DE102005016588B4

DE102005016588B4 - Mehrganggetriebe

Info

Publication number: DE102005016588B4
Application number: DE102005016588A
Authority: DE
Inventors: Reid Alan Baldwin; David Allen Janson
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2004-05-25
Filing date: 2005-04-11
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2025-04-12
Also published as: DE102005016588A1; GB2414528A; GB2414528B; US20060123940A1; US7044014B2; GB0509957D0; US20050262956A1; DE102005016588B9; US7077025B2

Abstract

Mehrganggetriebe für ein Motorfahrzeug, aufweisend:
einen Antrieb (10);
eine erste und eine zweite Antriebswelle (16, 20);
eine erste Kupplung (14), die mit dem Antrieb (10) und der ersten Antriebswelle (16) zum antreibbaren Kuppeln und Entkuppeln des Antriebs (10) und der ersten Antriebswelle (16) antreibbar verbunden ist;
eine zweite Kupplung (18), die mit dem Antrieb (10) und der zweiten Antriebswelle (20) zum antreibbaren Kuppeln und Entkuppeln des Antriebs (10) und der zweiten Antriebswelle (20) antreibbar verbunden ist;
eine erste und eine zweite Abtriebswelle (22, 26);
erste Paare von ineinander greifenden Ritzeln und Zahnrädern, wobei ein Ritzel jedes ersten Paares an der ersten Antriebswelle (16) angeordnet ist, und wobei ein Zahnrad jedes ersten Paares an der ersten Abtriebswelle (22) angeordnet ist;
eine erste Kupplungsvorrichtung (70) zum antreibbaren Verbinden der ersten Antriebswelle (16) mit der ersten Abtriebswelle (22) über ein ausgewähltes erstes Paar;
eine Zwischenwelle...

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrganggetriebe mit einer kinematischen Vorgelegeanordnung, und insbesondere ein Mehrgang-Automatikgetriebe mit einer Doppelantriebskupplung, aber keinem Drehmomentwandler.

Automatikgetriebe zum Übertragen von Leistung zwischen einem Antrieb und einem Abtrieb entweder über einen stufenlosen Bereich von Übersetzungsverhältnissen oder in Wechseln von einzelnen Stufen zwischen Übersetzungsverhältnissen werden von verschiedenen störenden Verlustquellen begleitet, welche ungünstig auf die Wirtschaftlichkeit einwirken. Diese Verluste stehen im Zusammenhang mit einem Drehmomentwandler, offenen hydraulischen Reibungskupplungen und Bremsen, einer Hydraulikpumpe und Zahnradeingriffen.

Um die Wirtschaftlichkeit eines Motorfahrzeuges mit einem Automatikgetriebe zu verbessern, kann ein automatisiertes Handschaltgetriebe (ASM) verwendet werden, um all diese störenden Verluste, ausgenommen Zahnradeingriffsverluste, auszuschließen oder wesentlich zu reduzieren. Ein ASM-Getriebe führt im Allgemeinen Wechsel von Gangstufen durch, indem zuerst das von dem Motor auf den Getriebeantrieb übertragene Drehmoment unterbrochen wird, die der nächsten Gangstufe zugeordneten Getriebekomponenten vorbereitet werden, und dann das Drehmoment an den Antrieb zurückgegeben wird. Ein Hauptfunktionsmerkmal von ASM-Getrieben ist das Erfordernis der Unterbrechung der von dem Motor auf die Getriebeantriebswelle übertragenen Leistung vor oder während jedes Wechsels der Gangstufe.

Doppelkupplungsgetriebe mit Vorgelegewelle sind im Wesentlichen zwei ASM-Getriebe, von denen das eine ungeradzahlige Gänge und das andere geradzahlige Gänge bereitstellt. Schaltungen zwischen ungeradzahligen Gängen und geradzahligen Gängen können ohne Unterbrechung des Kraftflusses durchgeführt werden. Während des Betriebs in einem ungeradzahligen Gang können Kupplungsvorrichtungen betätigt werden, um das Getriebe für den nächsten geradzahligen Gang zu konfigurieren. Ein Beispiel einer solchen Synchronisiereinrichtung ist in US-Patent 4,222,281 A offenbart. Die störenden Verluste bei Doppelkupplungsgetrieben sind nur etwas höher als bei ASM-Getrieben.

Motorfahrzeuge, bei denen die Vorderräder die angetriebenen Räder sind und der Motor und das Getriebe in einem vorderen Motorraum angeordnet sind, erfordern im Allgemeinen, dass der Motor und das Getriebe in einem Raum angeordnet sind, dessen seitliche Abmessung durch den Abstand zwischen den Vorderrädern begrenzt ist. Der Motorraum solcher Fahrzeuge ist sowohl eng als auch kurz. Bei einem Sechszylinder-Reihenmotor gibt es einen akuten Bedarf, den Unterbringungsraum, der von dem Getriebe, insbesondere dessen seitlicher Abmessung, eingenommen wird, zu minimieren, um Raum für lange Motoren zu sparen.

Die FR 2 819 873 A1 offenbart ein Mehrganggetriebe für ein Motorfahrzeug, aufweisend einen Antrieb, eine erste und eine zweite Antriebswelle, eine erste und eine zweite Kupplung, die mit dem Antrieb und der ersten bzw. der zweiten Antriebswelle antreibbar verbunden sind, eine erste und eine zweite Abtriebswelle, erste und zweite Paare von ineinander greifenden Ritzeln und Zahnrädern, eine Zwischenwelle, eine Vorgelegewelle, einen Zahnradsatz mit einem Ritzel, einem Zwischenzahnrad und einem Zahnrad, und eine erste und eine zweite Kupplungsvorrichtung zum antreibbaren Verbinden der ersten Antriebswelle mit der ersten Antriebswelle bzw. der Vorgelegewelle mit der zweiten Abtriebswelle.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, dass die axiale Abmessung des Getriebes, d.h. dessen seitliche Abmessungen, und die Längsabmessung des Getriebes, wenn es in dem Fahrzeug eingebaut ist, ausreichend reduziert ist, um einen I6-Motor und einen V6-Motor in dem Motorraum unterzubringen.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Mehrganggetriebe nach den Merkmalen aus einem der Ansprüche 1, 11 und 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Ein Getriebe gemäß der Erfindung ist ein Getriebe mit Vorgelegewelle mit Doppelreibungskupplungen und zwei Endantriebsritzeln. Das sechste Vorwärtsantriebszahnrad ist an einer Zwischenwelle angeordnet, welche ein Drehmoment auf eine Abtriebswelle überträgt, die bestimmten Gangstufen, z.B. ungeradzahligen Gangstufen zugeordnet ist. Ein Antriebszahnrad für die fünfte Gangstufe ist auch ein Zwischenzahnrad für die sechste Gangstufe. Das Erzeugen des sechsten Ganges in dieser Weise ermöglicht eine beträchtliche Reduzierung der Länge des betriebes.

Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht eines Getriebes gemäß der Erfindung;
2 einen Schnitt entlang der Ebenen 2-2 aus 1, der die kinematische Zahnradanordnung eines Getriebes mit sechs Vorwärtsgängen zeigt;
3 eine Tabelle, die eine bevorzugte Zähnezahl für jedes Zahnrad und Ritzel des Getriebes aus 2 enthält;
4 eine Tabelle, welche die Drehmomentverhältnisse zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb und Stufen zwischen den Drehmomentverhältnissen für jeden Vorwärtsgang und den Rückwärtsgang des Getriebes aus 2 mit der in 3 gezeigten Zähnezahl der Räder und Ritzel enthält;
5 einen Schnitt entlang der Ebenen 2-2 aus 1, der die kinematische Zahnradanordnung eines Getriebes mit sieben Vorwärtsgängen zeigt;
6 eine Tabelle, die eine bevorzugte Zähnezahl für jedes Zahnrad und Ritzel des Getriebes aus 5 enthält;
7 eine Tabelle, welche die Drehmomentverhältnisse zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb und Stufen zwischen den Drehmomentverhältnissen für jeden Vorwärtsgang und den Rückwärtsgang des Getriebes aus 5 mit der in 6 gezeigten Zähnezahl der Räder und Ritzel enthält.
Mit Bezug auf 1 und 2 weist ein Getriebe gemäß der Erfindung einen Antrieb 10 zur Antriebsverbindung einer Antriebsquelle, wie eines Verbrennungsmotors oder eines Elektromotors, mit dem Getriebe, und einen Abtrieb 12 zum Antreiben einer Last, wie der angetriebenen Räder eines Motorfahrzeuges, mittels eines Antriebsstranges auf, der eine Antriebswelle, ein Differentialgetriebe und Achswellen aufweisen kann. Eine erste Reibungskupplung 14, die aus einem Kupplungsgehäuse und einer Kupplungsscheibe besteht, kuppelt und entkuppelt abwechselnd eine erste Antriebswelle 16, wenn die Kupplung 14 eingerückt bzw. ausgerückt wird. Eine zweite Reibungskupplung 18, die aus einem Kupplungsgehäuse und einer Kupplungsscheibe besteht, kuppelt und entkuppelt eine zweite Antriebswelle 20, wenn die Kupplung 18 eingerückt bzw. ausgerückt wird.
Eine erste Abtriebswelle 22 stützt ein erstes Abtriebsritzel 24 ab, welches an der Abtriebswelle 22 im permanenten Zahneingriff mit einem an dem Abtrieb 12 befestigten Abtriebszahnrad 25 befestigt ist. Eine zweite Abtriebswelle 26 stützt ein zweites Abtriebsritzel 28 ab, welches an der Abtriebswelle 26 im permanenten Zahneingriff mit dem Abtriebszahnrad 25 befestigt ist. Eine Zwischenwelle 30 und eine Vorgelegewelle 32 sind im Wesentlichen parallel zu den anderen Wellen 16, 20, 22 und 26 angeordnet.
Erste Paare von ineinander greifenden Ritzeln und Zahnrädern weisen ein Ritzel 34, das an der Antriebswelle 16 befestigt ist und mit einem Zahnrad 36 in Eingriff steht, welches an der ersten Abtriebswelle 22 drehbar abgestützt ist, ein Ritzel 38, das an der Antriebswelle 16 befestigt ist und mit einem Zahnrad 40, welches an der Abtriebswelle 22 drehbar abgestützt ist, und einem Zahnrad 42, welches an der Zwischenwelle 30 befestigt ist, in Eingriff steht, und ein Ritzel 44 auf, das an der Antriebswelle 20 befestigt ist und mit einem Zwischenzahnrad 46 in Eingriff steht, welches an der Zwischenwelle 30 drehbar abgestützt ist und mit einem Zahnrad 48 in Eingriff steht, welches an der Vorgelegewelle 32 befestigt ist.
Ein Ritzel 50, welches an der Zwischenwelle 30 drehbar abgestützt ist, steht mit einem Zahnrad 52 in Eingriff, welches an der Vorgelegewelle 32 drehbar abgestützt ist.
Zweite Paare von ineinander greifenden Ritzeln und Zahnrädern weisen das Zahnrad 52, das mit einem Zahnrad 54 in Eingriff steht, welches an der Abtriebswelle 26 befestigt ist, ein Ritzel 56, welches an der Vorgelegewelle 32 drehbar abgestützt ist und mit einem Zahnrad 58 in Eingriff steht, welches an der Abtriebswelle 26 befestigt ist, ein Ritzel 60, das an der Vorgelegewelle 32 befestigt ist und mit einem Zahnrad 62 in Eingriff steht, welches an der Abtriebswelle 26 drehbar abgestützt ist, und ein Rückwärtsabtriebszahnrad 64 auf, das an der Abtriebswelle 26 drehbar abgestützt ist.
Ein Rückwärtszwischenzahnrad (nicht gezeigt) steht im permanenten Eingriff mit dem Ritzel 60 und dem Rückwärtsabtriebszahnrad 64, wodurch ein zusätzlicher Eingriff derart geschaffen wird, dass die Drehrichtung des Zahnrades 64 entgegengesetzt zu der Drehrichtung der anderen Abtriebszahnräder 36, 40, 54, 58, 62 ist, wenn der Rückwärtsantrieb ausgewählt wird.
Kupplungsvorrichtungen 70, 72, 74, 76 sind vorzugsweise Synchronisiereinrichtungen der Art, wie sie bei Handschaltgetrieben für Kraftfahrzeuge verwendet werden, um ein Zahnrad oder Ritzel mit einer Welle zu kuppeln, nachdem die Drehzahl der Welle und die Drehzahl des Ritzels oder Zahnrades synchronisiert sind. Jede Kupplungsvorrichtung entkuppelt auch die Welle und das zugehörige Ritzel oder Zahnrad. Alternativ kann jede Kupplungsvorrichtung eine gezahnte Kupplung mit Klauenzähnen sein, die mit Kupplungszähnen an einem Zahnrad oder Ritzel in Eingriff stehen. Die Kupplungsvorrichtungen können in einer Kombination von Synchronisiereinrichtungen und Klauenkupplungen verwendet werden. Jede Kupplungsvorrichtung ist mittels einer Nabe an einer Welle befestigt. Zum Beispiel ist die Kupplungsvorrichtung 70 mittels einer Nabe 78 an der Abtriebswelle 22 drehfest angeordnet.
In dem Falle, in dem die Kupplungsvorrichtung eine Synchronisiereinrichtung ist, ist diese mit einer konischen Fläche 80 an einem Sperrring versehen, der benachbart zu der Nabe 78 axial verschiebbar angeordnet ist. Die konische Fläche 80 an jedem Sperrring gelangt mit einer entsprechenden konischen Fläche 82 in Eingriff, die an den Zahnrädern 36, 40 angeordnet ist, die benachbart zu dem Sperrring angeordnet sind. Jede Synchronisiereinrichtung weist eine Muffe 84 auf, die an der Nabe 78 aus der in 2 gezeigten Position axial nach links und rechts verschiebbar abgestützt ist. Wenn die Muffe 84 axial verschoben wird, was einen Eingriff der Synchronisiereinrichtung 70 mit einem von deren benachbarten Zahnrädern 36, 40 bewirkt, wird die konische Fläche 80 an dem Sperrring mit der konischen Fläche 82 an dem jeweiligen Zahnrad in Reibkontakt gebracht. Dieser Reibeingriff synchronisiert die Drehzahl des jeweiligen Zahnrades mit der Drehzahl der Welle 22. Wenn die Drehzahlen der Welle und des Zahnrades synchronisiert sind, bewirkt eine weitere axiale Verschiebung der Muffe 84, dass die Klauenzähne an der radial inneren Fläche der Muffe 84 in die Klauenzähne eingreifen, die an dem benachbarten Zahnrad ausgebildet sind. Wenn die Klauenzähne der Muffe 84 mit denen des Zahnrades in Eingriff stehen, steht die Welle 22 in Antriebsverbindung mit dem Zahnrad.
In dem Falle, in dem die Kupplungsvorrichtung eine Klauenkupplung ist, bewirkt eine Verschiebung der Muffe 84 in einander entgegengesetzte Axialrichtungen einen gegenseitigen Eingriff der Klauenzähne der Muffe 84 mit den Klauenzähnen des Zahnrades, so dass eine Antriebsverbindung zwischen der welle und dem Zahnrad hergestellt wird, jedoch ohne zuerst die Drehzahl der Welle mit der Drehzahl des Zahnrades zu synchronisieren.
In 2 sind die Kupplungsvorrichtungen 70, 72, 74, 76 in einer Neutralposition zwischen dem linken und dem rechten Endpunkt der Bewegung der kuppelnden Muffe gezeigt, deren Eingriff mit den Klauenzähnen an dem Zahnrad die Antriebsverbindung mit der Welle vollendet. Die Naben der Kupplungsvorrichtungen 70 und 76 sind an der Abtriebswelle 22 bzw. 26 drehfest angeordnet, während die Naben der Kupplungsvorrichtung 72 und 74 an der Zwischenwelle 30 bzw. der Vorgelegewelle 32 drehfest angeordnet sind.
Die Kupplungsvorrichtung 70, die zwischen den Zahnrädern 36, 40 angeordnet ist, kuppelt und trennt diese Zahnräder wechselweise mit bzw. von der Abtriebswelle 22, die Kupplungsvorrichtung 74, die zwischen den Zahnrädern 52, 56 angeordnet ist, kuppelt und trennt diese Zahnräder wechselweise mit bzw. von der Vorgelegewelle 32, die Kupplungsvorrichtung 76, die zwischen den Zahnrädern 62, 64 angeordnet ist, kuppelt und trennt diese Zahnräder wechselweise mit bzw. von der zweiten Abtriebswelle 26, und die Kupplungsvorrichtung 72, die zwischen den Zahnrädern 50, 42 angeordnet ist, kuppelt und trennt nur das Zahnrad 50 mit bzw. von der Zwischenwelle 30.
Um den ersten Vorwärtsgang zu erzeugen, wird die Kupplung 18 eingerückt, und die Muffe der Kupplungsvorrichtung 76 wird nach links geschoben, um das Zahnrad 62 und die Abtriebswelle 26 miteinander zu kuppeln. Der Antrieb 10 steht über die Kupplung 18 mit der Welle 20 in Antriebsverbindung, was bewirkt, dass das Ritzel 44 das Zahnrad 48 und die Vorgelegewelle 32 über das Zwischenzahnrad 46 antreibt. Das Ritzel 60 treibt das Zahnrad 62 an, welches über die Kupplungsvorrichtung 76 mit der Abtriebswelle 26 in Antriebsverbindung steht. Das Abtriebsritzel 28 treibt den Abtrieb 12 infolge dessen Eingriffs mit dem Abtriebszahnrad 25 an.
Der zweite Vorwärtsgang ergibt sich durch Ausrücken der Kupplungsvorrichtung 76, Verschieben der Muffe der Kupplungsvorrichtung 70 nach links, um das Zahnrad 36 mit der Abtriebswelle 22 zu verbinden, Ausrücken der Reibungskupplung 18, und Einrücken der Kupplung 14. Der Antrieb 10 steht über die Kupplung 14 mit der Antriebswelle 16 in Antriebsverbindung, was bewirkt, dass das Ritzel 34 das Zahnrad 36 antreibt, welches die Abtriebswelle 22 über die Kupplungsvorrichtung 70 antreibt. Das Abtriebsritzel 24 treibt den Abtrieb 12 infolge dessen Eingriffs mit dem Abtriebszahnrad 25 an.
Der dritte Vorwärtsgang ergibt sich durch Ausrücken der Kupplungsvorrichtung 70, Verschieben der Muffe der Kupplungsvorrichtung 74 nach rechts, um das Ritzel 56 mit der Vorgelegewelle 32 zu verbinden, Ausrücken der Reibungskupplung 14, und Einrücken der Kupplung 18. Der Antrieb 10 steht über die Kupplung 18 mit der Antriebswelle 20 in Antriebsverbindung, was bewirkt, dass das Ritzel 44 das Zahnrad 48 und die Vorgelegewelle 32 über das Zwischenzahnrad 46 antreibt. Das Zahnrad 48 treibt die Vorgelegewelle 32 und das Ritzel 56 über die Kupplungsvorrichtung 74 an. Das Ritzel 56 treibt das Zahnrad 58 und die Abtriebswelle 26 an. Das Abtriebsritzel 28 treibt den Abtrieb 12 infolge dessen Eingriffs mit dem Abtriebszahnrad 25 an.
Der vierte Vorwärtsgang ergibt sich durch Ausrücken der Kupplungsvorrichtung 74, Verschieben der Muffe der Kupplungsvorrichtung 70 nach rechts, um das Zahnrad 40 mit der Abtriebswelle 22 zu verbinden, Ausrücken der Reibungskupplung 18, und Einrücken der Kupplung 14. Der Antrieb 10 steht über die Kupplung 14 mit der Antriebswelle 16 in Antriebsverbindung, was bewirkt, dass das Ritzel 38 das Zahnrad 40 antreibt, welches die Abtriebswelle 22 über die Kupplungsvorrichtung 70 antreibt. Das Abtriebsritzel 24 treibt den Abtrieb 12 infolge dessen Eingriffs mit dem Abtriebszahnrad 25 an.
Der fünfte Vorwärtsgang ergibt sich durch Ausrücken der Kupplungsvorrichtung 70, Verschieben der Muffe der Kupplungsvorrichtung 74 nach links, um das Ritzel 52 mit der Vorgelegewelle 32 zu verbinden, Ausrücken der Reibungskupplung 14, und Einrücken der Kupplung 18. Der Antrieb 10 steht über die Kupplung 18 mit der Antriebswelle 20 in Antriebsverbindung, was bewirkt, dass das Ritzel 44 das Zahnrad 48 und die Vorgelegewelle 32 über das Zwischenzahnrad 46 antreibt. Das Zahnrad 48 treibt die Vorgelegewelle 32 und das Ritzel 52 über die Kupplungsvorrichtung 74 an, und das Ritzel 52 treibt das Zahnrad 54 und die Abtriebswelle 26 an. Das Abtriebsritzel 28 treibt den Abtrieb 12 infolge dessen Eingriffs mit dem Abtriebszahnrad 25 an.
Der sechste Vorwärtsgang ergibt sich durch Ausrücken der Kupplungsvorrichtung 74, Verschieben der Muffe der Kupplungsvorrichtung 72 nach links, um das Ritzel 50 mit der Zwischenwelle 30 zu verbinden, Ausrücken der Reibungskupplung 18, und Einrücken der Kupplung 14. Der Antrieb 10 steht über die Kupplung 14 mit der Antriebswelle 16 in Antriebsverbindung, was bewirkt, dass das Ritzel 38 das Zahnrad 42 antreibt, welches die Zwischenwelle 30 und das Ritzel 50 über die Kupplungsvorrichtung 72 antreibt. Das Ritzel 50 treibt das Zahnrad 54 über das Zahnrad 52 an, welches für den Sechsgangbetrieb als ein Zwischenrad dient. Das Zahnrad 54 treibt die Abtriebswelle 26 an, während das Abtriebsritzel 28 den Abtrieb 12 infolge dessen Eingriffs mit dem Abtriebszahnrad 25 antreibt.
Der Abtrieb 12 wird in der Rückwärtsrichtung durch Verschieben der Muffe der Kupplungsvorrichtung 76 nach rechts, um das Zahnrad 64 mit der Abtriebswelle 26 zu verbinden, und durch Einrücken der Reibungskupplung 18 angetrieben. Der Antrieb 10 steht über die Kupplung 18 mit der Antriebswelle 20 in Antriebsverbindung, was bewirkt, dass das Ritzel 44 das Zahnrad 48 und die Vorgelegewelle 32 über das Zwischenrad 46 antreibt. Das Ritzel 60 steht mit dem Rückwärtsabtriebszahnrad 64 in Antriebsverbindung, welches die Abtriebswelle 26 über die Kupplungsvorrichtung 76 antreibt. Das Abtriebsritzel 28 treibt den Abtrieb 12 infolge dessen Eingriffs mit dem Abtriebszahnrad 25 an.
Mit Bezug auf 5 wird die kinematische Anordnung eines Siebenganggetriebes beschrieben, wobei zu der Anordnung aus 2 ein drittes Ritzel 90, das an der Antriebswelle 16 befestigt ist, und ein zweites Vorwärtsantriebszahnrad 92 hinzugefügt sind, das an der Zwischenwelle 30 abgestützt ist und mit dem Ritzel 90 in Eingriff steht. Das erste Vorwärtsantriebszahnrad 94 ist an der Zwischenwelle 30 abgestützt, jedoch nicht daran befestigt.
Die Kupplungsvorrichtung 96, welche die Kupplungsvorrichtung 72 aus 2 ersetzt, weist eine Nabe auf, die anders als an der Zwischenwelle 30 an dem Vorwärtsantriebsritzel 98 befestigt ist. Eine Verschiebung der Muffe der Kupplungsvorrichtung 96 aus der Neutralposition nach rechts schafft eine Antriebsverbindung des Ritzels 98 mit dem Zahnrad 94, während eine Verschiebung der Muffe nach links eine Antriebsverbindung des Ritzels 98 mit der Zwischenwelle 30 schafft.
Die ersten fünf Vorwärtsgänge und der Rückwärtsantrieb des Getriebes aus 5 werden wie in Bezug auf 2 beschrieben erzeugt. Der sechste Vorwärtsgang ergibt sich durch Verschieben der Muffe der Kupplungsvorrichtung 96 nach rechts, um das Ritzel 98 mit dem Zahnrad 94 zu kuppeln, Ausrücken der Kupplung 18, und Einrücken der Kupplung 14. Der Antrieb 10 steht über die Kupplung 14 mit der Antriebswelle 16 in Antriebsverbindung, was bewirkt, dass das Ritzel 38 das Zahnrad 94 antreibt, welches das Ritzel 98 über die Kupplungsvorrichtung 96 antreibt. Das Ritzel 98 treibt das Zahnrad 54 über das Zahnrad 52 an, welches für den Sechs- und Siebengangbetrieb als ein Zwischenrad dient. Das Zahnrad 54 treibt die Abtriebswelle 26 an, während das Abtriebsritzel 28 den Abtrieb 12 infolge dessen Eingriffs mit dem Abtriebszahnrad 25 antreibt.
Der siebte Vorwärtsgang ergibt sich durch Ausrücken der Kupplung 14, Verschieben der Muffe der Kupplungsvorrichtung 96 nach links, um das Ritzel 98 mit der Zwischenwelle 30 zu verbinden, und Wiedereinrücken der Kupplung 14. Der Antrieb 10 steht über die Kupplung 14 mit der Antriebswelle 16 in Antriebsverbindung, was bewirkt, dass das Ritzel 90 das Zahnrad 92 antreibt, welches die Zwischenwelle 30 infolgedessen, dass das Zahnrad 92 an der Zwischenwelle 30 befestigt ist, antreibt. Die Kupplungsvorrichtung 96 bringt die Zwischenwelle 30 mit dem Ritzel 98 in Antriebsverbindung, welches das Zahnrad 54 über das Zwischenzahnrad 52 antreibt. Das Zahnrad 54 treibt die Abtriebswelle 26 an, während das Abtriebsritzel 28 den Abtrieb 12 infolge dessen Eingriffs mit dem Abtriebszahnrad 25 antreibt.
Beim Heraufschalten von dem sechsten in den siebten Gang ist im Gegensatz zu allen anderen Schaltstufen eine Drehmomentunterbrechung erforderlich, d.h. die Torsionsverbindung zwischen dem Antrieb 10 und dem Abtrieb 25 wird durch Ausrücken der Kupplung 14 kurz unterbrochen, während der Zustand der Kupplungsvorrichtung 96 verändert wird. Dies wird dadurch gemildert, dass das 6–7 Heraufschalten niemals bei viel Gas durchgeführt wird, und stattdessen tritt dies üblicherweise infolge der Forderung des Fahrers zur Reduzierung der Leistung auf, wenn die Reisegeschwindigkeit erreicht ist. Das Herunterschalten schließt von sich aus eine Reduzierung des Abtriebsdrehmomentes sogar bei Lastschaltgetrieben ein, da etwas von dem Motordrehmoment verwendet werden muss, um die Motordrehzahl zu erhöhen. Ein Doppelstufenschalten, wie vom fünften Gang in den siebten Gang und vom siebten Gang in den fünften Gang kann ohne Unterbrechung des Drehmoments durchgeführt werden.

Claims

Mehrganggetriebe für ein Motorfahrzeug, aufweisend: einen Antrieb (10); eine erste und eine zweite Antriebswelle (16, 20); eine erste Kupplung (14), die mit dem Antrieb (10) und der ersten Antriebswelle (16) zum antreibbaren Kuppeln und Entkuppeln des Antriebs (10) und der ersten Antriebswelle (16) antreibbar verbunden ist; eine zweite Kupplung (18), die mit dem Antrieb (10) und der zweiten Antriebswelle (20) zum antreibbaren Kuppeln und Entkuppeln des Antriebs (10) und der zweiten Antriebswelle (20) antreibbar verbunden ist; eine erste und eine zweite Abtriebswelle (22, 26); erste Paare von ineinander greifenden Ritzeln und Zahnrädern, wobei ein Ritzel jedes ersten Paares an der ersten Antriebswelle (16) angeordnet ist, und wobei ein Zahnrad jedes ersten Paares an der ersten Abtriebswelle (22) angeordnet ist; eine erste Kupplungsvorrichtung (70) zum antreibbaren Verbinden der ersten Antriebswelle (16) mit der ersten Abtriebswelle (22) über ein ausgewähltes erstes Paar; eine Zwischenwelle (30); eine Vorgelegewelle (32); einen Zahnradsatz mit einem Ritzel (44), das an der zweiten Antriebswelle (20) befestigt ist, einem Zwischenzahnrad (46), das an der Zwischenwelle (30) drehbar abgestützt ist und mit dem Ritzel (44) in Eingriff steht, und einem Zahnrad (48), das an der Vorgelegewelle (32) befestigt ist und mit dem Zwischenzahnrad (46) in Eingriff steht; zweite Paare von ineinander greifenden Ritzeln und Zahnrädern, wobei ein Teil jedes zweiten Paares an der Vorgelegewelle (32) angeordnet ist, und wobei ein anderes Teil jedes zweiten Paares an der zweiten Abtriebswelle (26) angeordnet ist; eine zweite Kupplungsvorrichtung (74) zum antreibbaren Verbinden der Vorgelegewelle (32) mit der zweiten Abtriebswelle (26) über ein ausgewähltes zweites Paar; ein Vorwärtsantriebszahnrad (42), das an der Zwischenwelle (30) befestigt ist und mit einem Ritzel (38) des ersten Paares in Eingriff steht; ein Vorwärtsantriebsritzel (50), das an der Zwischenwelle (30) drehbar abgestützt ist und mit einem Teil des zweiten Paares an der Vorgelegewelle (32) in Eingriff steht; und eine dritte Kupplungsvorrichtung (72) zum antreibbaren Verbinden und Trennen des Vorwärtsantriebsritzels (50) und der Zwischenwelle (30).
Mehrganggetriebe nach Anspruch 1, ferner aufweisend: eine vierte Kupplungsvorrichtung (76) zum antreibbaren Verbinden der Vorgelegewelle (32) und der zweiten Abtriebswelle (26) über ein ausgewähltes zweites Paar.
Mehrganggetriebe nach Anspruch 1, ferner aufweisend: ein erstes Abtriebsritzel (24), das an der ersten Abtriebswelle (22) befestigt ist; ein zweites Abtriebsritzel (28), das an der zweiten Abtriebswelle (26) befestigt ist; einen Abtrieb (12); und ein Abtriebszahnrad (25), das an dem Abtrieb (12) drehfest angeordnet und mit dem ersten Abtriebsritzel (24) und dem zweiten Abtriebsritzel (28) antreibbar verbunden ist.
Mehrganggetriebe nach Anspruch 1, wobei die ersten Paare ferner aufweisen: ein erstes Ritzel (34), das an der ersten Antriebswelle (16) befestigt ist; ein zweites Ritzel (38), das an der ersten Antriebswelle (16) befestigt und axial im Abstand von dem ersten Ritzel (34) angeordnet ist; ein erstes Zahnrad (36), das an der ersten Abtriebswelle (22) abgestützt ist und mit dem ersten Ritzel (34) in Eingriff steht, wobei das erste Ritzel (34) und das erste Zahnrad (36) ein erstes Verhältnis einer Drehzahl der ersten Antriebswelle (16) und einer Drehzahl der ersten Abtriebswelle (22) erzeugen; und ein zweites Zahnrad (40), das an der ersten Abtriebswelle (22) abgestützt ist und mit dem zweiten Ritzel (38) in Eingriff steht, wobei das zweite Ritzel (38) und das zweite Zahnrad (40) ein zweites Verhältnis einer Drehzahl der ersten Antriebswelle (16) und einer Drehzahl der ersten Abtriebswelle (22) erzeugen.
Mehrganggetriebe nach Anspruch 4, wobei die erste Kupplungsvorrichtung (70) an der ersten Abtriebswelle (22) befestigt ist, zwischen dem ersten Zahnrad (36) und dem zweiten Zahnrad (40) angeordnet ist, das erste Zahnrad (36) und das zweite Zahnrad (40) wechselweise mit der ersten Abtriebswelle (22) antreibbar verbindet, und die Antriebsverbindungen des ersten Zahnrades (36) und des zweiten Zahnrades (40) mit der ersten Abtriebswelle (22) trennt.
Mehrganggetriebe nach Anspruch 1, ferner aufweisend ein Vorwärtsantriebsritzel (50), das an der Zwischenwelle (30) drehbar abgestützt ist, wobei die zweiten Paare ferner aufweisen: ein drittes Ritzel (52), das an der Vorgelegewelle (32) drehbar abgestützt ist und mit dem Vorwärtsantriebsritzel (50) in Eingriff steht; ein viertes Ritzel (56), das an der Vorgelegewelle (32) drehbar und axial im Abstand von dem dritten Ritzel (52) angeordnet ist; ein drittes Zahnrad (54), das an der zweiten Abtriebswelle (26) befestigt ist und mit dem dritten Ritzel (52) in Eingriff steht, wobei das dritte Ritzel (52) und das dritte Zahnrad (54) ein drittes Verhältnis einer Drehzahl der Vorgelegewelle (32) und einer Drehzahl der zweiten Abtriebswelle (26) erzeugen; und ein viertes Zahnrad (58), das an der zweiten Abtriebswelle (26) befestigt ist und mit dem vierten Ritzel (56) in Eingriff steht, wobei das vierte Ritzel (56) und das vierte Zahnrad (58) ein viertes Verhältnis einer Drehzahl der Vorgelegewelle (32) und einer Drehzahl der zweiten Abtriebswelle (26) erzeugen.
Mehrganggetriebe nach Anspruch 6, wobei die zweite Kupplungsvorrichtung (74) an der Vorgelegewelle (32) befestigt ist, zwischen dem dritten Ritzel (52) und dem vierten Ritzel (56) angeordnet ist, das dritte Ritzel (52) und das vierte Ritzel (56) wechselweise mit der Vorgelegewelle (32) antreibbar verbindet, und die Antriebsverbindungen des dritten Ritzels (52) und des vierten Ritzels (56) mit der Vorgelegewelle (32) trennt.
Mehrganggetriebe nach Anspruch 2, wobei die zweiten Paare ferner aufweisen: ein fünftes Ritzel (60), das an der Vorgelegewelle (32) befestigt ist; ein fünftes Zahnrad (62), das an der zweiten Abtriebswelle (26) drehbar abgestützt ist und mit dem fünften Ritzel (60) in Eingriff steht, wobei das fünfte Ritzel (60) und das fünfte Zahnrad (62) ein fünftes Verhältnis einer Drehzahl der Vorgelegewelle (32) und einer Drehzahl der zweiten Abtriebswelle (26) erzeugen; und ein sechstes Zahnrad (64), das an der zweiten Abtriebswelle (26) drehbar abgestützt und mit dem fünften Ritzel (60) antreibbar verbunden ist.
Mehrganggetriebe nach Anspruch 8, wobei die vierte Kupplungsvorrichtung (76) an der zweiten Abtriebswelle (26) befestigt ist, zwischen dem fünften Zahnrad (62) und dem sechsten Zahnrad (64) angeordnet ist, das fünfte Zahnrad (62) und das sechste Zahnrad (64) wechselweise mit der zweiten Abtriebswelle (26) antreibbar verbindet, und die Antriebsverbindungen des fünften Zahnrades (62) und des sechsten Zahnrades (64) mit der zweiten Abtriebswelle (26) trennt.
Mehrganggetriebe nach Anspruch 1, wobei: der Antrieb (10), die erste und die zweite Antriebswelle (16, 20) und die erste und die zweite Kupplung (14, 18) koaxial zueinander sind; und die erste und die zweite Abtriebswelle (22, 26), die Vorgelegewelle (32) und die Zwischenwelle (30) parallel zueinander und parallel zu einer Achse des Antriebes (10), der ersten und der zweiten Antriebswelle (16, 20) und der ersten und der zweiten Kupplung (14, 18) sind.
Mehrganggetriebe für ein Motorfahrzeug, aufweisend: eine erste und eine zweite Antriebswelle (16, 20); eine erste und eine zweite Abtriebswelle (22, 26); eine Vorgelegewelle (32); eine Zwischenwelle (30); einen ersten Satz von auswählbaren Drehmomentpfaden zwischen der ersten Antriebswelle (16) und der ersten Abtriebswelle (22); einen zweiten Satz von auswählbaren Drehmomentpfaden zwischen der zweiten Antriebswelle (20) und der zweiten Abtriebswelle (26), wobei der zweite Satz die Vorgelegewelle (32) und die Zwischenwelle (30) aufweist; und einen auswählbaren Drehmomentpfad zwischen der ersten Antriebswelle (16) und der zweiten Abtriebswelle (26), wobei der Drehmomentpfad die Vorgelegewelle (32) und die Zwischenwelle (30) aufweist.
Mehrganggetriebe nach Anspruch 11, ferner aufweisend: einen Antrieb (10); eine erste Kupplung (14), die mit dem Antrieb (10) und der ersten Antriebswelle (16) zum wechselweisen Kuppeln und Entkuppeln des Antriebs (10) und der ersten Antriebswelle (16) antreibbar verbunden ist; und eine zweite Kupplung (18), die mit dem Antrieb (10) und der zweiten Antriebswelle (20) zum wechselweisen Kuppeln und Entkuppeln des Antriebs (10) und der zweiten Antriebswelle (20) antreibbar verbunden ist.
Mehrganggetriebe nach Anspruch 11, wobei der erste Satz von Drehmomentpfaden aufweist: ein erstes und ein zweites Ritzel (34, 38), die an der ersten Antriebswelle (16) befestigt sind; ein erstes und ein zweites Zahnrad (36, 40), die an der ersten Abtriebswelle (22) gelagert sind und im permanenten Zahneingriff mit dem ersten bzw. dem zweiten Ritzel (34, 38) stehen; und eine erste Kupplungsvorrichtung (70), die an der ersten Abtriebswelle (22) zum wechselweisen lösbaren Kuppeln des ersten Zahnrades (36) und des zweiten Zahnrades (40) mit der ersten Abtriebswelle (22).
Mehrganggetriebe nach Anspruch 11, wobei der zweite Satz von Drehmomentpfaden aufweist: ein Zwischenzahnrad (46), das an der Zwischenwelle (30) abgestützt ist; ein drittes Ritzel (44), das an der zweiten Antriebswelle (20) befestigt ist und mit dem Zwischenzahnrad (46) in Eingriff steht; ein viertes Zahnrad (48), das an der Vorgelegewelle (32) befestigt ist und im permanenten Zahneingriff mit dem Zwischenzahnrad (46) steht; mehrere Ritzel-Zahnrad-Paare, wobei jedes Paar ein erstes Teil, das an der Vorgelegewelle (32) abgestützt ist, und ein zweites Teil aufweist, das an der zweiten Abtriebswelle (26) abgestützt ist; und eine zweite Kupplungsvorrichtung (74) zum lösbaren Kuppeln eines Teils jedes Ritzel-Zahnrad-Paares mit der Welle, an welcher das Teil abgestützt ist.
Mehrganggetriebe für ein Motorfahrzeug, aufweisend: einen Antrieb (10); eine erste und eine zweite Antriebswelle (16, 20); eine erste Kupplung (14), die mit dem Antrieb (10) und der ersten Antriebswelle (16) zum antreibbaren Kuppeln und Entkuppeln des Antriebs (10) und der ersten Antriebswelle (16) antreibbar verbunden ist; eine zweite Kupplung (18), die mit dem Antrieb (10) und der zweiten Antriebswelle (20) zum antreibbaren Kuppeln und Entkuppeln des Antriebs (10) und der zweiten Antriebswelle (20) antreibbar verbunden ist; eine erste und eine zweite Abtriebswelle (22, 26); erste Paare von ineinander greifenden Ritzeln und Zahnrädern, wobei ein Ritzel jedes ersten Paares an der ersten Antriebswelle (16) angeordnet ist, und wobei ein Zahnrad jedes ersten Paares an der ersten Abtriebswelle (22) angeordnet ist; eine erste Kupplungsvorrichtung (70) zum antreibbaren Verbinden der ersten Antriebswelle (16) mit der ersten Abtriebswelle (22) über ein ausgewähltes erstes Paar; eine Zwischenwelle (30); eine Vorgelegewelle (32); einen Zahnradsatz mit einem Ritzel (44), das an der zweiten Antriebswelle (20) befestigt ist, einem Zwischenzahnrad (46), das an der Zwischenwelle (30) drehbar abgestützt ist und mit dem Ritzel (44) in Eingriff steht, und einem Zahnrad (48), das an der Vorgelegewelle (32) befestigt ist und mit dem Zwischenzahnrad (46) in Eingriff steht; zweite Paare von ineinander greifenden Ritzeln und Zahnrädern, wobei ein Teil jedes zweiten Paares an der Vorgelegewelle (30) angeordnet ist, und wobei ein anderes Teil jedes zweiten Paares an der zweiten Abtriebswelle (26) angeordnet ist; dritte Paare von ineinander greifenden Ritzeln und Zahnrädern, wobei ein Ritzel jedes dritten Paares an der ersten Antriebswelle (16) befestigt ist, und ein Zahnrad jedes dritten Paares an der Zwischenwelle angeordnet ist; ein Zwischenritzel (98), das an der Zwischenwelle (30) abgestützt ist und mit einem Ritzel (52) des zweiten Paares in Eingriff steht; eine zweite Kupplungsvorrichtung (74) zum antreibbaren Verbinden der Vorgelegewelle (32) mit der zweiten Abtriebswelle (26) über ein ausgewähltes zweites Paar; und eine dritte Kupplungsvorrichtung (96) zum antreibbaren Verbinden der ersten Antriebswelle (16) und der zweiten Abtriebswelle (26) über ein drittes Paar, das Zwischenritzel (98) und ein zweites Paar.
Mehrganggetriebe nach Anspruch 15, ferner aufweisend: eine vierte Kupplungsvorrichtung (76) zum antreibbaren Verbinden der Vorgelegewelle (32) und der zweiten Abtriebswelle (26) über ein ausgewähltes zweites Paar.
Mehrganggetriebe nach Anspruch 15, wobei: ein erstes Ritzel (38) eines dritten Paares ein Ritzel eines ersten Paares ist; ein erstes Zahnrad (94) eines dritten Paares an der Zwischenwelle (30) gelagert ist und mit dem ersten Ritzel (38) des dritten Paares in Eingriff steht; ein zweites Ritzel (90) eines dritten Paares an der ersten Antriebswelle (16) befestigt ist; ein zweites Zahnrad (92) eines dritten Paares an der Zwischenwelle (30) befestigt ist und mit dem zweiten Ritzel (90) des dritten Paares in Eingriff steht; und die dritte Kupplungsvorrichtung (96) das erste Zahnrad (94) des dritten Paares und die Zwischenwelle (30) wechselweise mit dem Zwischenritzel (98) antreibbar verbindet.
Mehrganggetriebe nach Anspruch 15, ferner aufweisend: ein erstes Abtriebsritzel (24), das an der ersten Abtriebswelle (22) befestigt ist; ein zweites Abtriebsritzel (28), das an der zweiten Abtriebswelle (26) befestigt ist; einen Abtrieb (12); und ein Abtriebszahnrad (25), das an dem Abtrieb (12) drehfest angeordnet und mit dem ersten Abtriebsritzel (24) und dem zweiten Abtriebsritzel (28) antreibbar verbunden ist.
Mehrganggetriebe nach Anspruch 15, wobei die ersten Paare ferner aufweisen: ein erstes Ritzel (34), das an der ersten Antriebswelle (16) befestigt ist; ein zweites Ritzel (38), das an der ersten Antriebswelle (16) befestigt und axial im Abstand von dem ersten Ritzel (34) angeordnet ist; ein erstes Zahnrad (36), das an der ersten Abtriebswelle (22) abgestützt ist und mit dem ersten Ritzel (34) in Eingriff steht, wobei das erste Ritzel (34) und das erste Zahnrad (36) ein erstes Verhältnis einer Drehzahl der ersten Antriebswelle (16) und einer Drehzahl der ersten Abtriebswelle (22) erzeugen; und ein zweites Zahnrad (40), das an der ersten Abtriebswelle (22) abgestützt ist und mit dem zweiten Ritzel (38) in Eingriff steht, wobei das zweite Ritzel (38) und das zweite Zahnrad (40) ein zweites Verhältnis einer Drehzahl der ersten Antriebswelle (16) und einer Drehzahl der ersten Abtriebswelle (22) erzeugen.
Mehrganggetriebe nach Anspruch 19, wobei die erste Kupplungsvorrichtung (70) an der ersten Abtriebswelle (22) befestigt ist, zwischen dem ersten Zahnrad (36) und dem zweiten Zahnrad (40) angeordnet ist, das erste Zahnrad (36) und das zweite Zahnrad (40) wechselweise mit der ersten Abtriebswelle (22) antreibbar verbindet, und die Antriebsverbindungen des ersten Zahnrades (36) und des zweiten Zahnrades (40) mit der ersten Abtriebswelle (22) trennt.
Mehrganggetriebe nach Anspruch 15, wobei die zweiten Paare ferner aufweisen: ein drittes Ritzel (52), das an der Vorgelegewelle (32) drehbar abgestützt ist und mit dem Zwischenritzel (98) in Eingriff steht; ein viertes Ritzel (56), das an der Vorgelegewelle (32) drehbar und axial im Abstand von dem dritten Ritzel (52) angeordnet ist; ein drittes Zahnrad (54), das an der zweiten Abtriebswelle (26) befestigt ist und mit dem dritten Ritzel (52) in Eingriff steht, wobei das dritte Ritzel (52) und das dritte Zahnrad (54) ein drittes Verhältnis einer Drehzahl der Vorgelegewelle (32) und einer Drehzahl der zweiten Abtriebswelle (26) erzeugen; und ein viertes Zahnrad (58), das an der zweiten Abtriebswelle (26) befestigt ist und mit dem vierten Ritzel (56) in Eingriff steht, wobei das vierte Ritzel (56) und das vierte Zahnrad (58) ein viertes Verhältnis einer Drehzahl der Vorgelegewelle (32) und einer Drehzahl der zweiten Abtriebswelle (26) erzeugen.
Mehrganggetriebe nach Anspruch 21, wobei die zweite Kupplungsvorrichtung (74) an der Vorgelegewelle (32) befestigt ist, zwischen dem dritten Ritzel (52) und dem vierten Ritzel (56) angeordnet ist, das dritte Ritzel (52) und das vierte Ritzel (56) wechselweise mit der Vorgelegewelle (32) antreibbar verbindet, und die Antriebsverbindungen des dritten Ritzels (52) und des vierten Ritzels (56) mit der Vorgelegewelle (32) trennt.
Mehrganggetriebe nach Anspruch 16, wobei die zweiten Paare ferner aufweisen: ein fünftes Ritzel (60), das an der Vorgelegewelle (32) befestigt ist; ein fünftes Zahnrad (62), das an der zweiten Abtriebswelle (26) drehbar abgestützt ist und mit dem fünften Ritzel (60) in Eingriff steht, wobei das fünfte Ritzel (60) und das fünfte Zahnrad (62) ein fünftes Verhältnis einer Drehzahl der Vorgelegewelle (32) und einer Drehzahl der zweiten Abtriebswelle (26) erzeugen; und ein sechstes Zahnrad (64), das an der zweiten Abtriebswelle (26) drehbar abgestützt und mit dem fünften Ritzel (60) antreibbar verbunden ist.
Mehrganggetriebe nach Anspruch 23, wobei die vierte Kupplungsvorrichtung (76) an der zweiten Abtriebswelle (26) befestigt ist, zwischen dem fünften Zahnrad (62) und dem sechsten Zahnrad (64) angeordnet ist, das fünfte Zahnrad (62) und das sechste Zahnrad (64) wechselweise mit der zweiten Abtriebswelle (26) antreibbar verbindet, und die Antriebsverbindungen des fünften Zahnrades (62) und des sechsten Zahnrades (64) mit der zweiten Abtriebswelle (26) trennt.
Mehrganggetriebe nach Anspruch 15, wobei: der Antrieb (10), die erste und die zweite Antriebswelle (16, 20) und die erste und die zweite Kupplung (14, 18) koaxial zueinander sind; und die erste und die zweite Abtriebswelle (22, 26), die Vorgelegewelle (32) und die Zwischenwelle (30) parallel zueinander und parallel zu einer Achse des Antriebes (10), der ersten und der zweiten Antriebswelle (16, 20) und der ersten und der zweiten Kupplung (14, 18) sind.