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TECHNISCHES GEBIET
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Die
Erfindung betrifft ein Mehrganggetriebe mit einer Vorgelegewellen-Zahnradanordnung.
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HINTERGRUND
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Ein
typisches Mehrgang-Doppelkupplungsgetriebe benutzt eine Kombination
aus zwei Reibkupplungen und mehreren Klauenkupplungen/Synchroneinrichtungen,
um Schaltvorgänge
mit "anstehender
Leistung" oder dynamische
Schaltvorgänge zu
erreichen, indem zwischen einer Reibkupplung und der anderen abgewechselt
wird, wobei die Synchroneinrichtungen für das herankommende Verhältnis "vorgewählt" werden, bevor der
dynamische Schaltvorgang tatsächlich
vorgenommen wird. Schalten mit "anstehender
Leistung" bedeutet,
dass ein Drehmomentfluss von der Maschine nicht unterbrochen werden
muss, bevor der Schaltvorgang vorgenommen wird. Dieses Konzept verwendet
typischerweise Vorgelegewellen-Zahnräder mit einem unterschiedlichen,
dedizierten Zahnradpaar oder -satz, um jeden Vorwärtsgang
zu erreichen. Dementsprechend beträgt die bei dieser typischen
Konstruktion erforderliche Gesamtzahl von Zahnrädern das Zweifache der Zahl
von Vorwärtsgängen plus
drei für Rückwärts. Dies
benötigt
eine große
Zahl von erforderlichen Zahnradpaaren, insbesondere bei Getrieben,
die eine relativ große
Zahl von Vorwärtsgängen aufweisen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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In
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Antriebsstrang vorgesehen,
der ein Getriebeantriebselement, eine Leistungsquelle zum Erzeugen eines
Drehmoments in dem Antriebselement, eine erste Zwischenwelle, eine
zweite Zwischenwelle, die konzentrisch mit der ersten Zwischenwelle
ist, eine Kupplung, eine erste Vorgelegewelle, eine zweite Vorgelegewelle,
einen ersten Satz Zahnräder,
einen zweiten Satz Zahnräder,
eine Abtriebswelle und ein erstes und ein zweites Verteilerzahnrad
aufweist.
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Die
erste Vorgelegewelle ist radial von der zweiten Zwischenwelle beabstandet.
Die zweite Vorgelegewelle ist radial von der zweiten Zwischenwelle beabstandet.
Die Kupplung ist selektiv einrückbar, um
das Getriebeantriebselement mit der ersten oder zweiten Zwischenwelle
zu koppeln. Der erste Satz Zahnräder
ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten oder zweiten Zwischenwelle
verbunden und kämmt
mit einem ersten wählbaren
Satz Zahnräder, um
mehrere erste koplanare Zahnradsätze
zu bilden. Jedes der Zahnräder
des ersten wählbaren
Satzes Zahnräder
ist zur gemeinsamen Rotation mit zumindest einer von der ersten
und zweiten Vorgelegewelle verbindbar, um das Drehmoment selektiv
auf die Vorgelegewellen zu übertragen,
wenn die Kupplung eingerückt
ist.
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Der
zweite Satz Zahnräder
ist zur gemeinsamen Rotation mit der anderen von der ersten und zweite
Zwischenwelle verbunden und kämmt
mit einem zweiten Satz Zahnräder.
Der zweite Satz Zahnräder
ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit zumindest einer der Vorgelegewellen
verbindbar, um mehrere zweite koplanare Zahnradsätze zu bilden, um das Drehmoment
selektiv auf die Vorgelegewellen zu übertragen, wenn die Kupplung
eingerückt
ist.
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Die
Abtriebswelle ist radial außerhalb
der zweiten Zwischenwelle angeordnet. Das erste Verteilerzahnrad
ist mit der ersten Vorgelegewelle gekoppelt, um Drehmoment von der
ersten Vorgelegewelle auf die Abtriebswelle zu übertragen. Das zweite Verteilerzahnrad
ist mit der zweiten Vorgelegewelle gekoppelt, um Drehmoment von
der zweiten Vorgelegewelle auf die Abtriebswelle zu übertragen.
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In
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung befindet sich ein
koplanarer Zahnradsatz, der ein erstes Übersetzungsverhältnis bereitstellt, benachbart
zu einer der mehreren Unterstützungswände.
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In
noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung befindet sich
ein koplanarer Zahnradsatz, der ein zweites Übersetzungsverhältnis bereitstellt,
benachbart zu einer der mehreren Unterstützungswände.
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In
nochmals einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung befindet
sich ein koplanarer Zahnradsatz, der ein drittes Übersetzungsverhältnis bereitstellt,
benachbart zu einer der mehreren Unterstützungswände.
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In
nochmals einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung befindet
sich ein koplanarer Zahnradsatz, der ein viertes Übersetzungsverhältnis bereitstellt,
benachbart zu einer der mehreren Unterstützungswände.
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In
nochmals einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung befindet
sich ein koplanarer Zahnradsatz, der ein fünftes Übersetzungsverhältnis bereitstellt,
benachbart zu einer der mehreren Unterstützungswände.
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In
nochmals einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung befindet
sich ein koplanarer Zahnradsatz, der ein sechstes Übersetzungsverhältnis bereitstellt,
benachbart zu einer der mehreren Unterstützungswände.
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In
nochmals einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung befindet
sich ein koplanarer Zahnradsatz, der ein siebtes Übersetzungsverhältnis bereitstellt,
benachbart zu einer der mehreren Unterstützungswände.
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Die
obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung der besten Ausführungsarten
der Erfindung, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen
genommen wird, leicht deutlich werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes;
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2 ist
eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes;
und
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3 ist
eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes.
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BESCHREIBUNG
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In
den Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche
Bauteile beziehen, ist in 1 ein Mehrganggetriebe 10 gezeigt.
Das Getriebe 10 umfasst ein Antriebselement 12 und
ein Abtriebselement 14. In der vorliegenden Ausführungsform
sind das Antriebselement 12 und das Abtriebselement 14 Wellen
und werden als solche bezeichnet. Fachleute werden feststellen,
dass die Antriebs- und Abtriebselemente 12, 14 andere
Bauteile als Wellen sein können.
Die Antriebswelle 12 ist ständig mit einem Drehmomentwandler 16 oder
einer anderen Starteinrichtung verbunden. Eine Maschine (die nicht gezeigt
ist) ist mit dem Drehmomentwandler 16 verbunden und liefert
diesem ein Antriebsdrehmoment. Die Abtriebswelle 14 ist
ständig
mit einer Achsantriebseinheit 18 verbunden. Das Getriebe 10 umfasst eine
Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 20, die Zwischenwellen,
Vorgelegewellen, koplanare kämmende
Zahnradsätze
und selektiv einrückbare
Synchroneinrichtungen umfasst, wie es hierin beschrieben wird. Beispielsweise
umfasst die Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 20 eine erste
Zwischenwelle 22 und eine zweite Zwischenwelle 24,
die eine Hohlwelle ist, die mit der ersten Zwischenwelle 22 konzentrisch
ist. Die Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 20 umfasst ferner
eine erste Vorgelegewelle 26 und eine zweite Vorgelegewelle 28.
Die Vorgelegewellen 26 und 28 sind beide von der
Antriebswelle 12, der Abtriebswelle 14 und den
Zwischenwellen 22, 24 beabstandet sowie liegen
sie parallel zu diesen.
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Die
erste und zweite Zwischenwelle 22, 24, die erste
und zweite Vorgelegewelle 26, 28 und die Abtriebswelle 14 sind
durch eine erste, zweite und dritte Lagerstruktur oder Wand 23, 25, 27 gelagert, die
in dem Gehäuse
des Getriebes 10 ausgebildet sind. Wie es herkömmlich bekannt
ist, sind die Wände 23, 25, 27 mit
Lagern 29 zum drehbaren Lagern der ersten und zweiten Zwischenwelle 22, 24,
der ersten und zweiten Vorgelegewelle 26, 28 und
der Abtriebswelle 14 ausgestattet. Die Wand 23 ist
am nächsten
bei dem Drehmomentwandler 16 und der Achsantriebseinheit 18 angeordnet.
Die Wand 25 ist benachbart zu der Wand 23 angeordnet,
und die Wand 27 ist benachbart zu der Wand 25 angeordnet.
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Eine
Doppelkupplung 30 ist zwischen die Antriebswelle 12 und
die erste und zweite Zwischenwelle 22, 24 gepackt.
Die Doppelkupplung 30 umfasst ein Kupplungsgehäuse 32,
das zur gemeinsamen Rotation mit der Antriebswelle 12 verbunden
ist. Ferner weist die Kupplung 30 ein erstes und ein zweites Kupplungselement
oder Naben 34 und 36 auf. Die Kupplungselemente 34 und 36 sind
zusammen mit dem Gehäuse 32 konfiguriert,
um eine Reibkupplung zu bilden, die in der Technik allgemein als
Doppelkupplung bekannt ist. Genauer sind an den Kupplungselementen 34, 36 und
dem Kupplungsgehäuse 32 Reibplatten
montiert, die Wechselwirken, um eine Reibkupplung zu bilden. Ferner
ist das Kupplungselement 34 zur gemeinsamen Rotation mit
der ersten Zwischenwelle 22 verbunden, und das Kupplungselement 36 ist
zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Zwischenwelle 24 verbunden.
Somit verbindet die selektive Einrückung des Kupplungselements 34 mit
dem Kupplungsgehäuse 32 die
Antriebswelle 12 zur gemeinsamen Rotation mit der ersten
Zwischenwelle 22, und die selektive Einrückung des Kupplungselements 36 mit
dem Kupplungsgehäuse 32 verbindet
die Antriebswelle 12 zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten
Zwischenwelle 24.
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Die
Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 20 umfasst auch koplanare
kämmende
Zahnradsätze 40, 50, 60, 70, 80, 90 und 100.
Der Zahnradsatz 40 umfasst Verteilerzahnräder 42 und 44.
Das Zahnrad 42 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Abtriebswelle 14 verbunden
und kämmt
mit dem Zahnrad 44. Das Zahnrad 44 ist zur gemeinsamen
Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 26 verbunden. Wie
es in 1 gezeigt ist, ist der Zahnradsatz 40 benachbart zu
der Wand 23 angeordnet und überträgt Drehmoment von der ersten
Vorgelegewelle 26 auf die Abtriebswelle 14.
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Der
koplanare Zahnradsatz 50 umfasst Verteilerzahnräder 52 und 54.
Das Verteilerzahnrad 52 ist zur gemeinsamen Rotation mit
der zweiten Vorgelegewelle 28 verbunden und kämmt mit
dem Zahnrad 54. Das Verteilerzahnrad 54 ist zur
gemeinsamen Rotation mit der Abtriebswelle 14 verbunden.
Wie es in 1 gezeigt ist, ist der Zahnradsatz 50 benachbart
zu dem Zahnradsatz 40 angeordnet und überträgt Drehmoment von der zweiten
Vorgelegewelle 28 auf die Abtriebswelle 14.
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Der
Zahnradsatz 60 umfasst koplanare kämmende Zahnräder 62, 64, 66 und 68.
Das Zahnrad 62 ist zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten
Zwischenwelle 24 verbunden und kämmt mit dem Losrad 66 und
dem Zahnrad 68. Das Zahnrad 64 ist selektiv mit
der ersten Vorgelegewelle 26 verbindbar und kämmt mit
dem Losrad 66. Das Losrad 66 ist um die Losradachse
I drehbar. Das Zahnrad 68 ist selektiv mit der zweiten
Vorgelegewelle 28 verbindbar. Wie es in 1 gezeigt
ist, ist der Zahnradsatz 60 benachbart zu dem Zahnradsatz 50 angeordnet
und stellt ein zweites und ein Rückwärtsübersetzungsverhältnis bereit.
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Der
Zahnradsatz 70 umfasst koplanare kämmende Zahnräder 72, 74 und 76.
Das Zahnrad 72 ist zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten
Zwischenwelle 24 verbunden. Das Zahnrad 72 kämmt mit
den Zahnrädern 74 und 76.
Das Zahnrad 74 ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit
der ersten Vorgelegewelle 26 verbindbar. Das Zahnrad 76 ist selektiv
zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 28 verbindbar.
Wie es in 1 gezeigt ist, ist der Zahnradsatz 70 benachbart
zu dem Zahnradsatz 60 und der Wand 25 angeordnet
und stellt ein viertes und ein sechstes Übersetzungsverhältnis bereit.
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Der
Zahnradsatz 80 umfasst koplanare kämmende Zahnräder 82, 84 und 86.
Das Zahnrad 82 ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten
Zwi schenwelle 22 verbunden. Das Zahnrad 82 kämmt mit
den Zahnrädern 84 und 86.
Das Zahnrad 84 ist selektiv mit der ersten Vorgelegewelle 26 verbindbar.
Das Zahnrad 86 ist selektiv mit der zweiten Vorgelegewelle 28 verbindbar.
Wie es in 1 gezeigt ist, ist der Zahnradsatz 80 benachbart
zu der Wand 25 angeordnet und stellt ein fünftes und
ein siebtes Übersetzungsverhältnis bereit.
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Der
Zahnradsatz 90 umfasst koplanare kämmende Zahnräder 92 und 94.
Das Zahnrad 92 ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten
Zwischenwelle 22 verbunden. Das Zahnrad 92 kämmt mit
dem Zahnrad 94. Das Zahnrad 94 ist selektiv zur
gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 28 verbindbar.
Wie es in 1 gezeigt ist, ist der Zahnradsatz 90 benachbart
zu dem Zahnradsatz 80 angeordnet und stellt ein drittes Übersetzungsverhältnis bereit.
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Der
Zahnradsatz 100 umfasst koplanare kämmende Zahnräder 102 und 104.
Das Zahnrad 102 ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten
Zwischenwelle 22 verbunden. Das Zahnrad 102 kämmt mit
dem Zahnrad 104. Das Zahnrad 104 ist selektiv zur
gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 26 verbindbar.
Wie es in 1 gezeigt ist, ist der Zahnradsatz 100 benachbart
zu dem Zahnradsatz 90 und der Wand 17 angeordnet
und stellt ein erstes Übersetzungsverhältnis bereit.
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Das
Getriebe 10 umfasst ferner mehrere selektiv einrückbare Synchroneinrichtungen 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122 und 124.
Die Synchroneinrichtungen 110/112, 114/116, 118/120 und 122/124 sind
eine linke und rechte Seite der Synchronanordnungen, wobei sie sich
eine gemeinsame Synchroneinrichtungsnabe und -muffe teilen. Die
Synchroneinrichtung 110 ist selektiv einrückbar, um
das Zahnrad 64 mit der ersten Vorgelegewelle 26 zur
gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Syn chroneinrichtung 112 ist
selektiv einrückbar,
um das Zahnrad 74 mit der ersten Vorgelegewelle 26 zur
gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 114 ist
selektiv einrückbar,
um das Zahnrad 68 mit der zweiten Vorgelegewelle 28 zur
gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 116 ist
selektiv einrückbar,
um das Zahnrad 76 mit der zweiten Vorgelegewelle 28 zur
gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 118 ist
selektiv einrückbar,
um das Zahnrad 84 mit der ersten Vorgelegewelle 26 zur
gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 120 ist
selektiv einrückbar,
um das Zahnrad 104 mit der ersten Vorgelegewelle 26 zur
gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 122 ist
selektiv einrückbar,
um das Zahnrad 86 mit der zweiten Vorgelegewelle 28 zur
gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 124 ist
selektiv einrückbar,
um das Zahnrad 94 mit der zweiten Vorgelegewelle 28 zur
gemeinsamen Rotation damit zu verbinden.
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Das
Getriebe 10 ist in der Lage, Drehmoment von der Antriebswelle 12 auf
die Abtriebswelle 14 in zumindest sieben Vorwärtsdrehmomentverhältnissen
und einem Rückwärtsdrehmomentverhältnis zu übertragen.
Ein jedes von den Vorwärtsdrehmomentverhältnissen
und dem Rückwärtsdrehmomentverhältnis wird
durch Einrückung
der Doppelkupplung 30 und eines der Kupplungselemente 34, 36 und einer
oder mehrerer der Synchroneinrichtungen 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122 und 124 erzielt.
Fachleute werden leicht verstehen, dass zu jedem Drehmomentverhältnis ein
unterschiedliches Drehzahlverhältnis
gehört.
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Um
das Rückwärtsdrehmomentverhältnis herzustellen,
werden das Kupplungselement 36 der Doppelkupplung 30 und
die Synchroneinrichtung 110 eingerückt. Durch die Einrückung des
Kupplungselements 36 der Doppelkupplung 30 wird
Drehmoment von der Antriebswelle 12 durch das Kupplungsgehäuse 32 auf
die zweite Zwischenwelle 24 übertragen. Ferner wird Drehmoment
von der zweiten Zwischenwelle 24 durch das Zahnrad 62 auf
das Losrad 66 übertragen.
Das Losrad 66 überträgt das Drehmoment
auf das Zahnrad 64. Nach Einrückung der Synchroneinrichtung 110 überträgt das Zahnrad 64 Drehmoment
auf die erste Vorgelegewelle 26. Die erste Vorgelegewelle 26 überträgt das Drehmoment
auf das Verteilerzahnrad 44. Das Verteilerzahnrad 44 überträgt Drehmoment
auf das Verteilerzahnrad 42, das wiederum das Drehmoment
auf die Abtriebswelle 14 überträgt. Die Abtriebswelle 14 überträgt das Drehmoment
auf die Achsantriebseinheit 18.
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Ein
erstes Vorwärtsdrehmomentverhältnis (1.
Gang) wird erreicht, indem das Kupplungselement 34 der
Doppelkupplung 30 und die Synchroneinrichtung 120 eingerückt werden.
Durch die Einrückung
des Kupplungselements 34 der Doppelkupplung 30 wird
Drehmoment von der Antriebswelle 12 durch das Kupplungsgehäuse 32 auf
die erste Zwischenwelle 22 übertragen. Ferner wird Drehmoment von
der ersten Zwischenwelle 22 auf das Zahnrad 102 übertragen.
Das Zahnrad 102 überträgt das Drehmoment
auf das Zahnrad 104. Nach Einrückung der Synchroneinrichtung 120 überträgt das Zahnrad 104 Drehmoment
auf die erste Vorgelegewelle 26. Die erste Vorgelegewelle 26 überträgt das Drehmoment
auf das Verteilerzahnrad 44. Das Verteilerzahnrad 44 überträgt Drehmoment
auf das Verteilerzahnrad 42, das wiederum das Drehmoment
auf die Abtriebswelle 14 überträgt. Die Abtriebswelle 14 überträgt das Drehmoment
auf die Achsantriebseinheit 18.
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Ein
nachfolgendes Vorwärtsdrehmomentverhältnis (2.
Gang) wird durch Einrückung
des Kupplungselements 36 der Doppelkupplung 30 und
der Synchroneinrichtung 114 hergestellt. Durch die Einrückung des
Kupplungselements 36 der Doppelkupplung 30 wird
Drehmoment von der Antriebswelle 12 durch das Kupplungsgehäuse 32 auf
die zweite Zwischenwelle 24 übertragen. Ferner wird Drehmoment von
der zweiten Zwischenwelle 24 auf das Zahnrad 62 übertragen.
Das Zahnrad 62 überträgt das Drehmoment
auf das Zahnrad 68. Nach Einrückung der Synchroneinrichtung 114 überträgt das Zahnrad 68 Drehmoment
auf die zweite Vorgelegewelle 28. Die zweite Vorgelegewelle 28 überträgt das Drehmoment auf
das Verteilerzahnrad 52. Das Verteilerzahnrad 52 überträgt Drehmoment
auf das Verteilerzahnrad 54, das wiederum das Drehmoment
auf die Abtriebswelle 14 überträgt. Die Abtriebswelle 14 überträgt das Drehmoment
auf die Achsantriebseinheit 18.
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Das
nachfolgende Drehmomentverhältnis
(3. Gang) wird durch Einrückung
des Kupplungselements 34 der Doppelkupplung 30 und
der Synchroneinrichtung 124 hergestellt. Durch die Einrückung des
Kupplungselements 34 der Doppelkupplung 30 wird
Drehmoment von der Antriebswelle 12 durch das Kupplungsgehäuse 32 auf
die erste Zwischenwelle 22 übertragen. Ferner wird Drehmoment
von der ersten Zwischenwelle 22 auf das Zahnrad 92 übertragen.
Das Zahnrad 92 überträgt das Drehmoment
auf das Zahnrad 94. Nach Einrückung der Synchroneinrichtung 124 wird
Drehmoment von dem Zahnrad 94 auf die zweite Vorgelegewelle 28 übertragen.
Die zweite Vorgelegewelle 28 überträgt das Drehmoment auf das Verteilerzahnrad 52.
Das Verteilerzahnrad 52 überträgt Drehmoment auf das Verteilerzahnrad 54,
das wiederum das Drehmoment auf die Abtriebswelle 14 überträgt. Die
Abtriebswelle 14 überträgt das Drehmoment
auf die Achsantriebseinheit 18.
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Das
nächste
nachfolgende Vorwärtsdrehmomentverhältnis (4.
Gang) wird durch Einrückung
des Kupplungselements 36 der Doppelkupplung 30 und der
Synchroneinrichtung 112 hergestellt. Durch die Einrückung des
Kupplungselements 36 der Doppelkupplung 30 wird
Drehmoment von der Antriebswelle 12 durch das Kupplungsgehäuse 32 auf
die zweite Zwischenwelle 24 übertragen. Ferner wird Drehmoment
von der zweiten Zwischenwelle 24 auf das Zahnrad 72 übertragen.
Das Zahnrad 72 überträgt das Drehmoment
auf das Zahnrad 74. Nach Einrückung der Synchroneinrichtung 112 wird
Drehmoment von dem Zahnrad 74 auf die erste Vorgelegewelle 26 übertragen.
Die erste Vorgelegewelle 26 überträgt das Drehmoment auf das Verteilerzahnrad 44.
Das Verteilerzahnrad 44 überträgt Drehmoment auf das Verteilerzahnrad 42,
das wiederum das Drehmoment auf die Abtriebswelle 14 überträgt. Die
Abtriebswelle 14 überträgt das Drehmoment
auf die Achsantriebseinheit 18.
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Das
nachfolgende Drehmomentverhältnis
(5. Gang) wird durch Einrückung
des Kupplungselements 34 der Doppelkupplung 30 und
der Synchroneinrichtung 118 hergestellt. Durch die Einrückung des
Kupplungselements 34 der Doppelkupplung 30 wird
Drehmoment von der Antriebswelle 12 durch das Kupplungsgehäuse 32 auf
die erste Zwischenwelle 22 übertragen. Ferner wird Drehmoment
von der ersten Zwischenwelle 22 auf das Zahnrad 82 übertragen.
Das Zahnrad 82 überträgt das Drehmoment
auf das Zahnrad 84. Nach Einrückung der Synchroneinrichtung 118 überträgt das Zahnrad 84 Drehmoment
auf die erste Vorgelegewelle 26. Die erste Vorgelegewelle 26 überträgt das Drehmoment
auf das Verteilerzahnrad 44. Das Verteilerzahnrad 44 überträgt Drehmoment
auf das Verteilerzahnrad 42, das wiederum das Drehmoment
auf die Abtriebswelle 14 überträgt. Die Abtriebswelle 14 überträgt das Drehmoment
auf die Achsantriebseinheit 18.
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Ein
nachfolgendes Vorwärtsdrehmomentverhältnis (6.
Gang) wird durch Einrückung
des Kupplungselements 36 der Doppelkupplung 30 und
der Synchroneinrichtung 116 hergestellt. Durch die Einrückung des
Kupplungselements 36 der Doppelkupplung 30 wird
Drehmoment von der Antriebswelle 12 durch das Kupplungsgehäuse 32 auf
die zweite Zwischenwelle 24 übertragen. Ferner wird Drehmoment von
der zweiten Zwischenwelle 24 auf das Zahnrad 72 übertragen.
Das Zahnrad 72 überträgt das Drehmoment
auf das Zahnrad 76. Nach Einrückung der Synchroneinrichtung 116 wird
Drehmoment von dem Zahnrad 76 auf die zweite Vorgelegewelle 28 übertragen.
Die zweite Vorgelegewelle 28 überträgt das Drehmoment auf das Verteilerzahnrad 52.
Das Verteilerzahnrad 52 überträgt Drehmoment auf das Verteilerzahnrad 54,
das wiederum das Drehmoment auf die Abtriebswelle 14 überträgt. Die
Abtriebswelle 14 überträgt das Drehmoment
auf die Achsantriebseinheit 18.
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Das
nachfolgende Drehmomentverhältnis
(7. Gang) wird durch Einrückung
des Kupplungselements 34 der Doppelkupplung 30 und
der Synchroneinrichtung 122 hergestellt. Durch die Einrückung des
Kupplungselements 34 der Doppelkupplung 30 wird
Drehmoment von der Antriebswelle 12 durch das Kupplungsgehäuse 32 auf
die erste Zwischenwelle 22 übertragen. Ferner wird Drehmoment
von der ersten Zwischenwelle 22 auf das Zahnrad 82 übertragen.
Das Zahnrad 82 überträgt das Drehmoment
auf das Zahnrad 86. Nach Einrückung der Synchroneinrichtung 122 wird
Drehmoment von dem Zahnrad 86 auf die zweite Vorgelegewelle 28 übertragen.
Die zweite Vorgelegewelle 28 überträgt das Drehmoment auf das Verteilerzahnrad 52.
Das Verteilerzahnrad 52 überträgt Drehmoment auf das Verteilerzahnrad 54,
das wiederum das Drehmoment auf die Abtriebswelle 14 überträgt. Die
Abtriebswelle 14 überträgt das Drehmoment
auf die Achsantriebseinheit 18.
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Die
vorliegende Erfindung zieht in Betracht, dass eine Vielfalt von
Drehmomentverhältnissen
(d. h. das Verhältnis
von Drehmoment des Abtriebselements 14 zu dem des Antriebselements 12)
durch die Auswahl von Zähnezahlen
der Zahnräder
des Getriebes 10 erreichbar ist. Außerdem stellt die vorliegende Erfindung
vorteilhaft die Verteilerzahnräder 42, 44, 52, 54 in
zwei separaten Ebenen bereit. Diese Anordnung bietet die Möglichkeit,
die gewünschten Übersetzungsverhältnisse
zu erreichen. Ferner wird bei der Auswahl der Übersetzungsverhältnisse
in Bezug auf den 1. Gang und den 3. Gang Flexibilität geschaffen,
da die Zahnräder
(102, 104, 92 und 94), die diese
Verhältnisse
bereitstellen, in zwei separaten Ebenen angeordnet sind und sich
nicht die gleichen Ritzelräder
teilen (d. h. Ritzelrad 92 kämmt nicht mit Zahnrädern 102 und/oder 104).
Es wird eine Reduktion der Gesamtlänge des Getriebes durch die
Verwendung des Losrads 66 erreicht, das in einer einzelnen
Ebene angeordnet ist.
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Zweite Ausführungsform
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In 2 ist
ein Mehrganggetriebe 200 gezeigt. Das Getriebe 200 umfasst
ein Antriebselement 12 und ein Abtriebselement 14.
In der vorliegenden Ausführungsform
sind das Antriebselement 12 und das Abtriebselement 14 Wellen
und werden als solche bezeichnet. Fachleute werden feststellen,
dass die Antriebs- und Abtriebselemente 12, 14 andere Bauteile
als Wellen sein können.
Die Antriebswelle 12 ist ständig mit einem Drehmomentwandler 16 oder einer
anderen Starteinrichtung verbunden. Eine Maschine (die nicht gezeigt
ist) ist mit dem Drehmomentwandler 16 verbunden und liefert
diesem ein Antriebsdrehmoment. Die Abtriebswelle 14 ist
ständig mit
einer Achsantriebseinheit 18 verbunden. Das Getriebe 200 umfasst
eine Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 21, die Zwischenwellen,
Vorgelegewellen, koplanare kämmende
Zahnradsätze
und selektiv einrückbare
Synchroneinrichtungen umfasst, wie es hierin beschrieben wird. Beispielsweise
umfasst die Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 21 eine erste Zwischenwelle 22 und
eine zweite Zwischenwelle 24, die eine Hohlwelle ist, die
mit der ersten Zwischenwelle 22 konzentrisch ist. Die Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 21 umfasst
ferner eine erste Vorgelegewelle 26 und eine zweite Vorgelegewelle 28.
Die Vorgelegewellen 26 und 28 sind beide von der
Antriebswelle 12, der Abtriebswelle 14 und den
Zwischenwellen 22, 24 beabstandet sowie liegen
sie parallel zu diesen.
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Die
erste und zweite Zwischenwelle 22, 24, die erste
und zweite Vorgelegewelle 26, 28 und die Abtriebswelle 14 sind
durch eine erste, zweite und dritte Lagerstruktur oder Wand 23, 25, 27 gelagert, die
in dem Gehäuse
des Getriebes 200 ausgebildet sind. Wie es herkömmlich bekannt
ist, sind die Wände 23, 25, 27 mit
Lagern 29 zum drehbaren Lagern der ersten und zweiten Zwischenwelle 22, 24,
der ersten und zweiten Vorgelegewelle 26, 28 und
der Abtriebswelle 14 ausgestattet. Die Wand 23 ist
am nächsten
bei dem Drehmomentwandler 16 und der Achsantriebseinheit 18 angeordnet.
Die Wand 25 ist benachbart zu der Wand 23 angeordnet,
und die Wand 27 ist benachbart zu der Wand 25 angeordnet.
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Eine
Doppelkupplung 30 ist zwischen die Antriebswelle 12 und
die erste und zweite Zwischenwelle 22, 24 geschaltet.
Die Doppelkupplung 30 umfasst ein Kupplungsgehäuse 32,
das zur gemeinsamen Rotation mit der Antriebswelle 12 verbunden
ist. Ferner weist die Kupplung 30 ein erstes und ein zweites Kupplungselement
oder Naben 34 und 36 auf. Die Kupplungselemente 34 und 36 sind
zusammen mit dem Gehäuse 32 konfiguriert,
um eine Reibkupplung zu bilden, die in der Technik allgemein als
Doppelkupplung bekannt ist. Genauer sind an den Kupplungselementen 34, 36 und
dem Kupplungsgehäuse 32 Reibplatten
montiert, die Wechselwirken, um eine Reibkupplung zu bilden. Ferner
ist das Kupplungselement 34 zur gemeinsamen Rotation mit
der ersten Zwischenwelle 22 verbunden, und das Kupplungselement 36 ist
zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Zwischenwelle 24 verbunden.
Somit verbindet die selektive Einrückung des Kupplungselements 34 mit
dem Kupplungsgehäuse 32 die
Antriebswelle 12 zur gemeinsamen Rotation mit der ersten
Zwischen welle 22, und die selektive Einrückung des Kupplungselements 36 mit
dem Kupplungsgehäuse 32 verbindet
die Antriebswelle 12 zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten
Zwischenwelle 24.
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Die
Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 21 umfasst auch koplanare
kämmende
Zahnradsätze 40, 50, 60, 70, 80, 90 und 100.
Der Zahnradsatz 40 umfasst Verteilerzahnräder 42 und 44.
Das Zahnrad 42 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Abtriebswelle 14 verbunden
und kämmt
mit dem Zahnrad 44. Das Zahnrad 44 ist zur gemeinsamen
Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 26 verbunden. Wie
es in 2 gezeigt ist, ist der Zahnradsatz 40 benachbart zu
der Wand 23 angeordnet und überträgt Drehmoment von der ersten
Vorgelegewelle 26 auf die Abtriebswelle 14.
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Der
koplanare Zahnradsatz 50 umfasst Verteilerzahnräder 52 und 54.
Das Verteilerzahnrad 52 ist zur gemeinsamen Rotation mit
der zweiten Vorgelegewelle 28 verbunden und kämmt mit
dem Zahnrad 54. Das Verteilerzahnrad 54 ist zur
gemeinsamen Rotation mit der Abtriebswelle 14 verbunden.
Wie es in 2 gezeigt ist, ist der Zahnradsatz 50 benachbart
zu dem Zahnradsatz 40 angeordnet und überträgt Drehmoment von der zweiten
Vorgelegewelle 28 auf die Abtriebswelle 14.
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Der
Zahnradsatz 60 umfasst koplanare kämmende Zahnräder 62, 64, 66 und 68.
Das Zahnrad 62 ist zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten
Zwischenwelle 24 verbunden und kämmt mit dem Losrad 66 und
dem Zahnrad 68. Das Zahnrad 64 ist selektiv mit
der ersten Vorgelegewelle 26 verbindbar und kämmt mit
Losrad 66. Das Losrad 66 ist um die Losradachse
I drehbar. Das Zahnrad 68 ist selektiv mit der zweiten
Vorgelegewelle 28 verbindbar. Wie es in 2 gezeigt
ist, ist der Zahnradsatz 60 benachbart zu dem Zahnradsatz 50 angeordnet
und stellt ein sechstes und ein Rückwärtsübersetzungsverhältnis bereit.
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Der
Zahnradsatz 70 umfasst koplanare kämmende Zahnräder 72, 74 und 76.
Das Zahnrad 72 ist zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten
Zwischenwelle 24 verbunden. Das Zahnrad 72 kämmt mit
den Zahnrädern 74 und 76.
Das Zahnrad 74 ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit
der ersten Vorgelegewelle 26 verbindbar. Das Zahnrad 76 ist selektiv
zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 28 verbindbar.
Wie es in 2 gezeigt ist, ist der Zahnradsatz 70 benachbart
zu dem Zahnradsatz 60 und der Wand 25 angeordnet
und stellt ein zweites und ein viertes Übersetzungsverhältnis bereit.
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Der
Zahnradsatz 80 umfasst koplanare kämmende Zahnräder 82, 84 und 86.
Das Zahnrad 82 ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten
Zwischenwelle 22 verbunden. Das Zahnrad 82 kämmt mit
den Zahnrädern 84 und 86.
Das Zahnrad 84 ist selektiv mit der ersten Vorgelegewelle 26 verbindbar.
Das Zahnrad 86 ist selektiv mit der zweiten Vorgelegewelle 28 verbindbar.
Wie es in 2 gezeigt ist, ist der Zahnradsatz 80 benachbart
zu der Wand 27 angeordnet und stellt ein erstes und drittes Übersetzungsverhältnis bereit.
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Der
Zahnradsatz 90 umfasst koplanare kämmende Zahnräder 92 und 94.
Das Zahnrad 92 ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten
Zwischenwelle 22 verbunden. Das Zahnrad 92 kämmt mit
dem Zahnrad 94. Das Zahnrad 94 ist selektiv zur
gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 28 verbindbar.
Wie es in 2 gezeigt ist, ist der Zahnradsatz 90 benachbart
zu der Wand 25 angeordnet und stellt ein siebtes Übersetzungsverhältnis bereit.
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Der
Zahnradsatz 100 umfasst koplanare kämmende Zahnräder 102 und 104.
Das Zahnrad 102 ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten
Zwi schenwelle 22 verbunden. Das Zahnrad 102 kämmt mit
dem Zahnrad 104. Das Zahnrad 104 ist selektiv zur
gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 26 verbindbar.
Wie es in 2 gezeigt ist, ist der Zahnradsatz 100 zwischen
dem Zahnradsatz 80 und dem Zahnradsatz 90 angeordnet
und stellt ein fünftes Übersetzungsverhältnis bereit.
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Das
Getriebe 200 umfasst ferner mehrere selektiv einrückbare Synchroneinrichtungen 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122 und 124.
Die Synchroneinrichtungen 110/112, 114/116, 118/120 und 122/124 sind
eine linke und rechte Seite der Synchronanordnungen, wobei sie sich
eine gemeinsame Synchroneinrichtungsnabe und -muffe teilen. Die Synchroneinrichtung 110 ist
selektiv einrückbar,
um das Zahnrad 64 mit der ersten Vorgelegewelle 26 zur gemeinsamen
Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 112 ist
selektiv einrückbar,
um das Zahnrad 74 mit der ersten Vorgelegewelle 26 zur
gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 114 ist
selektiv einrückbar,
um das Zahnrad 68 mit der zweiten Vorgelegewelle 28 zur gemeinsamen
Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 116 ist
selektiv einrückbar,
um das Zahnrad 76 mit der zweiten Vorgelegewelle 28 zur gemeinsamen
Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 118 ist
selektiv einrückbar,
um das Zahnrad 104 mit der ersten Vorgelegewelle 26 zur gemeinsamen
Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 120 ist
selektiv einrückbar,
um das Zahnrad 84 mit der ersten Vorgelegewelle 26 zur
gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 122 ist
selektiv einrückbar,
um das Zahnrad 94 mit der zweiten Vorgelegewelle 28 zur gemeinsamen
Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 124 ist
selektiv einrückbar,
um das Zahnrad 86 mit der zweiten Vorgelegewelle 28 zur gemeinsamen
Rotation damit zu verbinden. Außerdem
wird das gewünschte Übersetzungsverhältnis erreicht,
indem die Verteilerzahnräder
in zwei separaten Ebenen angeordnet sind und indem separate Ritzelräder (d.
h. Ritzelräder 92 und 102)
verwendet werden, um das 5. und das 7. Übersetzungsverhältnis zu
erreichen. Außerdem
wird eine Reduktion der Gesamtlänge
des Getriebes durch die Verwendung des Rückwärtszahnrads (d. h. Zahnrad 66)
erreicht, das in einer einzelnen Ebene angeordnet ist.
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Das
Getriebe 200 ist in der Lage, Drehmoment von der Antriebswelle 12 auf
die Abtriebswelle 14 in zumindest sieben Vorwärtsdrehmomentverhältnissen
und einem Rückwärtsdrehmomentverhältnis zu übertragen,
wie es in 2 angegeben ist. Ein jedes von
den Vorwärtsdrehmomentverhältnissen
und dem Rückwärtsdrehmomentverhältnis wird
durch Einrückung
der Doppelkupplung 30 und eines der Kupplungselemente 34, 36 und
einer oder mehrerer der Synchroneinrichtungen 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122 und 124 erzielt.
Fachleute werden anhand der Beschreibung des Getriebes 10 oben
leicht verstehen, dass zu jedem Drehmomentverhältnis ein unterschiedliches
Drehzahlverhältnis
gehört,
und wie diese Drehmoment- oder Drehzahlverhältnisse erreicht werden.
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Dritte Ausführungsform
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In 3 ist
ein Mehrganggetriebe 300 gezeigt. Das Getriebe 300 umfasst
ein Antriebselement 12 und ein Abtriebselement 14,
einen Drehmomentwandler 16, eine Achsantriebseinheit 18 und
eine Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 20, die Zwischenwellen,
Vorgelegewellen, koplanare kämmende
Zahnradsätze
und selektiv einrückbare
Synchroneinrichtungen umfasst, wie es in 1 gezeigt
und oben beschrieben ist. Jedoch sind die Drehzahl- und Drehmomentverhältnisse,
die durch die koplanaren kämmenden
Zahnradsätze
bereitgestellt werden, an den verschiedenen Zahnradsätzen vorgesehen,
wie es nachstehend ausführlich
beschrieben wird.
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Die
Zahnradsätze 40 und 50 sind
Verteilerzahnradsätze
und stellen die gleichen Funktionen bereit, wie es oben mit Bezug
auf die in 1 veranschaulichte Ausführungsform
beschrieben ist.
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Der
Zahnradsatz 60 umfasst koplanare kämmende Zahnräder 62, 64, 66 und 68.
Das Zahnrad 62 ist zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten
Zwischenwelle 24 verbunden und kämmt mit dem Losrad 66 und
dem Zahnrad 68. Das Zahnrad 64 ist selektiv mit
der ersten Vorgelegewelle 26 verbindbar und kämmt mit
Losrad 66. Das Losrad 66 ist um die Losradachse
I drehbar. Das Zahnrad 68 ist selektiv mit der zweiten
Vorgelegewelle 28 verbindbar. Wie es in 3 gezeigt
ist, ist der Zahnradsatz 60 benachbart zu dem Zahnradsatz 50 angeordnet
und stellt ein sechstes und ein Rückwärtsübersetzungsverhältnis bereit.
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Der
Zahnradsatz 70 umfasst koplanare kämmende Zahnräder 72, 74 und 76.
Das Zahnrad 72 ist zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten
Zwischenwelle 24 verbunden. Das Zahnrad 72 kämmt mit
den Zahnrädern 74 und 76.
Das Zahnrad 74 ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit
der ersten Vorgelegewelle 26 verbindbar. Das Zahnrad 76 ist selektiv
zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 28 verbindbar.
Wie es in 3 gezeigt ist, ist der Zahnradsatz 70 benachbart
zu dem Zahnradsatz 60 und der Wand 25 angeordnet
und stellt ein zweites und ein viertes Übersetzungsverhältnis bereit.
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Der
Zahnradsatz 80 umfasst koplanare kämmende Zahnräder 82, 84 und 86.
Das Zahnrad 82 ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten
Zwischenwelle 22 verbunden. Das Zahnrad 82 kämmt mit
den Zahnrädern 84 und 86.
Das Zahnrad 84 ist selektiv mit der ersten Vorgelegewelle 26 verbindbar.
Das Zahnrad 86 ist selektiv mit der zweiten Vorgelegewelle 28 verbindbar.
Wie es in 3 gezeigt ist, ist der Zahnradsatz 80 benachbart zu
der Wand 25 angeordnet und stellt ein fünftes und ein drittes Übersetzungsverhältnis bereit.
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Der
Zahnradsatz 90 umfasst koplanare kämmende Zahnräder 92 und 94.
Das Zahnrad 92 ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten
Zwischenwelle 22 verbunden. Das Zahnrad 92 kämmt mit
dem Zahnrad 94. Das Zahnrad 94 ist selektiv zur
gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 28 verbindbar.
Wie es in 3 gezeigt ist, ist der Zahnradsatz 90 zwischen
den Zahnradsätzen 80 und 100 angeordnet
und stellt ein siebtes Übersetzungsverhältnis bereit.
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Der
Zahnradsatz 100 umfasst koplanare kämmende Zahnräder 102 und 104.
Das Zahnrad 102 ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten
Zwischenwelle 22 verbunden. Das Zahnrad 102 kämmt mit
dem Zahnrad 104. Das Zahnrad 104 ist selektiv zur
gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 26 verbindbar.
Wie es in 3 gezeigt ist, ist der Zahnradsatz 100 benachbart
zu dem Zahnradsatz 90 und der Wand 27 angeordnet
und stellt ein erstes Übersetzungsverhältnis bereit.
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Wie
bei dem Getriebe 10 ist das Getriebe 300 in der
Lage, Drehmoment von der Antriebswelle 12 auf die Abtriebswelle 14 in
zumindest sieben Vorwärtsdrehmomentverhältnissen
und einem Rückwärtsdrehmomentverhältnis zu übertragen,
wie es in 3 angegeben ist. Ein jedes von
den Vorwärtsdrehmomentverhältnissen
und dem Rückwärtsdrehmomentverhältnis wird
durch Einrückung
der Doppelkupplung 30 und eines der Kupplungselemente 34, 36 und
einer oder mehrerer der Synchroneinrichtungen 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122 und 124 erzielt. Fachleute
werden anhand der Beschreibung des Getriebes 10 oben leicht
verstehen, dass zu jedem Drehmomentverhältnis ein unterschiedliches
Drehzahlverhältnis
gehört,
und wie diese Drehmoment- oder Drehzahlverhältnisse erreicht werden. Vorteilhaft
wird das gewünschte Übersetzungsverhältnis erreicht,
indem die Verteilerzahnräder
(d. h. Zahnräder 42, 44, 52 und 54)
in zwei separaten Ebenen angeordnet sind und indem separate Ritzelräder verwendet
werden, um das 1. und das 7. Übersetzungsverhältnis zu
erreichen. Außerdem
wird eine Reduktion der Gesamtlänge
des Getriebes durch die Verwendung eines Rückwärtszahnrads erreicht, das in
einer einzelnen Ebene angeordnet ist.
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Dementsprechend
haben die vorliegenden Ausführungsformen
der Erfindung viele Vorteile und Vorzüge gegenüber dem Stand der Technik.
Beispielsweise umfasst die Achsantriebseinheit 18 des Getriebes
der vorliegenden Erfindung eine Achsantriebseinheits-Abtriebswelle 130.
Außerdem
liegt die Achsantriebseinheits-Abtriebswelle 130 quer oder senkrecht
zu dem Antriebselement 12 und ist zwischen dem Drehmomentwandler 16 und
der Kupplung 30 angeordnet.
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Obgleich
die besten Ausführungsarten
der Erfindung ausführlich
beschrieben worden sind, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese
Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen
zur praktischen Ausführung
der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.