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Die Erfindung betrifft ein Schaltsystem für ein Getriebe, umfassend eine Schalteinrichtung, welche zwischen einem geöffneten Zustand und einem geschlossenen Zustand überführbar ist, und ein weiteres Schaltelement, wobei das weitere Schaltelement im Vergleich zu der Schalteinrichtung ein höheres Schleppmoment aufweist, und wobei im geöffneten Zustand der Schalteinrichtung kein Drehmoment über das weitere Schaltelement zu übertragen ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Getriebe mit zumindest einem vorgenannten Schaltsystem.
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Bei Schaltgetrieben kommen zur Darstellung unterschiedlicher Gänge Schaltelemente zum Einsatz, die üblicherweise entweder als formschlüssige oder als kraftschlüssige Schaltelemente ausgeführt werden. Bei Automatikgetrieben, bei welchen ein Wechsel zwischen den Gängen automatisch durch ein automatisiertes Betätigen der entsprechenden Schaltelemente vollzogen wird, werden Schaltelemente häufig als kraftschlüssige Schaltelemente ausgeführt, da hierdurch ein Schließen des jeweiligen Schaltelements auch unter Last dargestellt und damit auch ein Gangwechsel unter Last vollzogen werden kann. Gegenüber formschlüssigen Schaltelementen haben kraftschlüssige Schaltelemente allerdings den Nachteil, dass sie in einem geöffneten Zustand ein höheres Schleppmoment aufweisen. Um diese Schleppmomente zu reduzieren, werden Schaltelemente daher teilweise auch bei Automatikgetrieben als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt.
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Aus der
DE 10 2007 036 100 A1 geht ein Schaltsystem für ein Getriebe hervor, welches sich aus einer Schalteinrichtung in Form eines kraftschlüssigen Schaltelements und einem weiteren Schaltelement in Form eines formschlüssigen Schaltelements zusammensetzt. Das kraftschlüssige Schaltelement ist dabei als Lamellenschaltelement gestaltet und im Kraftfluss parallel zu dem formschlüssigen Schaltelement angeordnet, welches konkret als Klauenschaltelement vorliegt. Beide Schaltelemente werden über eine gemeinsame Betätigungseinrichtung betätigt, wobei eine Betätigung des kraftschlüssigen Schaltelements hierbei vorgelagert zu einem Schließen des formschlüssigen Schaltelements erfolgt, so dass das kraftschlüssige Schaltelement im Zuge der Betätigung zunächst eine Drehzahlgleichheit zwischen einer Antriebs- und einer Abtriebsseite des Schaltsystems herstellt, bevor das Klauenschaltelement geschlossen wird.
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Des Weiteren zeigt die
DE 102 44 523 A1 ein Schaltsystem mit einer Schalteinrichtung und einem weiteren Schaltelement, welches als Lamellenschaltelement ausgeführt ist. Die Schalteinrichtung, die nach Art einer Sperrsynchronisation ausgebildet ist, ist dem weiteren Schaltelement in einem Kraftfluss in Reihe vorgeschaltet und weist im Vergleich zu dem weiteren Schaltelement ein niedrigeres Schleppmoment auf. Durch Öffnen der Schalteinrichtung findet dann auch kein Kraftfluss über das nachgeschaltete, weitere Schaltelement statt.
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Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Schaltsystem für ein Getriebe zu schaffen, welches sich durch niedrige Verluste auszeichnet, gleichzeitig aber ein Schalten eines hohen Drehmoments unter Last ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird jeweils ausgehend vom Oberbegriff der nebengeordneten Ansprüche 1 und 2 in Verbindung mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf jeweils folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Getriebe, bei welchem zumindest ein erfindungsgemäßes Schaltsystem zur Anwendung kommt, ist ferner Gegenstand von Anspruch 7.
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Gemäß der Erfindung umfasst ein Schaltsystem eine Schalteinrichtung, welche zwischen einem geöffneten Zustand und einem geschlossenen Zustand überführt werden kann, und ein weiteres Schaltelement. Erfindungsgemäß setzt sich also das Schaltsystem aus einer Schalteinrichtung und einem weiteren Schaltelement zusammen. Die Schalteinrichtung kann zwischen einem geöffneten Zustand und einem geschlossenen Zustand überführt werden. In ihrem geschlossenen Zustand verbindet die Schalteinrichtung dabei Komponenten des Getriebes drehfest miteinander, die unmittelbar an der Schalteinrichtung angebunden sind. Die Schalteinrichtung kann hierbei konkret als Kupplung oder als Bremse fungieren, wobei im erstgenannten Fall dann die unmittelbar angebundenen Komponenten im geschlossenen Zustand der Schalteinrichtung im Wesentlichen mit derselben Drehzahl laufen, während im Falle der Ausführung als Bremse die eine rotierbare Komponente an der anderen, permanent stillstehenden Komponente festgesetzt und in der Folge an einer Drehbewegung gehindert wird. Hingegen sind die unmittelbar an der Schalteinrichtung angebundenen Komponenten im geöffneten Zustand der Schalteinrichtung voneinander entkoppelt, so dass die Komponenten unabhängig voneinander rotieren können. Bei einer „Komponente“ des Getriebes kann es sich prinzipiell um eine Welle, ein Element (Sonnenrad, Planetensteg, Hohlrad) eines Planetenradsatzes, ein Stirnrad, ein drehfestes Bauelement (Gehäuse, Gehäuseteil) oder ähnliches handeln.
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Ferner weist das weitere Schaltelement im Vergleich zu der Schalteinrichtung ein höheres Schleppmoment auf, wobei im geöffneten Zustand der Schalteinrichtung kein Drehmoment über das weitere Schaltelement zu übertragen ist. Mit anderen Worten weist also die Schalteinrichtung im Vergleich zu dem weiteren Schaltelement ein niedrigeres Schleppmoment auf. Unter einem „Schleppmoment“ ist dabei im Sinne der Erfindung das Verlustmoment zu verstehen, welches trotz des geöffneten Zustands bei der Schalteinrichtung bzw. dem weiteren Schaltelement über diese bzw. dieses weitergeleitet wird. Dieses Verlustmoment ist nun bei der Schalteinrichtung niedriger als bei dem weiteren Schaltelement. Des Weiteren nimmt die Schalteinrichtung in ihrem geöffneten Zustand das weitere Schaltelement aus einem Kraftfluss, so dass dann kein Drehmoment über das weitere Schaltelement zu übertragen ist.
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Dadurch können durch Zusammenspiel der Schalteinrichtung mit dem weiteren Schaltelement zwar im Bedarfsfall hohe Drehmomente übertragen werden, gleichzeitig können aber Verluste reduziert werden, so dass ein höherer Wirkungsgrad erreichbar ist. Denn das weitere Schaltelement kann entsprechend dimensioniert werden, um bei einem oder mehreren Übersetzungsverhältnissen des jeweiligen Getriebes ein hohes Drehmoment auch unter Last schalten zu können. Ist das weitere Schaltelement dann in der Folge zu öffnen, was ansonsten aufgrund der Dimensionierung das Auftreten des hohen Schleppmoments des weiteren Schaltelements zur Folge hätte, so wird stattdessen die Schalteinrichtung in einen geöffneten Zustand überführt. Dadurch findet in diesem Zustand kein Kraftfluss über das weitere Schaltelement statt, so dass dieses ggf. auch in einem geschlossenen Zustand belassen werden kann. Durch Überführung der Schalteinrichtung in ihren geschlossenen Zustand kann dann der Kraftfluss über das weitere Schaltelement wieder reaktiviert werden.
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Im Rahmen der Erfindung kann es sich bei dem weiteren Schaltelement konkret um ein integriertes Anfahrelement des Getriebes handeln, über welches einen Anfahrvorgang im Getriebe dargestellt werden kann. Dieses Anfahrelement sorgt dabei innerhalb eines Antriebsstranges, in welchem das Getriebe gemeinsam mit einer Antriebsmaschine und weiteren Komponenten vorgesehen ist, dafür, dass zu Beginn des Anfahrens im Schlupfbetrieb des Anfahrelements eine Differenzdrehzahl zunächst abgebaut wird.
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Gemäß dem nebengeordneten Anspruch 1 umfasst die Erfindung die technische Lehre, dass das weitere Schaltelement in einem geschlossenen Zustand ein Element eines Planetenradsatzes drehfest mit einem Getriebeelement verbindet, während die Schalteinrichtung in ihrem geöffneten Zustand für eine freie Verdrehbarkeit eines anderen Elements desselben Planetenradsatzes sorgt. In diesem Fall wird also durch Öffnen der Schalteinrichtung mittelbar dafür gesorgt, dass kein Drehmoment über das weitere Schaltelement zu übertragen ist. Denn durch Öffnen der Schalteinrichtung und die damit einhergehende, freie Verdrehbarkeit eines der Elemente des Planetenradsatzes findet in dem Planetenradsatz dann kein Kraftfluss über das dem weiteren Schaltelement zugeordnete Element des Planetenradsatzes statt, so dass auch über das weitere Schaltelement kein Drehmoment zu übertragen ist.
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Hingegen verbindet das weitere Schaltelement entsprechend der technischen Lehre des nebengeordneten Anspruchs 2 in einem geschlossenen Zustand ein Element eines ersten Planetenradsatzes drehfest mit einem Getriebeelement, wobei ein Element eines zweiten Planetenradsatzes im geöffneten Zustand der Schalteinrichtung frei verdreht werden kann und ein anderes Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest mit einem anderen Element des ersten Planetenradsatzes in Verbindung steht. Auch hierdurch wird mittelbar erreicht, dass kein Kraftfluss über das dem weiteren Schaltelement zugeordnete Element des Planetenradsatzes stattfindet und damit auch das weitere Schaltelement kein Drehmoment zu übertragen hat.
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Bei den Elementen des bzw. der Planetenradsätze handelt es sich im Sinne der Erfindung um ein jeweiliges Sonnenrad, einen jeweiligen Planetensteg und ein jeweiliges Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes. Konkret kann der Planetenradsatz dabei als Minus-Planetensatz gestaltet sein, indem der Planetensteg zumindest ein Planetenrad drehbar gelagert führt, welches sowohl mit dem radial innenliegenden Sonnenrad, als auch dem radial umliegenden Hohlrad im Zahneingriff steht. Der Planetenradsatz könnte aber auch als Plus-Planetensatz ausgeführt sein, wobei der Planetensteg dann zumindest ein Planetenradpaar drehbar gelagert führt, von dessen Planetenrädern eines mit dem Sonnenrad und eines mit dem Hohlrad im Zahneingriff steht, sowie die Planetenräder untereinander kämmen.
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Eines der vorgenannten Elemente des jeweiligen Planetenradsatzes wird dann über das weitere Schaltelement in dessen geschlossenen Zustand drehfest mit einem Getriebeelement verbunden, wobei es sich hierbei bei dem Getriebeelement konkret um eine weitere, rotierbare Komponente des Getriebes, wie beispielsweise eine Welle oder ein anderes Element eines Planetenradsatzes, oder um ein drehfestes Bauelement, wie beispielsweise ein Gehäuse oder einen Gehäusteil, handeln kann, je nachdem, ob das weitere Schaltelement konkret als Kupplung oder als Bremse gestaltet ist.
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In Weiterbildung der Erfindung ist das weitere Schaltelement als kraftschlüssiges Schaltelement ausgeführt, wobei das weitere Schaltelement hierbei insbesondere als Lamellenschaltelement vorliegt. Eine Ausführung als kraftschlüssiges Schaltelement hat den Vorteil, dass das weitere Schaltelement somit auch unter Last betätigt werden kann und dabei problemlos auch ein hohes Drehmoment schaltbar ist. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem weiteren Schaltelement hierbei um eine Bremse, die bei Betätigung ein oder mehrere Komponenten des Getriebes festsetzt und in der Folge an einer Drehbewegung hindert. Alternativ dazu könnte es sich bei dem weiteren Schaltelement aber prinzipiell auch um eine Kupplung handeln, welche bei Betätigung die hieran unmittelbar anknüpfenden Komponenten des Getriebes in ihren Drehbewegungen angleicht und in der Folge drehfest miteinander verbindet.
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Es ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung, dass die Schalteinrichtung durch ein kraftschlüssiges Schaltelement gebildet ist, wobei es sich bei diesem kraftschlüssigen Schaltelement hierbei insbesondere um ein Lamellenschaltelement handelt. Eine derartige Ausgestaltung eines Schaltsystems hat dabei den Vorteil, dass somit auch ein Schließen der Schalteinrichtung in Form des kraftschlüssigen Schaltelements unter Last stattfinden kann, so dass bei dem Schaltsystem das weitere Schaltelement in den Kraftfluss gebracht wird.
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Alternativ zu der vorgenannten Ausführungsform setzt sich die Schalteinrichtung hingegen aus einem formschlüssigen Schaltelement und einem im Kraftfluss hierzu parallel angeordneten, kraftschlüssigen Schaltelement zusammen. Dabei können das formschlüssige Schaltelement und das kraftschlüssige Schaltelement der Schalteinrichtung über eine gemeinsame Betätigungseinrichtung betätigt werden. Bevorzugt ist das formschlüssige Schaltelement hierbei als Klauenschaltelement ausgeführt, während das kraftschlüssige Schaltelement insbesondere durch ein oder auch mehrere Reiblamellen gebildet ist. Bei einem Klauenschaltelement kann die jeweilige Klaue dann mit Hinterschnitt und damit selbsthaltend oder auch selbstlösend ausgeführt sein.
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In Weiterbildung dieser Ausführungsform betätigt die Betätigungseinrichtung im Zuge der Betätigung das kraftschlüssige Schaltelement der Schalteinrichtung vorgelagert zu dem formschlüssigen Schaltelement, d.h. es findet also zunächst ein Schließen des kraftschlüssigen Schaltelements statt, bevor das formschlüssige Schaltelement in einen geschlossenen Zustand überführt wird. Hierdurch ist die Schalteinrichtung nach Art einer Sperrsynchronisation aufgebaut, indem durch die vorgelagerte Betätigung des kraftschlüssigen Schaltelements zunächst Differenzdrehzahlen zwischen den an der Schalteinrichtung unmittelbar angebundenen Komponenten abgebaut werden, bevor dann das formschlüssige Schaltelement geschlossen wird. Letzteres hat dabei dann eine formschlüssige Verbindung der Komponenten zur Folge.
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Die Ausführung der Schalteinrichtung als Kombination eines kraftschlüssigen Schaltelements mit einem formschlüssigen Schaltelement hat den Vorteil, dass im geöffneten Zustand der Schalteinrichtung nur ein sehr geringes Schleppmoment auftritt.
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Gleichzeitig wird aber über das formschlüssige Schaltelement in dessen geschlossenen Zustand eine zuverlässige Verbindung der unmittelbar an der Schalteinrichtung anknüpfenden Komponenten hergestellt.
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Um bei der vorgenannten Ausführung zu vermeiden, dass das kraftschlüssige Schaltelement der Schalteinrichtung ein hohes Schleppmoment verursacht, muss die Betätigungseinrichtung der Schalteinrichtung in deren geöffneten Zustand in eine Endlage verschoben sein. Hierzu ist insbesondere im Bereich der Betätigungseinrichtung der Schalteinrichtung ein entsprechendes Federelement vorgesehen.
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Besonders bevorzugt ist die Betätigungseinrichtung der Schalteinrichtung als hydraulische Betätigungseinrichtung ausgestaltet, bei welcher eine Betätigung des kraftschlüssigen Schaltelements und des formschlüssigen Schaltelements über einen hydraulisch betätigten Kolben stattfindet. Hierbei betätigt der Kolben dann vorgelagert zunächst das kraftschlüssige Schaltelement, bevor ein Schließen des formschlüssigen Schaltelements stattfindet. Bei dem kraftschlüssigen Schaltelement kann dabei zudem ein Sprengring vorgesehen sein, über welchen die eine oder die mehreren Reiblamellen des kraftschlüssigen Schaltelements axial gehalten werden, so dass eine Anpresskraft bei einer Kraft größer Null beginnt. Dieser Sprengring kann zudem dazu genutzt werden, ein Lüftspiel einzustellen. Ferner kann eine Einstellscheibe vorgesehen sein, um eine definierte Federkraft eines Federelements einzustellen, über welches die Reiblamelle oder die mehreren Reiblamellen vorgespannt ist bzw. sind.
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Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale der nebengeordneten oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
- 1 eine schematische Ansicht eines Getriebes entsprechend einer ersten Ausführungsform;
- 2 eine schematische Darstellung eines Getriebes gemäß einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit;
- 3 eine schematische Ansicht eines Getriebes entsprechend einer dritten Ausführungsform; und
- 4 ein beispielhaftes Schaltschema der Getriebe aus den 1 bis 3;
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes G entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei es sich bei dem Getriebe G hierbei bevorzugt um ein Kraftfahrzeuggetriebe handelt. Wie zu erkennen ist, umfasst das Getriebe G vier Planetenradsätze P1, P2, P3 und P4, welche sich jeweils aus je einem ersten Element E11 bzw. E12 bzw. E13 bzw. E14, je einem zweiten Element E21 bzw. E22 bzw. E23 bzw. E24 sowie je einem dritten Element E31 bzw. E32 bzw. E33 bzw. E34 zusammensetzen. Dabei ist das jeweilige erste Element E11 bzw. E12 bzw. E13 bzw. E14 durch ein jeweiliges Sonnenrad SO1 bzw. SO2 bzw. SO3 bzw. SO4, das jeweilige zweite Element E21 bzw. E22 bzw. E23 bzw. E24 durch einen jeweiligen Planetensteg PT1 bzw. PT2 bzw. PT3 bzw. PT4 sowie das jeweilige dritte Element E31 bzw. E32 bzw. E33 bzw. E34 durch ein jeweiliges Hohlrad HO1 bzw. HO2 bzw. HO3 bzw. HO4 gebildet.
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Die Planetenradsätze P1, P2, P3 und P4 sind vorliegend jeweils als Minus-Planetensatz gestaltet, bei welchem der jeweilige Planetensteg PT1 bzw. PT2 bzw. PT3 bzw. PT4 zumindest ein Planetenrad drehbar gelagert führt, welches sowohl mit dem jeweiligen, radial innenliegenden Sonnenrad SO1 bzw. SO2 bzw. SO3 bzw. SO4, als auch dem jeweiligen, radial umliegenden Hohlrad HO1 bzw. HO2 bzw. HO3 bzw. HO4 im Zahneingriff steht. Alternativ dazu könnten aber einzelne oder auch mehrere der Planetenradsätze P1, P2, P3 und P4 aber auch als Plus-Planetensätze ausgeführt sein, sofern eine Anbindung der Elemente dies ermöglicht, wobei in diesem Fall dann der jeweilige Planetenträger zumindest ein Planetenradpaar drehbar gelagert führt, von dessen Planetenrädern ein Planetenrad mit dem jeweiligen Sonnenrad und ein Planetenrad mit dem jeweiligen Hohlrad kämmt, sowie die Planetenräder untereinander im Zahneingriff stehen. Im Vergleich zu der Ausführung als Minus-Planetensatz müssten dann die Planetensteg- und die Hohlradanbindung miteinander getauscht sowie eine Standübersetzung des jeweiligen Planetenradsatzes um eins erhöht werden.
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Wie aus 1 hervorgeht, verfügt das Getriebe G über sechs Schaltelemente A, B, C, D, E und F, von denen ein erstes Schaltelement A, ein zweites Schaltelement B, ein drittes Schaltelement C, ein viertes Schaltelement D und ein fünftes Schaltelement E als kraftschlüssige Schaltelemente vorliegen. Hingegen ist ein sechstes Schaltelement F als Schalteinrichtung SE gestaltet und hierbei nach Art einer Sperrsynchronisation ausgeführt, indem sich die Schalteinrichtung SE aus einem kraftschlüssigen Schaltelement und einem hierzu im Kraftfluss parallel angeordneten, formschlüssigen Schaltelement zusammensetzt.
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Vorliegend sind bei dem Getriebe G das Sonnenrad SO1 des ersten Planetenradsatzes P1 und das Sonnenrad SO2 des zweiten Planetenradsatzes P2 permanent drehfest miteinander verbunden und können gemeinsam durch Schließen des ersten Schaltelements A an einem drehfesten Bauelement GG festgesetzt werden, bei welchem es sich insbesondere um ein Gehäuse des Getriebes G oder einen Teil dieses Gehäuses handelt. Der Planetenträger PT1 des ersten Planetenradsatzes P1 und das Hohlrad HO4 des vierten Planetenradsatzes P4 können über das als Schalteinrichtung SE ausgebildete, sechste Schaltelement F drehfest miteinander verbunden werden, wohingegen das Hohlrad HO1 des ersten Planetenradsatzes P1 durch Schließen des zweiten Schaltelements B am drehfesten Bauelement GG festgesetzt wird.
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Eine Antriebswelle GW1 des Getriebes G ist ständig drehfest mit dem Planetenträger PT2 des zweiten Planetenradsatzes P2 verbunden und kann durch Schließen des dritten Schaltelements C drehfest mit dem Sonnenrad SO4 des vierten Planetenradsatzes P4 und dem Hohlrad HO3 des dritten Planetenradsatzes P3 in Verbindung gebracht werden, welche ständig drehfest miteinander verbunden sind. Außerdem ist eine Abtriebswelle GWA des Getriebes G permanent drehfest mit dem Planetenträger PT4 des vierten Planetenradsatzes P4 verbunden und wird durch Betätigen des vierten Schaltelements D drehfest mit dem Planetenträger PT3 des dritten Planetenradsatzes P3 in Verbindung gebracht. Schließlich sind das Hohlrad HO2 des zweiten Planetenradsatzes P2 und das Sonnenrad SO3 des dritten Planetenradsatzes P3 ständig drehfest miteinander verbunden und können gemeinsam durch Schließen des fünften Schaltelements E drehfest mit dem Hohlrad HO3 des dritten Planetenradsatzes P3 und dem Sonnenrad SO4 des vierten Planetenradsatzes P4 in Verbindung gebracht werden. Da hierdurch das Sonnenrad SO3 des dritten Planetenradsatzes P3 und das Hohlrad HO3 des dritten Planetenradsatzes P3 drehfest miteinander verbunden werden, hat dies ein Verblocken des dritten Planetenradsatzes P3 zur Folge.
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Sowohl die Antriebswelle GW1, als auch die Abtriebswelle GWA bilden jeweils je eine Anschlussstelle GW1-A bzw. GWA-A aus, welche der Einbindung des Getriebes G innerhalb eines Antriebsstranges dienen. Zudem sind die Antriebswelle GW1 und die Abtriebswelle GWA koaxial zueinander liegend angeordnet, wobei die Anschlussstellen GW1-A und GWA-A an einander entgegengesetzt liegenden, axialen Enden des Getriebes G vorgesehen sind. Des Weiteren sind auch die Planetenradsätze P1 bis P4 koaxial zu der Antriebswelle GW1 und der Abtriebswelle GWA platziert, wobei die Planetenradsätze P1 bis P4 hierbei auf die Anschlussstelle GW1-A der Antriebswelle GW1 axial in der Reihenfolge erster Planetenradsatz P1, zweiter Planetenradsatz P2, dritter Planetenradsatz P3 und vierter Planetenradsatz P4 angeordnet sind.
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Als Besonderheit ist bei dem Getriebe G nun der Wirkungsgrad verbessert, indem durch Zusammenspiel des zweiten Schaltelements B und der Schalteinrichtung SE Verluste vermieden werden, welche ihre Ursache ansonsten in einem Schleppmoment des zweiten Schaltelements B in dessen geöffneten Zustand haben.
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Aufgrund ihres Aufbaus weist die Schalteinrichtung SE im geöffneten Zustand ein niedrigeres Schleppmoment auf, als das zweite Schaltelement B. Zudem verbindet die Schalteinrichtung SE im betätigten Zustand den Planetenträger PT1 drehfest mit dem Hohlrad HO4, während in einem geöffneten Zustand der Schalteinrichtung SE der Planetenträger PT1 des ersten Planetenradsatzes P1 frei verdrehbar ist. Letzteres hat dabei zur Folge, dass kein Kraftfluss auf das Hohlrad HO1 des ersten Planetenradsatzes P1 und damit zum zweiten Schaltelement B stattfindet. Somit kann bei Übersetzungsverhältnissen, bei welchen kein Festsetzen des Hohlrades HO1 des ersten Planetenradsatzes P1 am drehfesten Bauelement GG vorliegen darf, anstelle des zweiten Schaltelements B die Schalteinrichtung SE geöffnet werden. Hierdurch kann das ansonsten in dessen geöffneten Zustand auftretende, höhere Schleppmoment des zweiten Schaltelements B vermieden werden, wobei das zweite Schaltelement B dabei entweder geschlossen bleiben kann oder ebenfalls geöffnet wird. Im letztgenannten Fall stellt sich dann aufgrund des hohen Schleppmoments des zweiten Schaltelements B ein Stillstand des ersten Teils 1 des Hohlrades HO1 ein. Auf der anderen Seite kann aber das zweite Schaltelement B nach wie vor in Übersetzungsverhältnissen des Getriebes G zum Schalten von hohen Drehmomenten unter Last herangezogen werden, wobei sich zu diesem Zeitpunkt dann schon die Schalteinrichtung SE in einen geschlossenen Zustand befinden muss.
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Ferner zeigt 2 eine schematische Ansicht eines Getriebes G gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform entspricht weitestgehend der Variante nach 1, wobei im Unterschied dazu nun das Sonnenrad SO1 des ersten Planetenradsatzes P1 und das Sonnenrad SO2 des zweiten Planetenradsatzes P2 nicht permanent drehfest miteinander verbunden sind, sondern erst durch Schließen eines sechsten Schaltelements F in Form einer Schalteinrichtung SE drehfest miteinander in Verbindung gebracht werden. Dabei entspricht diese Anordnung der Wirkung her der Variante nach 1, da im geöffneten Zustand der Schalteinrichtung SE das Sonnenrad SO1 frei verdrehbar ist, so dass kein Kraftfluss auf das Hohlrad HO1 und damit zum zweiten Schaltelement B stattfindet. Insofern kann dieses, wie schon bei der Variante nach 1, geschlossen bleiben. Auch im Übrigen entspricht die Ausführungsform nach 2 der Variante nach 1, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
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Zudem geht aus 3 eine schematische Darstellung eines Getriebes G entsprechend einer dritten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung hervor, welche wiederum im Wesentlichen der Variante nach 1. Unterschiedlich ist nun, dass ein sechstes Schaltelement F zwischen dem Hohlrad HO3 des dritten Planetenradsatzes P3 und dem Sonnenrad SO4 des vierten Planetenradsatzes P4 platziert ist. Das Hohlrad HO3 des dritten Planetenradsatzes P3 und das Sonnenrad SO4 des vierten Planetenradsatzes P4 sind also nicht permanent drehfest miteinander verbunden, sondern werden erst durch Schließen des sechsten Schaltelements F in Form der Schalteinrichtung SE drehfest miteinander in Verbindung gebracht. Ein Öffnen des sechsten Schaltelements F hat jedoch die gleiche Wirkung, wie bei der Variante nach 1, da aufgrund der damit dann einhergehenden, freien Verdrehbarkeit des Sonnenrades SO4 aufgrund der Koppelung der Planetenradsätze P1 und P4 untereinander letztendlich beim ersten Planetenradsatz P1 kein Kraftfluss zum Hohlrad HO1 stattfindet. Ansonsten entspricht die Ausgestaltungsmöglichkeit nach 3 der Variante nach 1, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird.
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Schließlich zeigt 4 ein beispielhaftes Schaltschema der Getriebe G aus den 1 bis 3. Wie hierbei zu erkennen ist, können dabei insgesamt neun unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse in Form von acht Vorwärtsgängen G1 bis G8 sowie einem Rückwärtsgang R dargestellt werden. In den Spalten ist dann jeweils mit einem X gekennzeichnet, welches der Schaltelemente A bis F in welchem der Gänge G1 bis G8 sowie R geschlossen ist. Hierbei ist auch zu erkennen, dass das zweite Schaltelement B wahlweise in einem geschlossenen oder offenen Zustand verbleiben kann, indem anstelle eines Öffnens des zweiten Schaltelements B in den Gängen G6, G7 und G8 das sechste Schaltelement F in Form der Schalteinrichtung SE geöffnet wird.
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Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen eines Schaltsystems können bei einem Getriebe die Verluste reduziert werden.
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Bezugszeichenliste
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- G
- Getriebe
- GG
- Drehfestes Bauelement
- P1
- Erster Planetenradsatz
- E11
- Erstes Element des ersten Planetenradsatzes
- E21
- Zweites Element des ersten Planetenradsatzes
- E31
- Drittes Element des ersten Planetenradsatzes
- SO1
- Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes
- PT1
- Planetenträger des ersten Planetenradsatzes
- HO1
- Hohlrad des ersten Planetenradsatzes
- P2
- Zweiter Planetenradsatz
- E12
- Erstes Element des zweiten Planetenradsatzes
- E22
- Zweites Element des zweiten Planetenradsatzes
- E32
- Drittes Element des zweiten Planetenradsatzes
- SO2
- Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes
- PT2
- Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes
- HO2
- Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes
- P3
- Dritter Planetenradsatz
- E13
- Erstes Element des dritten Planetenradsatzes
- E23
- Zweites Element des dritten Planetenradsatzes
- E33
- Drittes Element des dritten Planetenradsatzes
- SO3
- Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes
- PT3
- Planetenträger des dritten Planetenradsatzes
- HO3
- Hohlrad des dritten Planetenradsatzes
- P4
- Vierter Planetenradsatz
- E14
- Erstes Element des vierten Planetenradsatzes
- E24
- Zweites Element des vierten Planetenradsatzes
- E34
- Drittes Element des vierten Planetenradsatzes
- SO4
- Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes
- PT4
- Planetenträger des vierten Planetenradsatzes
- HO4
- Hohlrad des vierten Planetenradsatzes
- A
- Erstes Schaltelement
- B
- Zweites Schaltelement
- C
- Drittes Schaltelement
- D
- Viertes Schaltelement
- E
- Fünftes Schaltelement
- F
- Sechstes Schaltelement
- SE
- Schalteinrichtung
- GW1
- Antriebswelle
- GW1-A
- Anschlussstelle
- GWA
- Abtriebswelle
- GWA-A
- Anschlussstelle
- G1 bis G8
- Vorwärtsgänge
- R
- Rückwärtsgang
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007036100 A1 [0003]
- DE 10244523 A1 [0004]
