EP2630393A1 - Lastschaltbares getriebe - Google Patents

Lastschaltbares getriebe

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Publication number
EP2630393A1
EP2630393A1 EP11757644.7A EP11757644A EP2630393A1 EP 2630393 A1 EP2630393 A1 EP 2630393A1 EP 11757644 A EP11757644 A EP 11757644A EP 2630393 A1 EP2630393 A1 EP 2630393A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switching element
gear
designed
claw
clutch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11757644.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Gumpoltsberger
Bernhard Sich
Matthias Reisch
Manuel Goetz
Mark Mohr
Ralf Dreibholz
Peter Ziemer
Gert Bauknecht
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP2630393A1 publication Critical patent/EP2630393A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16H2200/2097—Transmissions using gears with orbital motion comprising an orbital gear set member permanently connected to the housing, e.g. a sun wheel permanently connected to the housing

Definitions

  • EP 0 434 525 A1 discloses an automatic multi-speed transmission for vehicles, which comprises a plurality of planetary gear sets, which are switched by means of friction elements, such as clutches and brakes and usually with a protective effect underlying and optionally provided with a lock-up clutch element , such as a hydraulic torque converter or a fluid coupling, are connected.
  • friction elements such as clutches and brakes
  • a lock-up clutch element such as a hydraulic torque converter or a fluid coupling
  • the publication DE 102 44 023 A1 discloses a transmission with a plurality of shift elements and a plurality of gear wheels that can be shifted via the shift elements in a power flow, at least one of the shift elements being closed to set a ratio.
  • the switching elements, which are to be switched in upshifts, are designed as frictional switching elements and the switching elements, which represent only one switching element from switching elements in upshifts are executed as a form-locking switching elements. Due to the large number of friction-locking switching elements used, the drag losses of the known transmission and also the costs and the space requirement are disadvantageously increased.
  • the present invention is based on the object to propose a transmission of the type described above, in which the drag losses and also the space requirement of the transmission are minimized. This object is achieved by the features of claim 1, wherein advantageous embodiments of the dependent claims and the drawings.
  • a transmission in particular a planetary gear with as few power-shiftable, frictionally engaged shift elements proposed, regardless of the next at least one planetary gear also one or more spur gears are provided.
  • interlocking switching elements have a significantly higher power density than frictional switching elements, there are virtually no drag losses in the open state in the case of form-fitting switching elements, in contrast to frictional-type switching elements. In this way, not only the drag losses occurring in the frictional switching elements are reduced, but it can also be significantly reduced manufacturing costs and space requirements by as many positive non-synchronized switching elements, such as shift dogs or the like can be used.
  • non-synchronized claw switching elements such as jaw clutches, claw brakes or the like, with any claw shape, such as, for example, can be used.
  • the actuation of the switching elements can be realized, for example, hydraulically, electromotively, electromagnetically or the like.
  • Figure 2 is a circuit diagram with an exemplary circuit from the second gear to the third gear on the fourth gear as a support gear
  • Figure 3 is a circuit diagram with an exemplary circuit of the fourth gear in the fifth gear on the sixth gear stage as a support gear
  • Figure 6 is a schematic view of a second embodiment of a power shift six-speed planetary gear for a motor vehicle
  • Figure 6A is a possible circuit diagram of the wheel set shown in Figure 6;
  • Figure 8 is a schematic view of a fourth embodiment of a power shift eight-speed planetary gear for a motor vehicle
  • Figure 8A is a possible circuit diagram of the wheel set shown in Figure 8.
  • Figure 9 is a schematic view of a fifth embodiment of a power shift eight-speed planetary gear for a motor vehicle
  • Figure 10 is a schematic view of a sixth embodiment of a power-shiftable ten-speed planetary gear for a motor vehicle; and Figure 10A is a possible circuit diagram of the wheel set shown in Figure 10.
  • various embodiments of a power shift transmission according to the invention proposed in planetary design with several frictional and positive switching elements A, B, C, D, E, F, and G and several switchable via the switching elements in a power flow gears, wherein at least one gear for switching a gear two associated switching elements A, B, C, D, E, F, and G are closed.
  • the use of positive shift elements is provided in the transmission, if these are also "to" switching, if there is an overlying gear, which can be used as a support gear in this way, both the towing losses of the transmission and the cost and the space can be optimized, as thus can be used, for example, claw switching elements.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the transmission according to the invention as a planetary gear with a first planetary gear set RS1 and a second Ravigneaux as RVS trained double planetary gear set and with five switching elements A, B, C, D and E.
  • a second sun gear 6 of the Ravigneauxsatzes RVS is formed with the first designed as a friction clutch switching element A, wherein a planetary carrier 7 of the Ravigneauxsatzes RVS is connected on the one hand to the fifth formed as a friction clutch switching element E and the other with a fourth formed as a friction brake switching element D.
  • the first gear can be shifted by closing the first shift element A and the fourth shift element D
  • the second gear can be shifted by closing the first shift element A and the third shift element C
  • the third gear is switchable by closing the first switching element A and the second switching element B
  • the fourth gear is switchable by closing the first switching element A and the fifth switching element E
  • the fifth gear by switching the second switching element B and the fifth switching element E is switchable
  • the sixth gear can be shifted by closing the third shift element C and the fifth shift element E
  • a reverse gear can be shifted by closing the second shift element B and the fourth shift element D.
  • the second switching element B is assigned as to be switched claw clutch of the third and fifth gear and the reverse gear.
  • FIG. 3 shows an example of an upshift from the fourth gear to the fifth gear using the sixth gear as a support gear.
  • the switching sequence is basically identical to the above-described switching sequence.
  • the first switching element A is used, wherein the third switching element is the circuit-supporting element and is to be switched switching element again the second switching element B is provided.
  • FIGS. 4 and 5 for clarification of the switching sequence for the train-high circuit 2-3 illustrated by way of example for other possible circuits in FIG. 2, the curves of the torques TB, TC applied to the involved switching elements B, C, E are shown.
  • a push upshift in a target gear which is associated with a form-fitting switching element as a switching element can be performed, for example, as a conventional boost upshift by first the old or the actual gear stage associated switching element open and in slip is brought. Due to the thrust torque of the internal combustion engine it drops to the target speed. When the target speed is reached, the slip torque is increased again and the positive switching element can be closed and the Switching element of the previous gear or Istgang gear is fully open, so that the circuit is completed.
  • a train-return circuit of an actual gear which is associated with a form-fitting switching element, either with interruption of traction or by the aid of a suitable higher support gear.
  • the fourth gear can be used again as a support gear by first a load transfer takes place in the fourth gear. Then can be synchronized by the brought into slip fifth frictional switching element E of the target gear.
  • the new or the target gear load switching element is first closed and can thereby apply a slip torque.
  • the interlocking switching element is relieved and can be opened. Thereafter, using the new switching element optionally with additional motor support, the circuit can be terminated.
  • FIG. 6 shows a second embodiment of the invention as a modification of the planetary gearset shown in FIG.
  • two further form-fitting shift elements are provided instead of frictional shift elements in the wheelset of the second embodiment variant.
  • the first formed as a dog clutch switching element A and the fourth formed as a claw brake switching element D are provided.
  • a third embodiment of the invention is shown, which is a power shiftable six-speed planetary gear with three planetary gear sets RS1, RS2, RS3 and five switching elements A, B, C, D, E.
  • a sun gear 3 of the first planetary gear set RS1 is connected to the drive shaft on, the first designed as a friction clutch switching element A and the second designed as a friction clutch switching element B.
  • a ring gear 2 of the first planetary gear set RS1 is connected to the third claw brake C element, wherein a planet carrier 1 of the first planetary gearset RS1 is connected to the fourth formed as a friction brake switching element D and a ring gear 8 of the second planetary gearset RS2.
  • a planetary carrier 9 of the second planetary gearset RS2 is connected on the one hand to the second designed as a friction clutch switching element B and the other with a fifth designed as a friction brake switching element E and a ring gear 10 of the third planetary gearset RS3.
  • a sun gear 1 1 of the second planetary gearset RS2 is connected to the first designed as a friction clutch switching element A and a sun gear 12 of the third planetary gearset RS3 and a Planetenrad- carrier 17 of the third planetary gearset RS3 is connected to the output shaft Ab.
  • the first gear stage is achieved by closing the first shift element A and the fifth shift element E, the second gear speed by closing the first shift element A and the fourth shift element D, the third gear speed by closing the first shift element A and of the third shift element C, the fourth speed by closing the first shift element A and the second shift element B, the fifth speed by closing the second shift element B and the third shift element C, the sixth speed by closing the second shift element B and the fourth shift element D and the reverse ratios are switched by closing the third switching element C and the fifth switching element E.
  • the third shift element C is designed as a claw brake to be shifted and assigned to the third and fifth gear stage and the reverse gear stage.
  • switching operations in the third and fifth gear, to which the dog brake is assigned to be carried out analogously to the above-described shift by means of a support gear for example, for the shift from the second gear to the third stage, the second shift element B of the fourth gear as a support element can be used.
  • the fourth shift element D of the sixth gear can be used as a support element.
  • switching elements of lying below the desired target gear ratio stages can be used.
  • FIG. 8 A fourth embodiment variant of the invention is shown in FIG. 8 as a power shiftable eight-speed planetary gearset with a plus planetary gear set PRS and a rivigneauxet RV and with six shift elements A, B, C, D, E, F, where as a form-locking shifting element the second shifting element B designed as a claw clutch and the sixth formed as a claw brake switching element F are provided.
  • a sun gear 13 of the Plusplanetenradsatzes PRS is fixed to the housing, wherein a planet carrier 14 of the Plusplanetenradsatzes PRS is connected on the one hand to the sixth designed as a dog clutch switching element F and on the other hand to the drive shaft and the fifth formed as a friction clutch switching element E. Furthermore, a ring gear 15 of the plus planetary gear set PRS is connected to the first switching element A designed as a friction clutch and the second switching element B configured as a claw clutch.
  • a ring gear 4 of the Ravigneauxsatzes RVS is connected to the output shaft Ab, wherein a first sun gear 5 of the Ravigneauxsatzes RVS is connected to the second formed as a claw clutch switching element B, with the third formed as a friction brake switching element C and the sixth formed as a claw clutch switching element F, wherein a second sun gear 6 of the Ravigneauxsatzes RVS with the first formed as a friction clutch switching element A is bound.
  • a planet carrier 7 of the Ravigneauxsatzes RVS is connected on the one hand with the fifth formed as a friction clutch switching element E and on the other hand with the fourth designed as a friction brake switching element D.
  • the first gear stage is achieved by closing the first shift element A and the fourth shift element D, the second gear speed by closing the first shift element A and the third shift element C, the third gear speed by closing the first shift element A and of the second shift element B, the fourth speed by closing the first shift element A and the sixth shift element F, the fifth speed by closing the first shift element A and the fifth shift element E, the sixth speed by closing the fifth shift element E and the sixth shift element F, the seventh speed stage can be switched by closing the second shift element B and the fifth shift element E, the eighth gear speed by closing the third shift element C and the fifth shift element E and the reverse speed R by closing the second shift element B and the fourth shift element D.
  • the second switching element B is designed as a claw clutch to be switched and assigned to the third and seventh gear stage and the reverse gear.
  • the sixth switching element F is also designed as a claw clutch to be switched and assigned to the fourth and sixth gear.
  • two of the six switching elements used as a form-locking switching elements B and F are selectively or simultaneously executable, wherein the support circuits are carried out in the correspondingly associated gear ratios.
  • the support circuit for the circuit in the third and fourth gear preferably takes place via the fifth gear using the associated fifth switching element E, while the support circuit can be done in the sixth and seventh gear, preferably via the eighth gear with the help of the associated third switching element C.
  • a fifth embodiment of the invention is shown in Figure 9, wherein this wheel as an eight-speed planetary gear with a Plusplanetenradsatz PRS and a Ravigneauxsatz RVS and six switching elements A, B, C, D, E, F is executed.
  • this wheel in addition to the second designed as a claw clutch switching element B and the sixth designed as a claw clutch switching element F in addition, the first designed as a claw clutch switching element A and the fourth executed as a claw brake switching element D has been replaced by positive switching elements ,
  • the first as from switching switching element A is assigned to the first to fifth gear, while the fourth is assigned as from switching switching element D of the reverse gear R and the first gear.
  • FIG. 10 shows a sixth embodiment variant as a 10-speed planetary gearbox with a first planetary gear set RS1, a plus planetary gear set PRS and a Ravigneaux set RVS and with seven switching elements A, B, C, D, E, F, G seven switching elements A, B, C, D, E, F, G only two frictional load switching elements C, E and otherwise only form-fitting switching elements A, B, D, F, G are provided.
  • the first, the first to sixth gear associated switching element A from switching claw clutch that second, the fourth and eighth gear and a reverse gear R2 associated switching element B to be switched claw clutch
  • the fourth, the reverse gear stages R1 to R3 and the first Gear stage assigned switching element D as from switching claw brake
  • the sixth, the fifth and seventh gear and the reverse gear R3 associated switching element F to be switched claw clutch and the seventh
  • the third and ninth gear and the reverse gear R1 associated switching element G designed as to be switched claw brake
  • the third, the second and tenth gear stage associated switching element C as Friction brake
  • the fifth, the sixth to tenth gear stage associated switching element E are designed as a friction clutch.
  • the drive shaft An is connected via a starting clutch KO and a vibration damper 16.
  • a planet carrier 1 of the first planetary gearset RS1 is connected to the third formed as a friction brake switching element C, with the second formed as a claw clutch switching element B, with the sixth formed as a claw clutch switching element F and the first sun gear 5 of Ravigneauxsatzes RVS.
  • a ring gear 2 of the first planetary gear set RS1 is connected to the seventh formed as a claw brake switching element G, wherein a sun gear 3 of the first planetary gearset RS1 is connected to the planet carrier 14 of the Plusplanetenradsatzes PRS and the sixth designed as a claw clutch switching element F.
  • a sun gear 13 of the Plusplanetenradsatzes PRS is connected to the third formed as a friction brake switching element C, with the fourth formed as a claw brake switching element D and the seventh designed as a claw brake switching element G, wherein a planet carrier 14 of the Plusplanetenradsatzes PRS on the one hand via the vibration damper 16 and the starting clutch KO is connected to the drive shaft at and the fifth formed as a friction clutch switching element E and on the other hand connected to the sun gear 3 of the first planetary gearset RS1 and the sixth formed as a dog clutch switching element F.
  • a ring gear 15 of the plus planetary gear PRS is connected to the second formed as a claw clutch switching element B and the first formed as a claw clutch switching element A, wherein a ring gear 4 of Ravigneauxsatzes RVS is connected to the output shaft Ab.
  • a planet carrier 7 of the Ravigneauxsatzes RVS on the one hand with the fourth as a claw brake off formed switching element D and on the other hand connected to the fifth formed as a friction clutch switching element E.

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  • Control Of Transmission Device (AREA)

Abstract

Es wird ein lastschaltbares Getriebe, insbesondere Automatgetriebe für ein Fahrzeug, mit mehreren reibschlüssigen und zumindest einem formschlüssigen Schaltelement (A, B, C, D, E) und mit mehreren über die Schaltelemente (A, B, C, D, E) in einem Leistungsfluss schaltbaren Zahnrädern vorgeschlagen, wobei zum Schalten einer Gangstufe wenigstens zwei zugeordnete Schaltelemente (A, B, C, D, E,) geschlossen sind, und wobei zumindest ein formschlüssiges Schaltelement (B) als zu schaltendes Schaltelement (B) einer mit einem Stützgang zuschaltenden Gangstufe zugeordnet ist.

Description

Lastschaltbares Getriebe
Die vorliegende Erfindung betrifft ein lastschaltbares Getriebe, insbesondere ein Automatgetriebe, für ein Fahrzeug gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Beispielsweise aus der Druckschrift EP 0 434 525 A1 ist ein automatisches Mehrgang-Getriebe für Fahrzeuge bekannt, welches mehrere Planetenradsätze um- fasst, die mittels Reibungselementen, wie Kupplungen und Bremsen geschaltet werden und üblicherweise mit einem einer Schutzwirkung unterliegenden und wahlweise mit einer Überbrückungskupplung versehenen Anlaufelement, wie etwa einen hydraulischen Drehmomentwandler oder einer Strömungskupplung, verbunden sind. Derartige Automatgetriebe weisen jedoch den Nachteil auf, dass alle Schaltelemente als reibschlüssige Lamellenkupplungen oder Lamellenbremsen ausgeführt sind, die einen hohen Bauraumbedarf und kostenintensiv sind.
Ferner ist aus der Druckschrift DE 102 44 023 A1 ein Getriebe mit mehreren Schaltelementen und mehreren über die Schaltelemente in einem Leistungsfluss schaltbaren Zahnrädern bekannt, wobei zur Einstellung einer Übersetzung jeweils wenigstens eines der Schaltelemente geschlossen ist. Die Schaltelemente, welche bei Hochschaltungen zu geschaltet werden, werden als reibschlüssige Schaltelemente ausgebildet und die Schaltelemente, welche bei Hochschaltungen jeweils nur ein ab schaltendes Schaltelement darstellen, werden als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt. Durch die Vielzahl der verwendeten reibschlüssigen Schaltelemente werden in nachteiliger Weise die Schleppverluste des bekannten Getriebes und auch die Kosten sowie der Bauraumbedarf erhöht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Getriebe der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, bei dem die Schleppverluste und auch der Bauraumbedarf des Getriebes minimiert werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei sich vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen ergeben.
Demzufolge wird ein lastschaltbares Getriebe in Planetenbauweise, insbesondere ein Automatgetriebe, für ein Fahrzeug mit mehreren reibschlüssigen und zumindest einem formschlüssigen Schaltelement sowie mehreren über die Schaltelemente in einem Leistungsfluss schaltbaren Zahnrädern, wobei zum Einstellen beziehungsweise Schalten einer Übersetzung beziehungsweise einer Gangstufe wenigstens eines der Schaltelemente geschlossen ist. Erfindungsgemäß ist zumindest ein formschlüssiges Schaltelement als zu schaltendes Schaltelement beim Einstellen einer Übersetzung beziehungsweise einer Gangstufe vorgesehen, wobei diese Gangstufe mithilfe eines Stützganges geschaltet wird.
Somit wird ein Getriebe, insbesondere ein Planetengetriebe mit möglichst wenigen lastschaltbaren, reibschlüssigen Schaltelementen vorgeschlagen, unabhängig davon ab neben dem zumindest einem Planetenradsatz auch eine oder mehrere Stirnradstufen vorgesehen sind. Da formschlüssige Schaltelemente eine deutlich höhere Leistungsdichte als reibschlüssige Schaltelemente haben, liegen bei formschlüssigen Schaltelementen im geöffneten Zustand im Gegensatz zu reibschlüssigen Schaltelementen praktisch keine Schleppverluste vor. Auf diese Weise werden nicht nur die bei den reibschlüssigen Schaltelementen auftretenden Schleppverluste reduziert, sondern es können auch die Herstellungskosten und der Bauraumbedarf deutlich reduziert werden, indem möglichst viele formschlüssige nicht synchronisierte Schaltelemente, wie zum Beispiel Schaltklauen oder dergleichen eingesetzt werden.
Um ein formschlüssiges Schaltelement als„zu" schaltendes Schaltelement bei einem gewünschten Gangwechsel oder Übersetzungswechsel einsetzen zu können, ist es erforderlich, dass z. B. bei Hochschaltungen ein über dem zuschaltenden Zielgang liegende Gangstufe vorhanden ist, welche als Stützgang verwendet werden kann. Dies ist erforderlich, weil zum Schalten des formschlüssigen Schaltelements die anliegende Differenzdrehzahl abgebaut werden muss. Im Rahmen einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass zusätzlich zumindest ein formschlüssiges Schaltelement auch als„ab" schaltendes Schaltelement einer Gangstufe zugeordnet ist. Auf diese Weise kann die Anzahl der erforderlichen reibschlüssigen Schaltelemente weiter reduziert werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Getriebe wird als möglicher Schaltablauf zum Beispiel bei einer Hochschaltung in eine Übersetzungsstufe beziehungsweise in eine Gangstufe, bei der eines der beteiligten„zu" schaltenden Schaltelemente ein formschlüssiges Schaltelement ist, vorgeschlagen, dass ein alternativer Gang als Stützgang verwendet wird, welcher eine niedrigere Übersetzung aufweist, mit dem die Differenzdrehzahl auf den Wert null reduziert wird, um dann das formschlüssige Schaltelement schalten zu können.
Bei der Wahl eines geeigneten Stützganges sollte berücksichtigt werden, dass der Wechsel von dem Ausgangsgang beziehungsweise Istgang in den jeweiligen Stützgang nur den Wechsel eines Schaltelements beziehungsweise das Öffnen eines Schaltelements und das Schließen beziehungsweise Anlegen eines anderen Lastschaltelements beziehungsweise Stütz-Schaltelement bedingt. Außerdem sollte zum Wechsel vom Stützgang in den gewünschten Zielgang nur das stützende Schaltelement geöffnet und das formschlüssige Schaltelement beziehungsweise Klauenschaltelement, welches das neue„zu" schaltende Schaltelement ist, betätigt werden. Alle weiteren in den beteiligten Gängen geschlossenen Schaltelemente bleiben in vorteilhafter Weise während des gesamten Schaltvorganges geschlossen beziehungsweise werden höchstens kurzzeitig in Schlupf gebracht.
Mit der der Erfindung zu Grunde liegenden Idee, auch für„zu" schaltende Schaltelemente formschlüssige Schaltelemente einzusetzen und bei den betroffenen Schaltvorgängen Stützgänge einzusetzen, um die erforderliche Synchronisierung zu erreichen, kann in vorteilhafter Weise ein Automatgetriebe dargestellt werden, welches neben den vorgesehenen Klauenschaltelementen als formschlüssige Schaltelemente mit nur zwei reibschlüssigen Schaltelementen ausgestaltet ist. Dadurch kann eine extreme Verringerung von Schleppmomenten bei gleicher Gangzahl ohne Einbußen bei der Lastschaltbarkeit realisiert werden. Vorzugsweise können z. B. für die verwendeten Reibschaltelemente zudem schleppmomentreduzierte, thermischschwach belastete Schaltelemente eingesetzt werden.
Wenn beispielsweise das erfindungsgemäße Getriebe nur zwei Reibschaltelemente umfasst, können diese vorzugsweise im höchsten Gang gemeinsam und in unteren Gängen einzeln mit mindestens einem formschlüssigen Schaltelement beziehungsweise Klauenschaltelement geschaltet werden. Zu schaltende Gangstufen, die unterhalb der Gänge mit geschalteten Reibschaltelementen liegen, können über stützende Schaltelemente ohne Zugkrafteinbuße während der Schaltung geschaltet werden. Je niedriger der Gangsprung zwischen dem Istgang und dem Stützgang ist, desto weniger wird die Zugkraft während der Schaltung eingeschränkt. Sinnvollerweise sollte ein gewählter Stützgang nur eine Gangstufe höchstens jedoch drei Gangstufen oberhalb des zuschaltenden Zielganges liegen.
Als formschlüssige Schaltelemente können vorzugsweise nicht synchronisierte Klauenschaltelemente, wie zum Beispiel Klauenkupplungen, Klauenbremsen oder dergleichen, mit beliebiger Klauenform, wie z.B. mit geradem Profil oder mit abgeschrägtem Profil mit Abweisfunktion eingesetzt werden. Die Betätigung der Schaltelemente kann beispielsweise hydraulisch, elektromotorisch, elektromagnetisch oder dergleichen realisiert werden.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der Zeichnungen, in denen verschiedene Ausführungsvarianten beispielhaft dargestellt sind, weiter erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsvariante eines lastschaltbaren Sechsgang-Planetengetriebes für ein Kraftfahrzeug;
Figur 1 A ein mögliches Schaltschema des in Figur 1 dargestellten Radsatzes;
Figur 2 ein Schaltschema mit einer beispielhaften Schaltung von der zweiten Gangstufe in die dritte Gangstufe über die vierte Gang als Stützgang; Figur 3 ein Schaltschema mit einer beispielhaften Schaltung von der vierten Gangstufe in den fünfte Gangstufe über die sechste Gangstufe als Stützgang;
Figur 4 ein Diagramm mit Drehmomentverläufen während der in Figur 2 beschriebenen Schaltung;
Figur 5 ein Diagramm mit Absolutdrehzahl- und Differenzdrehzahlverläufen während der in Figur 2 beschriebenen Schaltung;
Figur 6 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsvariante eines lastschaltbaren Sechsgang-Planetengetriebes für ein Kraftfahrzeug;
Figur 6A ein mögliches Schaltschema des in Figur 6 dargestellten Radsatzes;
Figur 7 eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsvariante eines lastschaltbaren Sechsgang-Planetengetriebes für ein Kraftfahrzeug;
Figur 7A ein mögliches Schaltschema des in Figur 7 dargestellten Radsatzes;
Figur 8 eine schematische Ansicht einer vierten Ausführungsvariante eines lastschaltbaren Achtgang-Planetengetriebes für ein Kraftfahrzeug;
Figur 8A ein mögliches Schaltschema des in Figur 8 dargestellten Radsatzes;
Figur 9 eine schematische Ansicht einer fünften Ausführungsvariante eines lastschaltbaren Achtgang-Planetengetriebes für ein Kraftfahrzeug;
Figur 9A ein mögliches Schaltschema des in Figur 9 dargestellten Radsatzes;
Figur 10 eine schematische Ansicht einer sechsten Ausführungsvariante eines lastschaltbaren Zehngang-Planetengetriebes für ein Kraftfahrzeug; und Figur 10A ein mögliches Schaltschema des in Figur 10 dargestellten Radsatzes.
In den Figuren sind verschiedene Ausführungsvarianten eines erfindungsgemäß vorgeschlagenen lastschaltbaren Getriebes in Planetenbauweise mit mehreren reibschlüssigen und formschlüssigen Schaltelementen A, B, C, D, E, F, und G und mehreren über die Schaltelemente in einen Leistungsfluss schaltbare Zahnräder, wobei zum Schalten einer Gangstufe wenigstens zwei zugeordnete Schaltelemente A, B, C, D, E, F, und G geschlossen sind.
Erfindungsgemäß ist bei dem Getriebe die Verwendung von formschlüssigen Schaltelementen vorgesehen, wenn diese auch„zu" schaltend sind, wenn ein darüber liegende Gangstufe vorhanden ist, die als Stützgang eingesetzt werden kann. Auf diese Weise können sowohl die Schleppverluste des Getriebes als auch die Kosten und der Bauraum optimiert werden, da sich somit beispielsweise Klauenschaltelemente einsetzen lassen.
In Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Getriebes als Planetengetriebe mit einem ersten Planetenradsatz RS1 und einem zweiten als Ravigneauxsatz RVS ausgebildeten Doppelplanetenradsatz sowie mit fünf Schaltelementen A, B, C, D und E.
Bei dem Radsatz gemäß Figur 1 ist ein Planetenträger 1 des ersten Planetenradsatzes RS1 mit dem ersten als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement A und mit dem zweiten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement B verbunden, wobei ein Hohlrad 2 des ersten Planetenradsatzes RS1 mit einer Antriebswelle An und mit dem fünften als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement E verbunden ist. Ein Sonnenrad 3 des ersten Planetenradsatzes RS1 ist mit dem Gehäuse verbunden. Ferner ist ein Hohlrad 4 des Ravigneauxsatzes RVS mit einer Abtriebswelle Ab verbunden, wobei ein erstes Sonnenrad 5 des Ravigneauxsatzes RVS mit dem zweiten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement B und mit dem dritten als Reibbremse ausgebildeten Schaltelement C verbunden ist. Ein zweites Sonnenrad 6 des Ravigneauxsatzes RVS ist mit dem ersten als Reibkupplung ausgebildeten Schalt- element A verbunden, wobei ein Planetenträger 7 des Ravigneauxsatzes RVS einerseits mit dem fünften als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement E und andererseits mit einem vierten als Reibbremse ausgebildeten Schaltelement D verbunden ist.
Aus dem Schaltschema gemäß Figur 1 A ergibt sich, dass der erste Gang durch Schließen des ersten Schaltelements A und des vierten Schaltelements D schaltbar ist, dass der zweite Gang durch Schließen des ersten Schaltelements A und des dritten Schaltelements C schaltbar ist, dass der dritte Gang durch Schließen des ersten Schaltelements A und des zweiten Schaltelements B schaltbar ist, dass der vierte Gang durch Schließen des ersten Schaltelements A und des fünften Schaltelements E schaltbar ist, dass der fünfte Gang durch Schließen des zweiten Schaltelements B und des fünften Schaltelements E schaltbar ist, dass der sechste Gang durch Schließen des dritten Schaltelements C und des fünften Schaltelements E schaltbar ist und dass ein Rückwärtsgang durch Schließen des zweiten Schaltelements B und des vierten Schaltelements D schaltbar ist. Somit ist das zweite Schaltelement B als zu schaltende Klauenkupplung der dritten und fünften Gangstufe sowie der Rückwärtsgangstufe zugeordnet.
Figur 2 zeigt beispielhaft eine Hochschaltung von der zweiten Gangstufe in die dritte Gangstufe unter Verwendung der vierten Gangstufe als Stützgang. Im Rahmen dieser Schaltung wird zunächst das ab schaltende Schaltelement C geöffnet. Da das zweite Schaltelement B als zu schaltende Klauenkupplung ausgebildet ist und nicht bei bestehender Differenzdrehzahl geschaltet werden kann, wird eine Zugschaltung dadurch erreicht, dass als erstes eine Lastübernahme von dem dritten Schaltelement C auf das fünfte als Reibkupplung ausgebildete Schaltelement E erfolgt, wodurch die Übersetzung der vierten Gangstufe eingestellt wird. Mit schlupfendem Schaltelement E wird der Motor nun so lange auf die neue Zieldrehzahl gebracht, bis bei dem zweiten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement B die Differenzdrehzahl von null auftritt. Danach kann die Klauenkupplung zugeschaltet werden und das fünfte Schaltelement E wieder geöffnet werden, so dass die dritte Gangstufe eingelegt ist. Figur 3 zeigt beispielhaft eine Hochschaltung von der vierten Gangstufe in die fünfte Gangstufe unter Verwendung der sechsten Gangstufe als Stützgang. Der Schaltablauf ist prinzipiell mit dem vorbeschriebenen Schaltablauf identisch. Als ab schaltendes Schaltelement wird das erste Schaltelement A verwendet, wobei das dritte Schaltelement das die Schaltung stützende Element ist und als zu schaltendes Schaltelement wieder das zweite Schaltelement B vorgesehen ist.
In den Figuren 4 und 5 sind zur Präzisierung des Schaltablaufes für die in Figur 2 beispielhaft für andere mögliche Schaltungen dargestellte Zug-Hoch-Schaltung 2-3 zum einen die Verläufe der an den beteiligten Schaltelementen B, C, E anliegenden Drehmomente TB, TC, TE und das Motormoment Tmot sowie das Abtriebsmoment Tab und zum anderen die Absolutdrehzahlen von Antrieb nmot und Abtrieb nab sowie die Differenzdrehzahlen dnB, dnc, dnE an den beteiligten Schaltelementen B, C, E jeweils über die Zeit t dargestellt.
In einer ersten Phase I wird das dritte Schaltelement C geöffnet. In einer zweiten Phase II erfolgt die Synchronisierung des Verbrennungsmotors durch einen Motoreingriff durch die Zurücknahme der Last, wie dargestellt, oder durch Erhöhung des Rutschmomentes bei dem fünften als Reibkupplung ausgeführten Schaltelement E. Bei Drehzahlgleichheit an dem als Klauenkupplung ausgeführten, zweiten Schaltelement B beginnt eine dritte Phase III, bei der die Klauenkupplung geschlossen wird. Wenn die Klauenkupplung geschlossen ist, beginnt eine vierte Phase IV, in der das Rutschmoment bei dem fünften Schaltelement E verringert und die Last von dem zweiten Schaltelement B übernommen wird. In einer Phase V ist der Zielgang eingelegt.
Eine Schub-Hochschaltung in eine Ziel-Gangstufe, der ein formschlüssiges Schaltelement als zu schaltendes Element zugeordnet ist, kann zum Beispiel als konventionelle Schub-Hochschaltung durchgeführt werden, indem als erstes das alte bzw. das der Ist-Gangstufe zugeordnete Schaltelement geöffnet und in Schlupf gebracht wird. Durch das Schubmoment des Verbrennungsmotors sinkt dieser bis zur Zieldrehzahl ab. Wenn die Zieldrehzahl erreicht ist, wird das Rutschmoment wieder erhöht und das formschlüssige Schaltelement kann geschlossen werden und das Schaltelement der vorherigen Gangstufe bzw. Istgang-Gangstufe vollständig geöffnet, so dass die Schaltung abgeschlossen ist.
Eine Zug-Rück-Schaltung aus einer Ist-Gangstufe, der ein formschlüssiges Schaltelement zugeordnet ist, erfolgt entweder mit Zugkraftunterbrechung oder durch Zuhilfenahme eines geeigneten höheren Stützganges. Hierbei kann bei der beispielhaften Schaltung 3-2 die vierte Gangstufe wieder als Stützgang verwendet werden, indem zuerst eine Lastübernahme in die vierte Gangstufe erfolgt. Danach kann durch das in Schlupf gebrachte fünfte reibschlüssige Schaltelement E der Zielgang an synchronisiert werden.
Bei einer Schub-Rück-Schaltung wird als erstes das neue bzw. das Zielgang- Lastschaltelement geschlossen und kann dadurch ein Rutschmoment aufbringen. Demzufolge wird das formschlüssige Schaltelement entlastet und kann geöffnet werden. Danach kann mithilfe des neuen Schaltelements gegebenenfalls mit zusätzlicher Motorunterstützung die Schaltung beendet werden.
In Figur 6 ist eine zweite Ausführungsvariante der Erfindung als Abwandlung des in Figur 1 dargestellten Planetenradsatzes gezeigt. Im Unterschied zur ersten Ausführungsvariante sind bei dem Radsatz der zweiten Ausführungsvariante zwei weitere formschlüssige Schaltelemente anstelle von reibschlüssigen Schaltelementen vorgesehen. Neben dem zweiten Schaltelement B sind das erste, als Klauenkupplung ausgebildete Schaltelement A und das vierte als Klauenbremse ausgebildete Schaltelement D vorgesehen.
Das Schaltschema gemäß Figur 1 A gilt auch für den Radsatz gemäß Figur 6. Jedoch sind neben dem zweiten, der dritten und fünften Gangstufe sowie der Rückwärtsgangstufe zugeordneten Schaltelement B als zu schaltende Klauenkupplung ferner das erste, der ersten bis vierten Gangstufen zugeordnete Schaltelement A als ab schaltende Klauenkupplung und das vierte, der Rückwärtsgangstufe und der ersten Gangstufe zugeordnete Schaltelement D als ab schaltende Klauenbremse ausgeführt, so dass nur das dritte und das fünfte Schaltelement C und E jeweils als reibschlüssiges lastschaltbares Schaltelement ausgeführt sind. Ferner ergibt sich, dass in der höchsten Gangstufe kein Lastschaltelement geöffnet ist, so dass keine
Schleppverluste in dieser Gangstufe auftreten.
Gemäß Figur 7 wird eine dritte Ausführungsvariante der Erfindung gezeigt, welche ein lastschaltbares Sechsgang-Planetengetriebe mit drei Planetenradsätzen RS1 , RS2, RS3 und fünf Schaltelementen A, B, C, D, E darstellt. Bei dem Radsatz ist ein Sonnenrad 3 des ersten Planetenradsatzes RS1 mit der Antriebswelle an, dem ersten als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement A und mit dem zweiten als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement B verbunden. Ein Hohlrad 2 des ersten Planetenradsatzes RS1 ist mit dem dritten als Klauenbremse ausgeführten Schaltelement C verbunden, wobei ein Planetenträger 1 des ersten Planetenradsatzes RS1 mit dem vierten als Reibbremse ausgebildeten Schaltelement D und mit einem Hohlrad 8 des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden ist. Ferner ist ein Planetenträger 9 des zweiten Planetenradsatzes RS2 einerseits mit dem zweiten als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement B und andererseits mit einem fünften als Reibbremse ausgebildeten Schaltelement E sowie mit einem Hohlrad 10 des dritten Planetenradsatzes RS3 verbunden. Ein Sonnenrad 1 1 des zweiten Planetenradsatzes RS2 ist mit dem ersten als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement A und einem Sonnenrad 12 des dritten Planetenradsatzes RS3 verbunden und ein Planetenrad- träger 17 des dritten Planetenradsatzes RS3 ist mit der Abtriebswelle Ab verbunden.
Aus dem Schaltschema gemäß Figur 7A ergibt sich, dass die erste Gangstufe durch Schließen des ersten Schaltelements A und des fünften Schaltelements E, die zweite Gangstufe durch Schließen des ersten Schaltelements A und des vierten Schaltelements D, die dritte Gangstufe durch Schließen des ersten Schaltelements A und des dritten Schaltelements C, die vierte Gangstufe durch Schließen des ersten Schaltelements A und des zweiten Schaltelements B, die fünfte Gangstufe durch Schließen des zweiten Schaltelements B und des dritten Schaltelements C, die sechste Gangstufe durch Schließen des zweiten Schaltelements B und des vierten Schaltelements D und die Rückwärtsgangübersetzungen durch Schließen des dritten Schaltelements C und des fünften Schaltelements E geschaltet werden. In vorteilhafter Weise ist bei dem Radsatz gemäß der dritten Ausführungsvariante das dritte Schaltelement C als zu schaltende Klauenbremse ausgeführt und der dritten und fünften Gangstufe sowie der Rückwärtsgangstufe zugeordnet. Somit können Schaltvorgänge in die dritte und fünfte Gangstufe, denen die Klauenbremse zugeordnet ist, analog der vorbeschriebenen Schaltweise mit Hilfe eines Stützganges durchgeführt werden, wobei zum Beispiel für die Schaltung von der zweiten Gangstufe in die dritte Stufe das zweite Schaltelement B der vierten Gangstufe als Stützelement verwendet werden kann. Bei der Schaltung von der vierten Gangstufe in die fünfte Gangstufe kann das vierte Schaltelement D der sechsten Gangstufe als Stützelement verwendet werden. Für entsprechende Rückschaltungen können, wie bereits beschrieben, z.B. Schaltelemente von unter der gewünschten Zielgangstufe liegenden Gangstufen verwendet werden.
Eine vierte Ausführungsvariante der Erfindung zeigt Figur 8 als lastschaltbares Achtgang-Planetengetriebe mit einem Plusplanetenradsatz PRS und einem Ra- vigneauxsatz RV sowie mit sechs Schaltelementen A, B, C, D, E, F, wobei als formschlüssige Schaltelemente das zweite als Klauenkupplung ausgebildete Schaltelement B und das sechste als Klauenbremse ausgebildete Schaltelement F vorgesehen sind.
Bei diesem Radsatz ist ein Sonnenrad 13 des Plusplanetenradsatzes PRS gehäusefest angeordnet, wobei ein Planetenträger 14 des Plusplanetenradsatzes PRS einerseits mit dem sechsten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement F und andererseits mit der Antriebswelle An und dem fünften als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement E verbunden ist. Des Weiteren ist ein Hohlrad 15 des Plusplanetenradsatzes PRS mit dem ersten als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement A und dem zweiten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement B verbunden. Ein Hohlrad 4 des Ravigneauxsatzes RVS ist mit der Abtriebswelle Ab verbunden, wobei ein erstes Sonnenrad 5 des Ravigneauxsatzes RVS mit dem zweiten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement B, mit dem dritten als Reibbremse ausgebildeten Schaltelement C und dem sechsten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement F verbunden ist, wobei ein zweites Sonnenrad 6 des Ravigneauxsatzes RVS mit dem ersten als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement A ver- bunden ist. Ein Planetenträger 7 des Ravigneauxsatzes RVS ist einerseits mit dem fünften als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement E und andererseits mit dem vierten als Reibbremse ausgebildeten Schaltelement D verbunden.
Aus dem Schaltschema gemäß Figur 8A ergibt sich, dass die erste Gangstufe durch Schließen des ersten Schaltelements A und des vierten Schaltelements D, die zweite Gangstufe durch Schließen des ersten Schaltelements A und des dritten Schaltelements C, die dritte Gangstufe durch Schließen des ersten Schaltelements A und des zweiten Schaltelements B, die vierte Gangstufe durch Schließen des ersten Schaltelements A und des sechsten Schaltelements F, die fünfte Gangstufe durch Schließen des ersten Schaltelements A und des fünften Schaltelements E, die sechste Gangstufe durch Schließen des fünften Schaltelements E und des sechsten Schaltelements F, der siebente Gangstufe durch Schließen des zweiten Schaltelements B und des fünften Schaltelements E, die achte Gangstufe durch Schließen des dritten Schaltelements C und des fünften Schaltelements E und die Rückwärtsgangstufe R durch Schließen des zweiten Schaltelement B und des vierten Schaltelements D geschaltet werden können.
In vorteilhafter Weise ist somit das zweite Schaltelement B als zu schaltende Klauenkupplung ausgeführt und der dritten und siebenten Gangstufe sowie der Rückwärtsgangstufe zugeordnet. Ferner ist das sechste Schaltelement F ebenfalls als zu schaltende Klauenkupplung ausgeführt und der vierten und sechsten Gangstufe zugeordnet. Bei dem Radsatz gemäß der vierten Ausführungsvariante sind zwei der sechs verwendeten Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente B und F wahlweise oder auch gleichzeitig ausführbar, wobei die Stützschaltungen in den entsprechend zugeordneten Gangstufen erfolgen. Dabei erfolgt die Stützschaltung für die Schaltung in die dritte und vierte Gangstufe vorzugsweise über die fünfte Gangstufe mit Hilfe des zugeordneten fünften Schaltelements E, während die Stützschaltung in die sechste und siebente Gangstufe vorzugsweise über die achte Gangstufe mit dem Hilfe des zugeordneten dritten Schaltelements C erfolgen kann.
Eine fünfte Ausführungsvariante der Erfindung ist in Figur 9 dargestellt, wobei dieser Radsatz als Achtgang-Planetengetriebe mit einem Plusplanetenradsatz PRS und einem Ravigneauxsatz RVS sowie mit sechs Schaltelementen A, B, C, D, E, F ausgeführt ist. Im Unterschied zur vierten Ausführungsvariante sind bei dem Radsatz gemäß der fünften Ausführungsvariante neben dem zweiten als Klauenkupplung ausgeführten Schaltelement B und dem sechsten als Klauenkupplung ausgeführten Schaltelement F zusätzlich das erste als Klauenkupplung ausgeführte Schaltelement A und das vierte als Klauenbremse ausgeführte Schaltelement D durch formschlüssige Schaltelemente ersetzt worden. Das erste als ab schaltendes Schaltelement A ist der ersten bis fünften Gangstufe zugeordnet, während das vierte als ab schaltendes Schaltelement D der Rückwärtsgangstufe R und der ersten Gangstufe zugeordnet ist.
Das in Figur 9A dargestellte Schaltschema der fünften Ausführungsvariante entspricht dem Schaltschema der vierten Ausführungsvariante gemäß Figur 8A lediglich mit dem Unterschied, dass nur noch das dritte Schaltelement C und das fünfte Schaltelement F als reibschlüssige Lastschaltelemente ausgeführt sind.
In Figur 10 ist eine sechste Ausführungsvariante als 10-Gang-Planetengetrie- be mit einem ersten Planetenradsatz RS1 , einem Plusplanetenradsatz PRS und einem Ravigneauxsatz RVS sowie mit sieben Schaltelementen A, B, C, D, E, F, G ausgeführt, wobei von den sieben Schaltelementen A, B, C, D, E, F, G nur noch zwei reibschlüssige Lastschaltelemente C, E und ansonsten nur noch formschlüssige Schaltelemente A, B, D, F, G vorgesehen sind.
Im Einzelnen sind das erste, der ersten bis sechsten Gangstufe zugeordnete Schaltelement A als ab schaltende Klauenkupplung, dass zweite, der vierten und achten Gangstufe sowie einer Rückwärtsgangstufe R2 zugeordnete Schaltelement B als zu schaltende Klauenkupplung, das vierte, den Rückwärtsgangstufen R1 bis R3 und der ersten Gangstufe zugeordnete Schaltelement D als ab schaltende Klauenbremse, das sechste, der fünften und siebenten Gangstufe sowie der Rückwärtsgangstufe R3 zugeordnete Schaltelement F als zu schaltende Klauenkupplung und das siebente, der dritten und neunten Gangstufe sowie der Rückwärtsgangstufe R1 zugeordnete Schaltelement G als zu schaltende Klauenbremse ausgeführt, wobei das dritte, der zweiten und zehnten Gangstufe zugeordnete Schaltelement C als Reibbremse und das fünfte, der sechsten bis zehnten Gangstufe zugeordnete Schaltelement E als Reibkupplung ausgeführt sind.
Bei dem Radsatz gemäß Figur 10 ist die Antriebswelle An über eine Anfahrkupplung KO und einen Schwingungsdämpfer 16 verbunden. Ein Planetenträger 1 des ersten Planetenradsatzes RS1 ist mit dem dritten als Reibbremse ausgebildeten Schaltelement C, mit dem zweiten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement B, mit dem sechsten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement F und mit dem ersten Sonnenrad 5 des Ravigneauxsatzes RVS verbunden. Ferner ist ein Hohlrad 2 des ersten Planetenradsatzes RS1 mit dem siebenten als Klauenbremse ausgebildeten Schaltelement G verbunden, wobei ein Sonnenrad 3 des ersten Planetenradsatzes RS1 mit dem Planetenradträger 14 des Plusplanetenradsatzes PRS und mit dem sechsten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement F verbunden ist. Ein Sonnenrad 13 des Plusplanetenradsatzes PRS ist mit dem dritten als Reibbremse ausgebildeten Schaltelement C, mit dem vierten als Klauenbremse ausgebildeten Schaltelement D und mit dem siebenten als Klauenbremse ausgebildeten Schaltelement G verbunden, wobei ein Planetenträger 14 des Plusplanetenradsatzes PRS einerseits über den Schwingungsdämpfer 16 und die Anfahrkupplung KO mit der Antriebswelle An und dem fünften als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement E verbunden ist und andererseits mit dem Sonnenrad 3 des ersten Planetenradsatzes RS1 und mit dem sechsten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement F verbunden ist. Darüber hinaus ist ein Hohlrad 15 des Plusplanetenradsatzes PRS mit dem zweiten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement B und dem ersten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement A verbunden, wobei ein Hohlrad 4 des Ravigneauxsatzes RVS mit der Abtriebswelle Ab verbunden ist. Ferner ist ein erstes Sonnenrad 5 des Ravigneauxsatzes RVS mit dem Planetenträger 1 des ersten Planetenradsatzes RS1 , mit dem zweiten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement B, mit dem dritten als Reibbremse ausgebildeten Schaltelement C und dem sechsten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement F verbunden, wobei ein zweites Sonnenrad 6 des Ravigneauxsatzes RVS mit dem ersten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement A verbunden ist. Schließlich ist ein Planetenträger 7 des Ravigneauxsatzes RVS einerseits mit dem vierten als Klauenbremse aus- gebildeten Schaltelement D verbunden und andererseits mit dem fünften als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement E verbunden.
Aus den Schaltschema gemäß Figur 10A ergibt sich bei dem Radsatz der sechsten Ausführungsvariante, dass die erste Gangstufe durch Schließen des ersten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelements A und des vierten als Klauenbremse ausgebildeten Schaltelements D schaltbar ist, dass die zweite Gangstufe durch Schließen des ersten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelements A und des dritten als Reibbremse ausgebildeten Schaltelements C schaltbar ist, dass die dritte Gangstufe durch Schließen des ersten Schaltelements A und des siebenten als Klauenbremse ausgebildeten Schaltelements G schaltbar ist, dass die vierte Gangstufe durch Schließen des ersten Schaltelements A und des zweiten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelements B schaltbar ist, dass die fünfte Gangstufe durch Schließen des ersten Schaltelements A und des sechsten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelements F schaltbar ist, dass die sechste Gangstufe durch Schließen des ersten Schaltelements A und des fünften als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelements E schaltbar ist, dass die siebente Gangstufe durch Schließen des sechsten Schaltelements F und des fünften Schaltelements E schaltbar ist, dass die achte Gangstufe durch Schließen des zweiten Schaltelements B und des fünften Schaltelements E schaltbar ist, dass die neunte Gangstufe durch Schließen des siebenten Schaltelements G und des fünften Schaltelements E schaltbar ist, dass die zehnte Gangstufe durch Schließen des dritten Schaltelements und des fünften Schaltelements schaltbar ist, dass eine Rückwärtsgangstufe R3 durch Schließen des sechsten Schaltelements F und des vierten Schaltelements D schaltbar ist, dass eine weitere Rückwärtsgangstufe R2 durch Schließen des zweiten Schaltelements B und des vierten Schaltelements D schaltbar ist und das eine nächste Rückwärtsgangstufe R1 durch Schließen des siebenten Schaltelements G und des vierten Schaltelements D schaltbar ist. Ferner ist zu jeder Gangstufe die Übersetzung angegeben.
Hieraus ergibt sich, dass beispielsweise das dritte der zweiten Gangstufe zugeordnete Schaltelement C, das fünfte, der sechsten Gangstufe zugeordnete Schaltelement E und das dritte der zehnten Gangstufe zugeordnete Schaltelement C jeweils als stützendes Element und damit die zugeordnete Gangstufe als Stützgang SG einsetzbar ist, um Schaltungen durchzuführen, in denen als zu schaltendes Schaltelement ein formschlüssiges Schaltelement zugeordnet ist, wie bereits beschrieben.
Bei den vorbeschriebenen Schaltschemen gemäß Figuren 1 A, 2, 3, 6A, 7A, 8A, 9A und 10A repräsentieren die gefüllten Kreise reibschlüssige Lastschaltelemente, während leere Kreise formschlüssige Schaltelemente repräsentieren.
Bezuqszeichen
1 Planetenradtrager des ersten Planetenradsatzes
2 Hohlrad des ersten Planetenradsatzes
3 Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes
4 Hohlrad des Ravigneauxsatzes
5 erstes Sonnenrad des Ravigneauxsatzes
6 zweites Sonnenrad des Ravigneauxsatzes
7 Planetenträger des Ravigneauxsatzes
8 Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes
9 Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes
10 Hohlrad des dritten Planetenradsatzes
1 1 Sonnenrades zweiten Planetenradsatzes
12 Sonnenrades dritten Planetenradsatzes
13 Sonnenrad des Plusplanetenradsatzes
14 Planetenträger des Plusplanetenradsatzes
15 Hohlrad des Plusplanetenradsatzes
16 Schwingungsdämpfer
17 Planetenträger des dritten Planetenradsatzes
KO Anfahrkupplung
An Antriebswelle
Ab Abtriebswelle
A erstes Schaltelement
B zweites Schaltelement
C drittes Schaltelement
D viertes Schaltelement
E fünftes Schaltelement
F sechstes Schaltelement
G siebentes Schaltelement
Tmot Antriebsmoment
Tab Antriebsmoment
TB anliegendes Moment an dem zweiten Schaltelement
Tc anliegendes Moment an dem dritten Schaltelement TE anliegendes Moment an dem fünften Schaltelement t Zeit
nmot Absolutdrehzahl am Antrieb
nab Absolutdrehzahl am Abtrieb
dnB Differenzdrehzahl an dem zweiten Schaltelement dnc Differenzdrehzahl an dem dritten Schaltelement dnE Differenzdrehzahl an dem fünften Schaltelement

Claims

Patentansprüche
1 . Lastschaltbares Getriebe, insbesondere Automatgetriebe in Planetenbauweise für ein Fahrzeug mit mehreren reibschlüssigen und zumindest einem formschlüssigen Schaltelement (A, B, C, D, E, F, G) und mit mehreren über die Schaltelemente (A, B, C, D, E, F, G) in einem Leistungsfluss schaltbaren Zahnrädern, wobei zum Schalten einer Gangstufe wenigstens zwei zugeordnete Schaltelemente (A, B, C, D, E, F, G) geschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein formschlüssiges Schaltelement (A, B, C, D, F, G) als zu schaltendes Schaltelement (B, C, F, G) einer mit einem Stützgang zuschaltenden Gangstufe zugeordnet ist.
2. Lastschaltbares Getriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Hochschaltung in eine Zielgang-Gangstufe, die durch Schließen eines formschlüssigen Schaltelementes (B, C, F, G) schaltbar ist, eine Gangstufe mit einer niedrigeren Übersetzung als Stützgang zum Abbau einer Differenzdrehzahl während des Schaltvorganges vorgesehen ist.
3. Lastschaltbares Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zumindest ein formschlüssiges Schaltelement (A, D) als ab schaltendes Schaltelement einer Gangstufe zugeordnet ist.
4. Lastschaltbares Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erster Planetenradsatz (RS1 ) und zumindest ein als Ravigneauxsatz (RV) ausgebildeter Doppelplanetenradsatz sowie zumindest fünf Schaltelemente (A, B, C, D, E) vorgesehen sind, wobei zumindest das zweite, der dritten und fünften Gangstufe sowie der Rückwärtsgangstufe zugeordnete Schaltelement (B) als zu schaltende Klauenkupplung ausgeführt ist.
5. Lastschaltbares Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Planetenträger (1 ) des ersten Planetenradsatzes (RS1 ) mit einem ersten als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement (A) und mit einem zweiten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement (B) verbunden ist, wobei ein Hohlrad (2) des ersten Planetenradsatzes (RS1 ) mit einer Antriebswelle (An) und mit einem fünften als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement (E) verbunden ist, wobei ein Sonnenrad (3) des ersten Planetenradsatzes (RS1 ) gehäusefest ist, wobei ein Hohlrad (4) des Ravigneauxsatzes (RVS) mit einer Abtriebswelle (Ab) verbunden ist, wobei ein erstes Sonnenrad (5) des Ravigneauxsatzes (RVS) mit dem zweiten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement (B) und mit dem dritten als Reibbremse ausgebildeten Schaltelement (C) verbunden ist, wobei ein zweites Sonnenrad (6) des Ravigneauxsatzes (RVS) mit dem ersten als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement (A) verbunden ist, und wobei ein Planetenträger (7) des Ravigneauxsatzes (RVS) einerseits mit dem fünften als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement (E) und andererseits mit einem vierten als Reibbremse ausgebildeten Schaltelement (D) verbunden ist.
6. Lastschaltbares Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erster Planetenradsatz (RS1 ) und zumindest ein zweiter als Ravigneauxsatz (RV) ausgebildeter Doppelplanetenradsatz sowie zumindest fünf Schaltelemente (A, B, C, D, E) vorgesehen sind, wobei das erste, der ersten bis vierten Gangstufe zugeordnete Schaltelement (A) als ab schaltende Klauenkupplung und das zweite, der dritten und fünften Gangstufe sowie der Rückwärtsgangstufe zugeordnete Schaltelement (B) als zu schaltende Klauenkupplung sowie das vierte, der Rückwärtsgangstufe und der ersten Gangstufe zugeordnete Schaltelement (D) als ab schaltende Klauenbremse ausgeführt sind, so dass nur das dritte und das fünfte Schaltelement (C, E) jeweils als reibschlüssiges lastschaltbares Schaltelement ausgeführt sind.
7. Lastschaltbares Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Planetenträger (1 ) des ersten Planetenradsatzes (RS1 ) mit einem ersten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement (A) und mit einem zweiten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement (B) verbunden ist, wobei ein Hohlrad (2) des ersten Planetenradsatzes (RS1 ) mit einer Antriebswelle (An) und mit einem fünften als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement (E) verbunden ist, wobei ein Sonnenrad (3) des ersten Planetenradsatzes (RS1 ) gehäusefest ist, wobei ein Hohlrad (4) des Ravigneauxsatzes (RVS) mit einer Abtriebswelle (Ab) verbunden ist, wobei ein erstes Sonnenrad (5) des Ravigneauxsatzes (RVS) mit dem zweiten als Klauenkupp- lung ausgebildeten Schaltelement (B) und mit dem dritten als Reibbremse ausgebildeten Schaltelement (C) verbunden ist, wobei ein zweites Sonnenrad (6) des Ra- vigneauxsatzes (RVS) mit dem ersten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement (A) verbunden ist, und wobei ein Planetenträger (7) des Ravigneauxsatzes (RVS) einerseits mit dem fünften als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement (E) und andererseits mit einem vierten als Klauenbremse ausgebildeten Schaltelement (D) verbunden ist.
8. Lastschaltbares Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest drei Planetenradsätze (RS1 , RS2, RS3) mit zumindest fünf Schaltelementen (A, B, C, D, E) vorgesehen sind, wobei zumindest das dritte, der dritten und fünften Gangstufe sowie der Rückwärtsgangstufe zugeordnete Schaltelement (C) als zu schaltende Klauenbremse ausgeführt ist.
9. Lastschaltbares Getriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sonnenrad (3) des ersten Planetenradsatzes (RS1 ) mit der Antriebswelle (An), mit dem ersten als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement (A) und mit dem zweiten als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement (B) verbunden ist, wobei ein Hohlrad (2) des ersten Planetenradsatzes (RS1 ) mit dem dritten als Klauenbremse ausgeführten Schaltelement (C) verbunden ist, wobei ein Planetenträger (1 ) des ersten Planetenradsatzes (RS1 ) mit dem vierten als Reibbremse ausgebildeten Schaltelement (D) und mit einem Hohlrad (8) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) verbunden ist, wobei ein Planetenträger 9 des zweiten Planetenradsatzes (RS2) einerseits mit dem zweiten als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement (B) und andererseits mit einem fünften als Reibbremse ausgebildeten Schaltelement (E) sowie mit einem Hohlrad (10) des dritten Planetenradsatzes (RS3) verbunden ist, wobei das Sonnenrad (1 1 ) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) mit dem ersten als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement (A) und einem Sonnenrad (12) des dritten Planetenradsatzes (RS3) verbunden ist, und wobei ein Planetenradträger (17) des dritten Planetenradsatzes (RS3) mit der Abtriebswelle (Ab) verbunden ist.
10. Lastschaltbares Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Plusplanetenradsatz (PRS) und zumin- dest ein Ravigneauxsatz (RV) sowie zumindest sechs Schaltelemente (A, B, C, D, E, F) vorgesehen sind, wobei zumindest das zweite, der dritten und siebenten Gangstufe sowie der Rückwärtsgangstufe zugeordnete Schaltelement (B) und das sechste, der vierten und sechsten Gangstufe zugeordnete Schaltelement (F) jeweils als zu schaltende Klauenkupplung ausgeführt sind.
1 1 . Lastschaltbares Getriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sonnenrad (13) des Plusplanetenradsatzes (PRS) gehäusefest angeordnet ist, wobei ein Planetenträger (14) des Plusplanetenradsatzes (PRS) einerseits mit dem sechsten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement (F) und andererseits mit der Antriebswelle (An) und dem fünften als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement (E) verbunden ist, wobei ein Hohlrad 15 des Plusplanetenradsatzes (PRS) mit dem ersten als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement (A) und dem zweiten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement (B) verbunden ist, wobei ein Hohlrad (4) des Ravigneauxsatzes (RVS) mit der Abtriebswelle (Ab) verbunden ist, wobei ein erstes Sonnenrad (5) des Ravigneauxsatzes (RVS) mit dem zweiten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement (B), mit dem dritten als Reibbremse ausgebildeten Schaltelement (C) und dem sechsten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement (F) verbunden ist, wobei ein zweites Sonnenrad (6) des Ravigneauxsatzes (RVS) mit dem ersten als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement (A) verbunden ist, und wobei ein Planetenträger (7) des Ravigneauxsatzes (RVS) einerseits mit dem fünften als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement (E) und andererseits mit dem vierten als Reibbremse ausgebildeten Schaltelement (D) verbunden ist.
12. Lastschaltbares Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Plusplanetenradsatz (PRS) und zumindest ein Ravigneauxsatz (RV) sowie zumindest sechs Schaltelemente (A, B, C, D, E, F) vorgesehen sind, wobei zumindest das erste, der ersten bis fünften Gangstufe zugeordnete Schaltelement (A) als abschaltende Klauenkupplung ausgeführt ist, wobei das zweite, der dritten und siebenten Gangstufe sowie der Rückwärtsgangstufe zugeordnete Schaltelement (B) als zu schaltende Klauenkupplung ausgeführt ist, wobei das vierte, der ersten Gangstufe und der Rückwärtsgangstufe zugeordnete Schaltelement (D) als ab schaltende Klauenbremse ausgeführt ist, und wobei das sechste, der vierten und sechsten Gangstufe zugeordnete Schaltelement (F) als zu schaltende Klauenkupplung ausgeführt ist, so dass maximal zwei Schaltelement (C, E) als reibschlüssige Lastschaltelemente ausgeführt sind.
13. Lastschaltbares Getriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sonnenrad (13) des Plusplanetenradsatzes (PRS) gehäusefest angeordnet ist, wobei ein Planetenträger (14) des Plusplanetenradsatzes (PRS) einerseits mit dem sechsten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement (F) und andererseits mit der Antriebswelle (An) und dem fünften als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement (E) verbunden ist, wobei ein Hohlrad 15 des Plusplanetenradsatzes (PRS) mit dem ersten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement (A) und dem zweiten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement (B) verbunden ist, wobei ein Hohlrad (4) des Ravigneauxsatzes (RVS) mit der Abtriebswelle (Ab) verbunden ist, wobei ein erstes Sonnenrad (5) des Ravigneauxsatzes (RVS) mit dem zweiten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement (B), mit dem dritten als Reibbremse ausgebildeten Schaltelement (C) und dem sechsten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement (F) verbunden ist, wobei ein zweites Sonnenrad (6) des Ravigneauxsatzes (RVS) mit dem ersten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement (A) verbunden ist, und wobei ein Planetenträger (7) des Ravigneauxsatzes (RVS) einerseits mit dem fünften als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement (E) und andererseits mit dem vierten als Klauenbremse ausgebildeten Schaltelement (D) verbunden ist.
14. Lastschaltbares Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erster Planetenradsatz (RS1 ), zumindest ein Plusplanetenradsatz (PRS) und zumindest ein Ravigneauxsatz (RVS) sowie zumindest sieben Schaltelemente (A, B, C, D, E, F, G) vorgesehen sind, wobei das erste, der ersten bis sechsten Gangstufe zugeordnete Schaltelement (A) als ab schaltende Klauenkupplung ausgeführt ist, wobei das zweite, der vierten und achten Gangstufe sowie der Rückwärtsgangstufe zugeordnete Schaltelement (B) als zu schaltende Klauenkupplung ausgeführt ist, wobei das vierte, den Rückwärtsgangstufen und der ersten Gangstufe zugeordnete Schaltelement (D) als ab schaltende Klauenbremse ausgeführt ist, wobei das sechste, der fünften und siebenten Gang- stufe sowie der Rückwärtsgangstufe zugeordnete Schaltelement (F) jeweils als zu schaltende Klauenkupplung ausgeführt ist, und wobei das siebente, der dritten und neunten Gangstufe sowie der Rückwärtsgangstufe zugeordnete Schaltelement (G) als zu schaltende Klauenbremse ausgeführt ist, so dass maximal zwei Schaltelemente (C, E) als reibschlüssige Lastschaltelemente ausgeführt sind.
15. Lastschaltbares Getriebe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Planetenträger (1 ) des ersten Planetenradsatzes (RS1 ) mit dem dritten als Reibbremse ausgebildeten Schaltelement (C), mit dem zweiten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement (B), mit dem sechsten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement (F) und mit dem ersten Sonnenrad (5) des Ravigneauxsatzes (RVS) verbunden ist, wobei ein Hohlrad (2) des ersten Planetenradsatzes (RS1 ) mit dem siebenten als Klauenbremse ausgebildeten Schaltelement (G) verbunden ist, wobei ein Sonnenrad (3) des ersten Planetenradsatzes (RS1 ) mit dem Planetenrad- träger (14) des Plusplanetenradsatzes (PRS) und mit dem sechsten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement (F) verbunden ist, wobei ein Sonnenrad (13) des Plusplanetenradsatzes (PRS) mit dem dritten als Reibbremse ausgebildeten Schaltelement (C), mit dem vierten als Klauenbremse ausgebildeten Schaltelement (D) und mit dem siebenten als Klauenbremse ausgebildeten Schaltelement (G) verbunden ist, wobei ein Planetenträger (14) des Plusplanetenradsatzes (PRS) einerseits mit Antriebswelle (An) und dem fünften als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement (E) verbunden ist und andererseits mit dem Sonnenrad (3) des ersten Planetenradsatzes (RS1 ) und mit dem sechsten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement (F) verbunden ist, wobei ein Hohlrad (15) des Plusplanetenradsatzes (PRS) mit dem zweiten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement (B) und dem ersten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement (A) verbunden ist, wobei ein Hohlrad (4) des Ravigneauxsatzes (RVS) mit der Abtriebswelle (Ab) verbunden ist, wobei ein erstes Sonnenrad (5) des Ravigneauxsatzes (RVS) mit dem Planetenträger (1 ) des ersten Planetenradsatzes (RS1 ), mit dem zweiten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement (B), mit dem dritten als Reibbremse ausgebildeten Schaltelement (C) und dem sechsten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement (F) verbunden ist, wobei ein zweites Sonnenrad (6) des Ravigneauxsatzes (RVS) mit dem ersten als Klauenkupplung ausgebildeten Schaltelement (A) verbunden ist, und wobei ein Planetenträger (7) des Ravigneauxsatzes (RVS) einerseits mit dem vierten als Klauenbremse ausgebildeten Schaltelement (D) verbunden ist und andererseits mit dem fünften als Reibkupplung ausgebildeten Schaltelement (E) verbunden ist.
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