement 80 zugeordneter Aktor. Somit sind das Schaltelement 80 und das zuvor genannte Bremselement mittels eines einzigen Aktors, nämlich des zweiten Aktors betätig bar.
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Vorteilhaft können das Schaltelement 80, der Planetenträger 44 und das genannte Bremselement durch einen einzigen gemeinsamen Aktor betätigt werden.
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Aus den Fig. ist erkennbar, dass die Vorschaltgruppe 34 eine Baugruppe ist, welche einem konventionellen Getriebe vorgeschaltet sein kann. Dabei ist an dem auch als Getriebeeingang bezeichneten Eingang 28 das Anfahrelement 60 angeordnet, welches beispielsweise als Reibkupplung ausgebildet ist.
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Mittels des Schaltelements 80 können wenigstens zwei Gangstufen, insbesondere mit voneinander unterschiedlichen Übersetzungen, geschaltet werden, was im Folgenden noch erläutert wird. Die Kupplungsverzahnung 52 ist ein Schaltelement, welches zur Realisierung eines Rückwärtsgangs und somit zur Realisierung einer Drehrichtungsumkehr genutzt wird. Unter der Drehrichtungsumkehr ist insbesondere zu verstehen, dass bei aktivierter Drehrichtungsumkehr das Hohlrad 40 und somit die Abtriebswelle 74 in eine erste Drehrichtung um die Hauptdrehachse gedreht werden, wenn die Eingangswelle 58 in eine der ersten Drehrichtung entgegengesetzte zweite Drehrichtung um die Hauptdrehachse gedreht wird. Das auch als Planetensatz bezeichnete Planetengetriebe 36 sollte so ausgelegt sein, dass eine besonders vorteilhafte Stufung zu den auch als Gangstufen bezeichneten Gängen G1-4 im Hauptgetriebe realisiert werden kann, um ein gleichbleibendes Schaltverhalten zu gewährleisten. Insbesondere ist es durch den Einsatz der Hauptgruppe 12, der Nachschaltgruppe 26 und der Vorschaltgruppe 34 möglich, zwölf Gänge, insbesondere Vorwärtsfahrgänge, des Gruppengetriebes 10 auf besonders bauraumgünstige Weise zu realisieren. Die als Getriebeeingangswelle der Hauptgruppe 12 fungierende Abtriebswelle 74 wird von dem Hohlrad 40 angetrieben. Durch die beschriebene Anordnung können die Gangstufen des Hauptgetriebes verdoppelt werden, müssen jedoch nicht komplett zum Fahren des Kraftfahrzeugs verwendet werden.
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Das Bauelement 76 kann starr oder dynamisch abbremsbar ausgeführt sein. Zur Realisierung der starren Abbremsung ist das Bauelement 76 beispielsweise das Gehäuse 24. Zur Realisierung der dynamischen Abbremsung ist das Bauelement 76 beispielsweise als Bremselement, insbesondere als Reibbremse oder als verschleißfreies Bremselement, ausgeführt. Dadurch kann das Kraftfahrzeug sowohl in einem Vorwärtsgang als auch im Rückwärtsgang angefahren werden. Durch Verwendung der Vorschaltgruppe 34 können mindestens vier Schaltzustände realisiert werden, welche im Folgenden beschrieben werden:
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Ein erster der Schaltzustände ist ein Leerlauf. In dem Leerlauf befindet sich das Schaltelement 80 in seiner auch als neutrale Stellung bezeichneten Entkoppelstellung, und der Planetenträger 44 befindet sich in seiner ersten axialen Position oder ebenfalls in der Neutralstellung. Dadurch wird kein Drehmoment auf das Hauptgetriebe über das Hohlrad 40 übertragen. In dem Leerlauf kann das Anfahrelement 60 geschlossen werden, ohne dass das Kraftfahrzeug angefahren wird.
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Ein zweiter der Schaltzustände ist ein sogenannter Schnellgang. Bei geschaltetem Schaltelement 80 nach rechts, das heißt dann, wenn sich das Schaltelement 80 in seiner ersten Koppelstellung befindet, wird ins Schnelle übersetzt, sodass sich beispielsweise die Abtriebswelle 74 mit einer größeren Drehzahl als die Eingangswelle 58 dreht. Eine solche Übersetzung ist zum Anfahren über das Anfahrelement 60 nicht ideal, jedoch wäre ein Anfahren möglich. Ein besonders vorteilhaftes Anfahren lässt sich dadurch realisieren, dass beispielsweise die in 2 rechte Seite des Schaltelements 80, das heißt beispielsweise das Bauelement 76, als Reibkupplung oder Elektromotor ausgebildet ist beziehungsweise eine solche Reibkupplung beziehungsweise Elektromotor umfasst.
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Sobald das Schaltelement 80 bei zunächst geöffnetem Anfahrelement 60 bezogen auf die Bildebene von 2 nach rechts geschaltet, das heißt in die erste Koppelstellung bewegt und dadurch beispielsweise mit dem Bauelement 76 (Gehäuse 24 oder Bremselement) gekoppelt wurde, kann das Kraftfahrzeug mittels des Anfahrelements 60 angefahren werden. Alternativ kann eine Abbremsung dynamisch über das Bremselement des Bauelements 76 erfolgen, wobei das Bremselement des Bauelements 76 beispielsweise als Reibbremse beziehungsweise Reibkupplung oder Elektromotor ausgebildet ist. Hierdurch wird bei geschlossenem Anfahrelement 60 ein Drehmoment auf das Hohlrad 40 und somit auf die Abtriebswelle 74 übertragen. Dies erfolgt beispielsweise nur dann, wenn die rechte Seite des Schaltelements 80 als kontinuierliche Bremse ausgeführt ist, das heißt beispielsweise wenn das genannte Bauelement 76 das genannte Bremselement, das heißt die Reibkupplung oder den Elektromotor, umfasst, sodass dann beispielsweise, wenn das Schaltelement 80 in der ersten Koppelstellung ist, das Schaltelement 80 mit dem Bremselement und somit mit einer Reibkupplung oder einem Elektromotor gekoppelt ist.
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Sobald das Bauelement 76 statisch und beispielsweise als das Gehäuse 24 ausgebildet ist, muss mithilfe des Anfahrelements 60 die Übertragung des Drehmoments erfolgen. Das Planetengetriebe 36 übersetzt dann die Eingangsdrehzahl, das heißt die Drehzahl der Eingangswelle 58 ins Langsame, sodass dann beispielsweise die Abtriebswelle 74 mit einer geringeren Drehzahl als die Eingangswelle 58 gedreht wird. Hierdurch können eine besonders hohe Spreizung und eine besonders vorteilhafte Anfahrfähigkeit, insbesondere Steigfähigkeit, erreicht werden. In dem zweiten Schaltzustand können sämtliche Gänge des Hauptgetriebes geschaltet werden und die für den Triebstrang sinnvollen Gänge für das Fahren des Kraftfahrzeugs gewählt werden.
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Ein dritter der Schaltzustände ist ein Direktgang. Sobald sich das Schaltelement 80 in seiner bezogen auf die Bildebene in 2 linken Schaltstellung, das heißt in der zweiten Koppelstellung befindet, wird das Sonnenrad 38 mit der Eingangswelle 58 verblockt, sodass das Planetengetriebe 36, insbesondere mit der Übersetzung 1:1, umläuft, insbesondere um die Hauptdrehachse. In dem dritten Schaltzustand können ebenfalls die konventionellen Schaltungen des Hauptgetriebes erfolgen.
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Ein vierter der Schaltzustände ist der zuvor genannte Rückwärtsgang. Für die Drehrichtungsumkehr wird das Sonnenrad 38 mit der Eingangswelle 58, insbesondere über das Schaltelement 80 und die Kupplungsverzahnung 86, drehfest gekoppelt, und der Antrieb des Planetenträgers 44 wird getrennt, der Planetenträger 44 wird mittels der Kupplungsverzahnungen 52 und 68 verdrehsicher gegen das Gehäuse 24 geblockt, indem der Planetenträger 44 in die zweite axiale Position verschoben wird. In diesem vierten Schaltzustand können sämtliche Gänge des Hauptgetriebes für die jeweilige passende Übersetzung gewählt werden.
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Bei dem Gruppengetriebe 10 wird der Planetenträger 44 in dem ersten Schaltzustand angetrieben, wodurch zwei Gänge, insbesondere mit voneinander unterschiedlichen Übersetzungen, realisiert werden können. Ein erster der Gänge wird durch drehfestes Festlegen des Sonnenrads 38, insbesondere mittels des Bauelements 76, realisiert, wodurch der zuvor genannte Schnellgang und somit die Übersetzungen ins Schnelle realisiert werden können. Der zweite Gang ist der zuvor genannte Direktgang, welcher durch Verschalten des Sonnenrads 38 gegen den Planetenträger 44 erfolgt. Durch Verschieben des Planetenträgers 44 kann das Verschaltungskonzept modifiziert werden. Der bis dahin antreibende Planetenträger 44 wird festgehalten und dabei insbesondere gegen das Gehäuse 24 verblockt, und das Sonnenrad 38 treibt über die abwälzenden Planetenräder 42 das Hohlrad 40 an. Dadurch können die Drehrichtungsumkehr und somit der Rückwärtsgang dargestellt werden. Des Weiteren ist in 3 eine weitere, auch als Klaue bezeichnete Kupplungsverzahnung 88 erkennbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19741440 A1 [0002]
- DE 102008001650 A1 [0003]
