DE102021212363B3 - Lastschaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

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Thomas Pauli
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lastschaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs mit einer mehrere Lastschaltstufen aufweisende Splitgruppe 5, deren Eingangswelle 4 von einer Antriebswelle 2 eines motorischen Antriebs 1 drehbar antreibbar ist und die eine Drehbewegung einer entsprechend einer Wahl einer von mehreren lastschaltbaren Stufenübersetzungen übersetzt auf eine Ausgangswelle 7 der Splitgruppe 5 überträgt, wobei von der Ausgangswelle 7 der Splitgruppe 5 über eine zwischenliegende Zwischengruppe 15 eine wenigstens vier Gangstufen aufweisende Synchrongetriebegruppe 19 drehbar antreibbar ist, sowie von der Ausgangswelle 29 der Synchrongetriebegruppe 19 ein Achsgetriebe 33 des Kraftfahrzeugs drehbar antreibbar ist, wobei die Zwischengruppe 15 ein erstes und ein zweites Schaltelement 16, 17 mit jeweils einer Ausgangswelle 18, 24 aufweist, wobei die Ausgangswelle 18 des ersten Schaltelements 16 jeweils über eine schaltbare Kupplung 20, 22 mit einem eine höhere Zähnezahl aufweisenden ersten Losrad 21 eines hohen Ganges oder einem eine geringere Zähnezahl aufweisenden zweiten Losrad 23 eines niedrigen Ganges kuppelbar ist und wobei die Ausgangswelle (24) des zweiten Schaltelements 17 jeweils über eine schaltbare Kupplung 25, 27 mit einem eine höhere Zähnezahl aufweisenden dritten Losrad 26 eines hohen Ganges oder einem eine geringere Zähnezahl aufweisenden vierten Losrad 28 eines niedrigen Ganges kuppelbar ist, mit einem fest auf der Ausgangswelle 29 der Synchrongetriebegruppe 19 angeordneten ersten Abtriebsrad 30, in das das erste Losrad 21 und das dritte Losrad 26 eingreifen und mit einem auf der Ausgangswelle 29 der Synchrongetriebegruppe 19 angeordneten zweiten Abtriebsrad 32, in das das zweite Losrad 23 und das vierte Losrad 28 eingreifen.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Lastschaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs mit einer mehrere Lastschaltstufen aufweisende Splitgruppe, deren Eingangswelle von einer Antriebswelle eines motorischen Antriebs drehbar antreibbar ist und die eine Drehbewegung einer entsprechend einer Wahl einer von mehreren lastschaltbaren Stufenübersetzungen übersetzt auf eine Ausgangswelle der Splitgruppe überträgt, wobei von der Ausgangswelle der Splitgruppe über eine zwischenliegende Zwischengruppe eine wenigstens vier Gangstufen aufweisende Synchrongetriebegruppe drehbar antreibbar ist, sowie von der Ausgangswelle der Synchrongetriebegruppe ein Achsgetriebe des Kraftfahrzeugs drehbar antreibbar ist, wobei die Ausgangswelle der Splitgruppe eine Eingangswelle der Zwischengruppe bildet wobei die Zwischengruppe ein erstes und ein zweites Schaltelement mit jeweils einer Ausgangswelle aufweist, wobei das erste Schaltelement über ein erstes Festrad der Eingangswelle antreibbar ist, wobei das zweite Schaltelement über ein zweites Festrad der Eingangswelle antreibbar ist, wobei die Ausgangswelle des ersten Schaltelements jeweils über eine schaltbare Kupplung mit einem eine höhere Zähnezahl aufweisenden ersten Losrad eines hohen Ganges oder einem eine geringere Zähnezahl aufweisenden zweiten Losrad eines niedrigen Ganges kuppelbar ist und wobei die Ausgangswelle des zweiten Schaltelements jeweils über eine schaltbare Kupplung mit einem eine höhere Zähnezahl aufweisenden dritten Losrad eines hohen Ganges oder einem eine geringere Zähnezahl aufweisenden vierten Losrad eines niedrigen Ganges kuppelbar ist, mit einem fest auf der Ausgangswelle der Synchrongetriebegruppe angeordneten ersten Abtriebsrad, in das das erste Losrad und das dritte Losrad eingreifen und mit einem auf der Ausgangswelle der Synchrongetriebegruppe angeordneten zweiten Abtriebsrad, in das das zweite Losrad und das vierte Losrad eingreifen.
  • Aus der DE 10 2015 206 881 A1 ist eine volllastschaltbare Getriebeanordnung bekannt, umfassend eine Vielzahl von Drehmomentübertragungszweigen, welche antriebsseitig durch alternativ schaltbare Gangstufen eines Splittergetriebes gebildet werden und abtriebsseitig durch alternativ schaltbare Gangstufen eines Synchrongetriebes gebildet werden, sodass jeder Drehmomentübertragungszweig durch Schalten einer Gangstufe des Splittergetriebes und durch Schalten einer Gangstufe des Synchrongetriebes definiert ist. Das Synchrongetriebe weist zwei Eingangswellen auf, welchen jeweils ein Lastschaltelement trieblich zugeordnet ist. Das Splittergetriebe ist dabei als lastschaltbares Splittergetriebe ausgebildet ist und die Lastschaltelemente sind in Kraftflussrichtung nach dem Splittergetriebe und vor dem Synchrongetriebe angeordnet sind.
  • Die DE 10 2011 076 390 A1 beschreibt ein Parallelschaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges, umfassend einen Splittergruppenteil und einen Bereichsgruppenteil, von welchen zumindest der Splittergruppenteil auf zwei parallele Übertragungszweige mit Vorgelegewellen aufgeteilt ist. Dabei ist einer der Übertragungszweige durch Betätigung eines je zugehörigen Lastschaltelements wählbar, so dass eine Drehbewegung einer Antriebswelle mit einer von mehreren Stufenübersetzungen des Splittergruppenteils entsprechend der Wahl eines der Übertragungszweige auf eine Vorgelegewelle übersetzt übertragbar und im weiteren Verlauf mit einer von mehreren Bereichsübersetzungen des Bereichsgruppenteils übersetzt in eine Drehbewegung einer Abtriebswelle umsetzbar ist. Um eine Drehrichtungsumkehr hervorzurufen, sind parallele Vorgelegewellen einzelne Zahnradpaare entsprechend einer Betätigung zugehöriger Umschaltelemente derart koppelbar, dass die eine Vorgelegewelle in Kraftflussrichtung von Antriebswelle zur Abtriebswelle abtriebsseitig des Splittergruppenteils mit der anderen Vorgelegewelle auf einer Antriebsseite des Bereichsgruppenteils verbunden ist.
  • Bei einem gattungsgemäßen Lastschaltgetriebe ist es bekannt, daß das zweite Losrad und das vierte Losrad in das auf der Ausgangswelle der Synchrongetriebegruppe fest angeordnete Abtriebsrad eingreifen. Ist eine der schaltbaren Kupplungen des ersten Losrades oder des dritten Losrades geschlossen, so werden über das erste Abtriebsrad und die Ausgangswelle der Synchrongetriebegruppe sowie das zweite Abtriebsrad auch das zweite Losrad und das vierte Losrad mit drehbar angetrieben. Die führt bei diesen zweiten und vierten Losrädern zu hohen Drehzahlen auf den Ausgangswellen der Schaltelemente, auf denen sie aufgrund der ihnen zugeordneten geöffneten schaltbaren Kupplungen frei drehbar gelagert sind.
  • Dies kann zu einem raschen Defekt der Lagerungen des zweiten Losrades und des vierten Losrades auf den ihnen jeweils zugeordneten Ausgangswellen des Zwischengetriebes und damit zu einem Ausfall des Lastschaltgetriebes führen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Lastschaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs der eingangs genannten Art zu schaffen, das diesen Nachteil vermeidet und bei einfachem Aufbau ein hohes Maß an Defektunanfälligkeit aufweist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei gekuppeltem zweiten Losrad oder viertem Losrad über eine Schaltvorrichtung das zweite Abtriebsrad mit der Ausgangswelle der Synchrongetriebegruppe drehfest verbindbar ist und bei gekuppeltem ersten Losrad oder dritten Losrad das zweite Abtriebsrad durch die Schaltvorrichtung von der Ausgangswelle der Synchrongetriebegruppe entkoppelt ist.
  • Durch diese Lösung wird ein freies Drehen des zweiten Losrades und des vierten Losrades auf den ihnen jeweils zugeordneten Ausgangswellen des Zwischengetriebes und damit ein Ausfall des Lastschaltgetriebes vermieden.
  • Durch das lastschaltbare Zwischengetriebe wird bei einem Getriebe der eingangs genannten Art auf einfache Weise die Anzahl der lastschaltbaren Gänge im Gesamtgetriebe vermehrfacht, bei denen alle Gänge ohne Zugkraftunterbrechung geschaltet werden können.
  • Als motorischer Antrieb ist ein Verbrennungsmotor wie ein Dieselmotor geeignet. Es kann aber auch jeder andere geeignete motorische Antrieb angewandt werden.
  • Dabei kann die Splitgruppe ein oder mehrere lastschaltbare Vorwärtsstufenübersetzungen aufweisen, deren Anzahl durch das Zwischengetriebe vermehrfacht wird.
  • Auch kann die Splitgruppe ein oder mehrere lastschaltbare Rückwärtsstufenübersetzungen aufweisen deren Anzahl durch das Zwischengetriebe vermehrfacht wird.
  • Die Kupplungen und/oder die Schaltvorrichtung können magnetschaltbar und /oder elektrohydraulisch schaltbar sein.
    Die Kupplungen können kraftschlüssige Kupplungen sein.
  • Das mehrfach lastschaltbare Zwischengetriebe kann mehrere Kupplungen aufweisen, die jeweils einer Schaltstellung des mehrfach lastschaltbaren Zwischengetriebes zugeordnet sind, wobei die Kupplungen z.B. manuell oder elektrohydraulisch betätigt schaltbar sein können.
  • Die Gangstufen des Geriebes sind dabei vorteilhaft nach Art eines Doppelkupplungsgetriebes auf die insbesondere zwei Kupplungen erteilt, so dass eine erste Kupplung beispielsweise alle geraden Gangstufen schaltet und eine zweite Kupplung beispielsweise alle ungeraden Gangstufen schaltet.
  • Zur Erzeugung eines hydraulischen Drucks zur elektrohydraulischen Schaltbarkeit kann die Eingangswelle über eine Hydropumpe von der Antriebswelle des motorischen Antriebs antreibbar sein, so daß kein gesonderter Antrieb für die Hydropumpe erforderlich ist.
  • Eine bauraumsparende Ausbildung besteht darin, daß die Kupplungen Doppelsynchronkupplungen sind, die aus einer Neutralstellung in eine erste Kupplungsschaltstellung und eine zweite Kupplungsschaltstellung schaltbar sind.
  • Zu einer hohen Lebensdauer führt es, wenn das zweite Losrad mittels eines Wälzlagers auf der ihm zugeordneten Ausgangswelle der Zwischengruppe drehbar gelagert ist und/oder dass das vierte Losrad mittels eines Wälzlagers auf der ihm zugeordneten Ausgangswelle der Zwischengruppe drehbar gelagert ist. Alternativ bevorzugt kann das zweite Losrad auch mittels eines Gleitlagers auf der ihm zugeordneten Ausgangswelle der Zwischengruppe drehbar gelagert sein. Ebenso kann auch das vierte Losrad mittels eines Gleitlagers auf der ihm zugeordneten Ausgangswelle der Zwischengruppe drehbar gelagert sein.
  • Dabei kann zur Reduzierung des erforderlichen Bauraums das Wälzlager des zweiten Losrades und/oder das Wälzlager des vierten Losrades ein Nadellager sein.
  • Die Anwendung von Nadellagern ist durch die erfindungsgemäße Entkopplung des zweiten Abtriebsrades von der Abtriebswelle der Synchronbaugruppe möglich, da so keine Überlastung der Nadellager erfolgt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Prinzipdarstellung eines Lastschaltgetriebes für Kraftfahrzeuge.
  • Das dargestellte Lastschaltgetriebe weist eine Brennkraftmaschine als motorischen Antrieb 1 auf, von dessen Antriebswelle 2 über eine Hydraulikpumpe 3 eine Eingangswelle 4 einer Splitgruppe 5 mit mehreren lastschaltbaren Stufenübersetzungen drehbar angetrieben wird.
  • Die Eingangswelle 4 trägt ein erstes Festrad 6, das mit einem drehbar auf einer Ausgangswelle 7 der Splitgruppe 5 gelagerten Losrad 8 der Splitgruppe 5 kämmt.
  • Auf der Eingangswelle 4 ist weiterhin ein weiteres Losrad 12 der Splitgruppe 5 angeordnet, welches mit einem auf der Ausgangswelle 7 der Splitgruppe 5 drehfest angeordneten weiteren Festrad 13 der Splitgruppe 5 kämmt.
  • Von der Ausgangswelle 7 der Splitgruppe 5, die eine Eingangswelle 14 einer Zwischengruppe 15 bildet, wird die Zwischengruppe 15 drehbar angetrieben, die zwei Schaltelemente 16 und 17 aufweist.
  • Die Ausgangswelle 18 des ersten Schaltelements 16 der Zwischengruppe 15 ist über eine erste schaltbare Kupplung 20 mit einem darauf angeordneten ersten Losrad 21 höherer Zähnezahl eines hohen Ganges der Synchrongetriebegruppe 19 kuppelbar oder über eine zweite schaltbare Kupplung 22 mit einem darauf angeordneten zweiten Losrad 23 geringerer Zähnezahl eines niedrigen Ganges der Synchrongetriebegruppe 19 kuppelbar.
  • Die Ausgangswelle 24 des zweiten Schaltelements 17 der Zwischengruppe 15 ist über eine dritte schaltbare Kupplung 25 mit einem darauf angeordneten dritten Losrad 26 höherer Zähnezahl eines hohen Ganges der Synchrongetriebegruppe 19 kuppelbar oder über eine vierte schaltbare Kupplung 27 mit einem darauf angeordneten vierten Losrad 28 geringerer Zähnezahl eines niedrigen Ganges der Synchrongetriebegruppe 19 kuppelbar.
  • Auf einer Ausgangswelle 29 der Synchrongetriebegruppe 19 ist ein erstes Abtriebsrad 30 der Synchrongetriebegruppe 19 fest angeordnet, in das das erste Losrad 21 und das dritte Losrad 26 eingreifen.
  • Über eine schaltbare Schaltvorrichtung 31 ist ein zweites Abtriebsrad 32 der Synchrongetriebegruppe 19 mit der Ausgangswelle 29 der Synchrongetriebegruppe 19 kuppelbar, in das das zweite Losrad 23 und das vierte Losrad 28 eingreifen. Dabei weist das zweite Abtriebsrad 32 eine wesentlich höhere Zähnezahl als das erste Abtriebsrad 30 auf.
  • Von der Ausgangswelle 29 der Synchrongetriebegruppe 19 ist über ein Achsgetriebe 33 eine Achse 34 des Kraftfahrzeugs drehbar antreibbar.
  • Je nach Wahl der Zwischengruppe 15 und der Synchrongetriebegruppe 19 kann durch ein jeweils gewähltes Schaltelement 16, 17 der Zwischengruppe 15 eine erhebliche Erhöhung der Vorwärtsgänge und Rückwärtsgänge der Splitgruppe 5 erreicht werden.
  • So kann z.B. bei einem nicht dargestellten anderen Lastschaltgetriebe mit einer Splitgruppe von sechs Vorwärtsgängen und drei Rückwärtsgängen sowie einer zweistufigen Zwischengruppe und einem dreistufigen Synchrongetriebe wird auf einfache Weise eine Anzahl von sechsunddreißig Vorwärtsgängen und achtzehn Rückwärtsgängen erreicht.
  • Bei Schaltung der ersten schaltbaren Kupplung 20 oder bei Schaltung der dritten schaltbaren Kupplung 25 wird über das erste Abtriebsrad 30 die Ausgangswelle 29 der Synchrongetriebegruppe 19 über das erste Losrad 21 oder das dritte Losrad 26 mit einer hohen Drehzahl angetrieben.
  • Ist dies der Fall, wird das zweite Abtriebsrad 32 durch die Schaltvorrichtung 31 von der Ausgangswelle 29 der Synchrongetriebegruppe 19 entkoppelt. Damit kann die hohe Drehzahl der Ausgangswelle 29 der Synchrongetriebegruppe 19 über das zweite Abtriebsrad 32 nicht das zweite Losrad 23 und das vierte Losrad 28 mit einer hohen Drehzahl drehbar antreiben und deren Lager auf den Ausgangswellen 18 und 24 überlasten.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    motorischer Antrieb
    2
    Antriebswelle
    3
    Hydraulikpumpe
    4
    Eingangswelle Splitgruppe
    5
    Splitgruppe
    6
    erstes Festrad
    7
    Ausgangswelle Splitgruppe
    8
    Losrad Splitgruppe
    12
    Losrad Splitgruppe
    13
    Festrad Splitgruppe
    14
    Eingangswelle Zwischengruppe
    15
    Zwischengruppe
    16
    erstes Schaltelement
    17
    zweites Schaltelement
    18
    Ausgangswelle erstes Schaltelement
    19
    Synchrongetriebegruppe
    20
    erste Schaltkupplung
    21
    erstes Losrad Synchrongetriebegruppe
    22
    zweite Schaltkupplung
    23
    zweites Losrad Synchrongetriebegruppe
    24
    Ausgangswelle zweites Schaltelement
    25
    dritte Schaltkupplung
    26
    drittes Losrad Synchrongetriebegruppe
    27
    vierte Schaltkupplung
    28
    viertes Losrad Synchrongetriebegruppe
    29
    Ausgangswelle Synchrongetriebegruppe
    30
    erstes Abtriebsrad Synchrongetriebegruppe
    31
    Schaltvorrichtung
    32
    zweites Abtriebsrad Synchrongetriebegruppe
    33
    Achsgetriebe
    34
    Achse

Claims (6)

  1. Lastschaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs mit einer mehrere Lastschaltstufen aufweisende Splitgruppe (5), deren Eingangswelle (4) von einer Antriebswelle (2) eines motorischen Antriebs (1) drehbar antreibbar ist und die eine Drehbewegung einer entsprechend einer Wahl einer von mehreren lastschaltbaren Stufenübersetzungen übersetzt auf eine Ausgangswelle (7) der Splitgruppe (5) überträgt, wobei von der Ausgangswelle (7) der Splitgruppe (5) über eine zwischenliegende Zwischengruppe (15) eine wenigstens vier Gangstufen aufweisende Synchrongetriebegruppe (19) drehbar antreibbar ist, sowie von der Ausgangswelle (29) der Synchrongetriebegruppe (19) ein Achsgetriebe (33) des Kraftfahrzeugs drehbar antreibbar ist, wobei die Ausgangswelle (7) der Splitgruppe (5) eine Eingangswelle (14) der Zwischengruppe (15) bildet, wobei die Zwischengruppe (15) ein erstes und ein zweites Schaltelement (16, 17) mit jeweils einer Ausgangswelle (18, 24) aufweist, wobei das erste Schaltelement (16) über ein erstes Festrad der Eingangswelle (14) antreibbar ist, wobei das zweite Schaltelement (17) über ein zweites Festrad der Eingangswelle (14) antreibbar ist, wobei die Ausgangswelle (18) des ersten Schaltelements (16) jeweils über eine schaltbare Kupplung (20, 22) mit einem eine höhere Zähnezahl aufweisenden ersten Losrad (21) eines hohen Ganges oder einem eine geringere Zähnezahl aufweisenden zweiten Losrad (23) eines niedrigen Ganges kuppelbar ist und wobei die Ausgangswelle (24) des zweiten Schaltelements (17) jeweils über eine schaltbare Kupplung (25, 27) mit einem eine höhere Zähnezahl aufweisenden dritten Losrad (26) eines hohen Ganges oder einem eine geringere Zähnezahl aufweisenden vierten Losrad (28) eines niedrigen Ganges kuppelbar ist, mit einem fest auf der Ausgangswelle (29) der Synchrongetriebegruppe (19) angeordneten ersten Abtriebsrad (30), in das das erste Losrad (21) und das dritte Losrad (26) eingreifen und mit einem auf der Ausgangswelle (29) der Synchrongetriebegruppe (19) angeordneten zweiten Abtriebsrad (32), in das das zweite Losrad (23) und das vierte Losrad (28) eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass bei gekuppeltem zweiten Losrad (23) oder viertem Losrad (28) über eine Schaltvorrichtung (31) das zweite Abtriebsrad (32) mit der Ausgangswelle (29) der Synchrongetriebegruppe (19) drehfest verbindbar ist und bei gekuppeltem ersten Losrad (21) oder dritten Losrad (26) das zweite Abtriebsrad (32) durch die Schaltvorrichtung (31) von der Ausgangswelle (29)der Synchrongetriebegruppe (19) entkoppelt ist.
  2. Lastschaltgetriebe nach nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungen (20, 22, 25, 27) und/oder die Schaltvorrichtung (31) magnetschaltbar und/oder elektrohydraulisch schaltbar sind.
  3. Lastschaltgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungen (20, 22, 25, 27) kraftschlüssige Kupplungen sind.
  4. Lastschaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungen (20, 22, 25, 27) Doppelsynchronkupplungen sind, die aus einer Neutralstellung in eine erste Kupplungsschaltstellung und eine zweite Kupplungsschaltstellung schaltbar sind.
  5. Lastschaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Losrad (23) mittels eines Wälzlagers oder Gleitlagers auf der ihm zugeordneten Ausgangswelle (18) der Zwischengruppe (15) drehbar gelagert ist und/oder dass das vierte Losrad (28) mittels eines Wälzlagers oder Gleitlagers auf der ihm zugeordneten Ausgangswelle 24) der Zwischengruppe (15) drehbar gelagert ist.
  6. Lastschaltgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager des zweiten Losrades (23) und/oder das Wälzlager des vierten Losrades (28) ein Nadellager ist.
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