DE102008009726A1

DE102008009726A1 - Mehrganggetriebe mit Vorgelegewellen-Zahnradanordnung

Info

Publication number: DE102008009726A1
Application number: DE102008009726A
Authority: DE
Inventors: James D. Belleville Hendrickson; John A. Farmington Hills Diemer; Douglas John Plymouth Dwenger
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-02-22
Filing date: 2008-02-19
Publication date: 2008-09-25
Also published as: US7703346B2; CN101251169A; CN101251169B; US20080202265A1

Abstract

Es ist ein Getriebe vorgesehen, das eine Doppelkupplung und eine Vorgelegewellen-Zahnradanordnung aufweist. Die Vorgelegewellen-Zahnradanordnung umfasst mehrere koplanare Zahnradsätze, die Zahnräder aufweisen, die selektiv mit zumindest zwei Vorgelegewellen verbindbar sind. Außerdem ist eines der Zahnräder der mehreren koplanaren Zahnradsätze, das ein Rückwärtsübersetzungsverhältnis bereitstellt, selektiv mit einer ersten Vorgelegewelle verbindbar und ist mit nur einem anderen Zahnrad der mehreren koplanaren Zahnradsätze, das selektiv mit einer zweiten Vorgelegewelle einrückbar ist, in Kämmung.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Mehrganggetriebe mit einer Vorgelegewellen-Zahnradanordnung.
HINTERGRUND
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 (mit der Ausnahme in der Lage zu sein, ein direktes Antriebsverhältnis in einer Hinterradantriebsanwendung 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.
ZUSAMMENFASSUNG
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Getriebe vorgesehen, das eine Antriebswelle, eine erste Zwischenwelle, eine zweite Zwischenwelle, die konzentrisch mit der ersten Zwischenwelle ist, eine Kupplung, eine erste und eine zweite Vorgelegewelle, einen ersten Satz Zahnräder, einen zweiten Satz Zahnräder, eine Abtriebswelle und ein erstes Verteilerzahnrad aufweist. Die Kupplung ist selektiv einrückbar, um die Antriebswelle mit der ersten oder zweiten Zwischenwelle zu koppeln. Der erste Satz Zahnräder ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Zwischenwelle verbunden und kämmt mit einem ersten wählbaren Satz Zahnräder, um mehrere erste koplanare Zahnradsätze zu bilden. Eines von dem ersten Satz Zahnräder kämmt mit nur einem von dem ersten wählbaren Satz Zahnräder, und ein anderes von dem ersten Satz Zahnräder kämmt mit zweien von dem ersten wählbaren Satz Zahnräder, um zumindest eines von dem ersten wählbaren Satz Zahnräder selektiv mit der ersten und/oder zweiten Vorgelegewelle zur gemeinsamen Rotation zu verbinden, um das Drehmoment auf die Vorgelegewellen zu übertragen, wenn die Kupplung eingerückt ist. Der zweite Satz Zahnräder ist zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Zwischenwelle verbunden und kämmt mit einem zweiten wählbaren Satz Zahnräder, um mehrere zweite koplanare Zahnradsätze zu bilden. Jedes der Zahnräder des zweiten wählbaren Satzes Zahnräder ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der ersten oder zweiten Vorgelegewelle verbindbar, um das Drehmoment selektiv auf eine der Vorgelegewellen zu übertragen, wenn die Kupplung eingerückt ist. Die Abtriebswelle ist radial außerhalb der zweiten Zwischenwelle angeordnet. Das erste Verteilerzahnrad ist mit der ersten oder zweiten Vorgelegewelle gekoppelt, um Drehmoment von der Vorgelegewelle auf die Abtriebswelle zu übertragen.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der erste Satz Zahnräder zwei Zahnräder.
In nochmals einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der zweite Satz Zahnräder ferner drei Zahnräder.
In noch einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein zweites Verteilerzahnrad zur gemeinsamen Rotation mit der ersten oder zweiten Vorgelegewelle verbunden und kämmt mit einem Abtriebszahnrad, das zur gemeinsamen Rotation mit der Abtriebswelle verbunden ist, um Drehmoment von der Vorgelegewelle auf die Abtriebswelle zu übertragen.
In noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der Antriebsstrang mehrere Synchroneinrichtungen, um den ersten und zweiten Satz der wählbaren Sätze Zahnräder selektiv mit zumindest einer der Vorgelegewellen zu verbinden.
In noch einem anderen Aspekt der Erfindung gibt es acht Synchroneinrichtungen, um den ersten und zweiten Satz der wählbaren Sätze Zahnräder selektiv mit zumindest einer der Vorgelegewellen zu verbinden.
In noch einem anderen Aspekt der Erfindung gibt es eine Achsantriebseinheit, wobei die Achsantriebseinheit eine Abtriebswelle aufweist, die senkrecht zu dem Antriebselement steht.
In noch einem anderen Aspekt der Erfindung ist die Kupplung eine Doppelkupplung, die eine erste Nabe aufweist, die mit der ersten Zwischenwelle verbunden ist, und eine zweite Nabe, die mit der zweiten Zwischenwelle verbunden ist.
In noch einem anderen Aspekt der Erfindung umfassen die mehreren ersten koplanaren Zahnradsätze ferner zwei koplanare Zahnradsätze.
In nochmals einem anderen Aspekt der Erfindung umfassen die mehreren zweiten koplanaren Zahnradsätze ferner drei koplanare Zahnradsätze.
In nochmals einem anderen Aspekt der Erfindung überträgt einer der mehreren zweiten koplanaren Zahnradsätze das Drehmoment, um ein ersten Vorwärtsübersetzungsverhältnis zu erreichen.
In nochmals einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist einer der mehreren zweiten koplanaren Zahnradsätze, der das Drehmoment überträgt, um das erste Vorwärtsübersetzungsverhältnis zu erreichen, benachbart zu einer Konstruktionswand des Gehäuses des Getriebes angeordnet.
In nochmals einem anderen Aspekt der Erfindung überträgt einer der mehreren zweiten koplanaren Zahnradsätze das Drehmoment, um ein siebtes Vorwärtsübersetzungsverhältnis zu erreichen.
In nochmals einem anderen Aspekt der Erfindung ist einer der mehreren zweiten koplanaren Zahnradsätze, der das Drehmoment überträgt, um das siebte Vorwärtsübersetzungsverhältnis zu erreichen, benachbart zu einer Konstruktionswand des Gehäuses des Getriebes angeordnet.
In noch einem anderen Aspekt der Erfindung sind die mehreren ersten koplanaren Zahnradsätze zwischen der Kupplung und den mehreren zweiten koplanaren Zahnradsätzen angeordnet.
In noch einem anderen Aspekt der Erfindung sind die mehreren zweiten koplanaren Zahnradsätze zwischen zwei Wänden eines Getriebegehäuses angeordnet.
In noch einem anderen Aspekt der Erfindung überträgt einer der mehreren ersten koplanaren Zahnradsätze das Drehmoment, um ein Rückwärtsübersetzungsverhältnis zu erreichen.
In noch einem anderen Aspekt der Erfindung ist einer der mehreren ersten koplanaren Zahnradsätze, der das Drehmoment überträgt, um ein viertes und ein sechstes Vorwärtsübersetzungsverhältnis zu erreichen, benachbart zu einer Konstruktionswand des Gehäuses des Getriebes angeordnet.
In noch einem anderen Aspekt der Erfindung ist eines der Zahnräder von einem der mehreren ersten koplanaren Zahnradsätze, das das Drehmoment überträgt, um das Rückwärtsübersetzungsverhältnis zu erreichen, eines des ersten wählbaren Satzes Zahnräder und ist zur selektiven gemeinsamen Rotation mit einer der Vorgelegewellen verbindbar und kämmt mit einem anderen des ersten wählbaren Satzes Zahnräder, das zur selektiven gemeinsamen Rotation mit der anderen der Vorgelegewellen verbindbar ist.
In nochmals einem anderen Aspekt der Erfindung ist das erste Verteilerzahnrad zwischen den mehreren ersten koplanaren Zahnradsätzen und der Kupplung angeordnet.
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.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Getriebes gemäß der vorliegenden Erfindung; und
2 ist eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Getriebes gemäß der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG
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 weist die Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 20 eine erste Zwischenwelle 22 und eine zweite Zwischenwelle 24 auf, 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, 28 sind beide von der Antriebswelle 12, der Abtriebswelle 14 und den Zwischenwellen 22, 24 beabstandet und liegen parallel zu diesen.
Die erste und zweite Zwischenwelle 22, 24, die Vorgelegewellen 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 Vorgelegewellen 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.
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 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.
Die Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 20 umfasst auch koplanare kämmende Zahnradsätze 40, 50, 60, 70, 80, 90 und 100. Der Zahnradsatz 40 umfasst Zahnräder 42 und 44. Das Zahnrad 42 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Vorgelegewelle 26 verbunden und kämmt mit dem Zahnrad 44. Das Zahnrad 44 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Abtriebswelle 14 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.
Der koplanare Zahnradsatz 50 umfasst Zahnrad 52 und Zahnrad 54. Das Zahnrad 52 ist zur gemeinsamen Rotation mit der Vorgelegewelle 28 verbunden und kämmt mit dem Zahnrad 54. Das Zahnrad 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.
Der Zahnradsatz 60 umfasst koplanare kämmende Zahnräder 62, 64 und 66. Das Zahnrad 62 ist zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Zwischenwelle 24 verbunden und kämmt mit dem Zahnrad 66. Das Zahnrad 66 kämmt mit dem Zahnrad 64. Das Zahnrad 64 ist selektiv mit der ersten Vorgelegewelle 26 verbindbar. Das Zahnrad 66 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. Genauer ist das durch Zahnrad 66 angetriebene Zahnrad 64 konfiguriert, um das Rückwärtsübersetzungsverhältnis zu erzeugen, und das durch Zahnrad 62 angetriebene Zahnrad 66 ist konfiguriert, um das zweite Übersetzungsverhältnis zu erzeugen.
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 dem Zahnrad 74, das selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der Vorgelegewelle 26 verbindbar ist. Das Zahnrad 72 kämmt auch mit dem Zahnrad 76, das selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der Vorgelegewelle 28 verbindbar ist. 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. Genauer ist das durch Zahnrad 72 angetriebene Zahnrad 74 konfiguriert, um das vierte Übersetzungsverhältnis zu erzeugen, und das durch Zahnrad 72 angetriebene Zahnrad 76 ist konfiguriert, um das sechste Übersetzungsverhältnis zu erzeugen.
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 Zahnrad 84 sowie Zahnrad 86. Das Zahnrad 84 ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der Vorgelegewelle 26 verbindbar. Das Zahnrad 86 ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der Vorgelegewelle 28 verbindbar. Wie es in 1 gezeigt ist, ist der Zahnradsatz 80 benachbart zu der Wand 25 angeordnet und stellt ein drittes und ein fünftes Übersetzungsverhältnis bereit. Genauer ist das durch Zahnrad 82 angetriebene Zahnrad 84 konfiguriert, um das dritte Übersetzungsverhältnis zu erzeugen, und das durch Zahn rad 82 angetriebene Zahnrad 86 ist konfiguriert, um das fünfte Übersetzungsverhältnis zu erzeugen.
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 Vorgelegewelle 26 verbindbar. Wie es in 1 gezeigt ist, ist der Zahnradsatz 90 benachbart zu dem Zahnradsatz 80 angeordnet und stellt ein erstes Übersetzungsverhältnis bereit. Genauer ist das durch Zahnrad 92 angetriebene Zahnrad 94 konfiguriert, um das erste Übersetzungsverhältnis zu erzeugen.
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 Vorgelegewelle 28 verbindbar. Wie es in 1 gezeigt ist, ist der Zahnradsatz 100 benachbart zu dem Zahnradsatz 80 und der Wand 27 angeordnet und stellt ein siebtes Übersetzungsverhältnis bereit. Genauer ist das durch Zahnrad 102 angetriebene Zahnrad 104 konfiguriert, um das siebte Übersetzungsverhältnis zu erzeugen.
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 Vorgelegewelle 26 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchronein richtung 112 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 74 mit der Vorgelegewelle 26 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 114 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 66 mit der Vorgelegewelle 28 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 116 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 76 mit der Vorgelegewelle 28 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 118 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 84 mit der Vorgelegewelle 26 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 120 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 94 mit der Vorgelegewelle 26 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 122 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 86 mit der Vorgelegewelle 28 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden. Die Synchroneinrichtung 124 ist selektiv einrückbar, um das Zahnrad 104 mit der Vorgelegewelle 28 zur gemeinsamen Rotation damit zu verbinden.
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.
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 Zahnrad 66 übertragen. Das Zahnrad 66 überträgt das Drehmoment auf das Zahnrad 64. Nach Einrückung der Synchroneinrichtung 110 überträgt das Zahnrad 64 Drehmoment auf die Vorgelegewelle 26. Die Vorgelegewelle 26 überträgt das Drehmoment auf das Zahnrad 42. Das Zahnrad 42 überträgt Drehmoment auf das Zahnrad 44, das wiederum das Drehmoment auf die Abtriebswelle 14 überträgt. Die Abtriebswelle 14 überträgt das Drehmoment auf die Achsantriebseinheit 18.
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 92 übertragen. Das Zahnrad 92 überträgt das Drehmoment auf das Zahnrad 94. Nach Einrückung der Synchroneinrichtung 120 überträgt das Zahnrad 94 Drehmoment auf die Vorgelegewelle 26. Die Vorgelegewelle 26 überträgt das Drehmoment auf das Zahnrad 42. Das Zahnrad 42 überträgt Drehmoment auf das Zahnrad 44, das wiederum das Drehmoment auf die Abtriebswelle 14 überträgt. Die Abtriebswelle 14 überträgt das Drehmoment auf die Achsantriebseinheit 18.
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 über trägt das Drehmoment auf das Zahnrad 66. Nach Einrückung der Synchroneinrichtung 114 überträgt das Zahnrad 66 Drehmoment auf die Vorgelegewelle 28. Die Vorgelegewelle 28 überträgt das Drehmoment auf das Zahnrad 52. Das Zahnrad 52 überträgt Drehmoment auf das Zahnrad 54, das wiederum das Drehmoment auf die Abtriebswelle 14 überträgt. Die Abtriebswelle 14 überträgt das Drehmoment auf die Achsantriebseinheit 18.
Das nachfolgende Drehmomentverhältnis (3. 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 Vorgelegewelle 26. Die Vorgelegewelle 26 überträgt das Drehmoment auf das Zahnrad 42. Das Zahnrad 42 überträgt Drehmoment auf das Zahnrad 44, das wiederum das Drehmoment auf die Abtriebswelle 14 überträgt. Die Abtriebswelle 14 überträgt das Drehmoment auf die Achsantriebseinheit 18.
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 Syn chroneinrichtung 112 überträgt das Zahnrad 74 Drehmoment auf die Vorgelegewelle 26. Die Vorgelegewelle 26 überträgt das Drehmoment auf das Zahnrad 42. Das Zahnrad 42 überträgt Drehmoment auf das Zahnrad 44, das wiederum das Drehmoment auf die Abtriebswelle 14 überträgt. Die Abtriebswelle 14 überträgt das Drehmoment auf die Achsantriebseinheit 18.
Das nachfolgende Drehmomentverhältnis (5. 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 überträgt das Zahnrad 86 Drehmoment auf die Vorgelegewelle 28. Die Vorgelegewelle 28 überträgt das Drehmoment auf das Zahnrad 52. Das Zahnrad 52 überträgt Drehmoment auf das Zahnrad 54, das wiederum das Drehmoment auf die Abtriebswelle 14 überträgt. Die Abtriebswelle 14 überträgt das Drehmoment auf die Achsantriebseinheit 18.
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 überträgt das Zahnrad 76 Drehmoment auf die Vorgelegewelle 28. Die Vorgelegewelle 28 überträgt das Drehmoment auf das Zahnrad 52. Das Zahnrad 52 überträgt Drehmoment auf das Zahnrad 54, das wiederum das Drehmoment auf die Abtriebswelle 14 überträgt. Die Abtriebswelle 14 überträgt das Drehmoment auf die Achsantriebseinheit 18.
Das nachfolgende Drehmomentverhältnis (7. 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 102 übertragen. Das Zahnrad 102 überträgt das Drehmoment auf das Zahnrad 104. Nach Einrückung der Synchroneinrichtung 124 überträgt das Zahnrad 104 Drehmoment auf die Vorgelegewelle 28. Die Vorgelegewelle 28 überträgt das Drehmoment auf das Zahnrad 52. Das Zahnrad 52 überträgt Drehmoment auf das Zahnrad 54, das wiederum das Drehmoment auf die Abtriebswelle 14 überträgt. Die Abtriebswelle 14 überträgt das Drehmoment auf die Achsantriebseinheit 18.
Dementsprechend sind gemäß der obigen Beschreibung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieben koplanare Zahnradsätze und acht Synchroneinrichtungen vorgesehen, um die gewünschten Übersetzungsverhältnisse herzustellen. Zwei der koplanaren Zahnradsätze (d. h. Zahnradsatz 40 und 50) sind Verteilerzahnräder, die konfiguriert sind, um Drehmoment von den Vorgelegewellen 26, 28 auf die Abtriebswelle 14 zu übertragen. Der Zahnradsatz 40 und der Zahnradsatz 50 sind benachbart zueinander angeordnet, und der Zahnradsatz 40 ist benachbart zu der Wand 23 angeordnet. Die Zahnradsätze 60 und 70 sind benachbart zu dem Zahnradsatz 50 angeordnet. Der Zahnradsatz 60 stellt die Zahnräder bereit, um den Rückwärtsgang und den zweiten Gang herzustellen. Der Zahnradsatz 70 stellt die Zahnräder bereit, um den vierten Gang und den sechsten Gang herzustellen. Der Zahnradsatz 80 ist benachbart zu der Wand 25 angeordnet und stellt die Zahnräder bereit, um den fünften Gang und den dritten Gang herzustellen. Der Zahnradsatz 90 ist benachbart zu dem Zahnradsatz 80 angeordnet und stellt die Zahnräder bereit, um den ersten Gang herzustellen. Der Zahnradsatz 100 ist benachbart zu der Wand 27 angeordnet und stellt die Zahnräder bereit, um den siebten Gang herzustellen.
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. Ferner stellt die vorliegende Erfindung vorteilhaft die Verteilerzahnräder 42, 44 in einer Ebene und die Verteilerzahnräder 52, 54 in einer anderen Ebene 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 7. Gang Flexibilität geschaffen, da die Zahnräder (92, 94, 102 und 104), die diese Verhältnisse bereitstellen, in zwei separaten Ebenen angeordnet sind.
Zweite Ausführungsform
In den Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Bauteile beziehen, ist in 2 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 in jeder Hinsicht ähnlich ist wie die oben beschriebene Vorgelegewellen-Zahnradanordnung 20, einschließlich die Zahl, Verbindung und Platzierung der koplanaren Zahnradsätze (40, 50, 60, 70, 80 und 90) Zwischenwellen (22, 24), Vorgelegewellen (26, 28) und Synchroneinrichtungen (110, 112, 114, 116, 118, 120, 122 und 124) mit der Ausnahme der Platzierung der Zahnradsätze 90 und 100. Der Zahnradsatz 90 ist benachbart zu der Wand 27 angeordnet und stellt Zahnräder 92 und 94 bereit, um den ersten Gang herzustellen. Der Zahnradsatz 100 ist benachbart zu dem Zahnradsatz 80 angeordnet und stellt Zahnräder 102 und 104 bereit, um den siebten Gang herzustellen.
Wie bei der vorhergehenden Ausführungsform ist eine Doppelkupplung 30 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 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.
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. 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 aus der Lehre, die aus der Beschreibung der vorhergehenden Ausführungsform gewonnen wird, leicht verstehen, dass in der vorliegenden Ausführungsform zu jedem Drehmomentverhältnis ein unterschiedliches Drehzahlverhältnis gehört und wie diese Verhältnisse erreicht werden.
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 200 erreichbar ist. Ferner stellt die vorliegende Erfindung vorteilhaft die Verteilerzahnräder 42, 44 in einer Ebene und die Verteilerzahnräder 52, 54 in einer anderen Ebene bereit. Diese Anordnung bietet die Möglichkeit, die gewünschten Übersetzungsverhältnisse zu erreichen. Ferner wird bei der Auswahl der Übersetzungs verhältnisse in Bezug auf den 1. Gang und den 7. Gang Flexibilität geschaffen, da die Zahnräder (92, 94, 102 und 104), die diese Verhältnisse bereitstellen, in zwei separaten Ebenen angeordnet sind. Außerdem verbessert die Platzierung der Zahnräder 92 und 94, die den ersten Gang herstellen, benachbart zu der Wand 27 die konstruktive Einheit des Getriebes 200.
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.

Claims

Getriebe, umfassend: eine Antriebswelle; eine erste Zwischenwelle; eine zweite Zwischenwelle, die konzentrisch mit der ersten Zwischenwelle ist; eine Kupplung, die selektiv einrückbar ist, um die Antriebswelle mit der ersten oder zweiten Zwischenwelle zu koppeln; eine erste und eine zweite Vorgelegewelle; einen ersten Satz Zahnräder, der zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Zwischenwelle verbunden ist und mit einem ersten wählbaren Satz Zahnräder kämmt, um mehrere erste koplanare Zahnradsätze zu bilden, wobei eines von dem ersten Satz Zahnräder mit nur einem von dem erste Satz wählbarer Zahnräder kämmt, und ein anderes von dem ersten Satz Zahnräder mit zweien von dem ersten wählbaren Satz Zahnräder kämmt, um zumindest eines von dem ersten wählbaren Satz Zahnräder selektiv mit zumindest der ersten und/oder zweiten Vorgelegewelle zur gemeinsamen Rotation zu verbinden und somit das Drehmoment selektiv auf die Vorgelegewellen zu übertragen, wenn die Kupplung eingerückt ist; einen zweiten Satz Zahnräder, der zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Zwischenwelle verbunden ist und mit einem zweiten wählbaren Satz Zahnräder kämmt, um mehrere zweite koplanare Zahnradsätze zu bilden, wobei jedes der Zahnräder des zweiten wählbaren Satzes Zahnräder selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der ersten oder zweiten Vorgelegewelle verbindbar ist, um das Drehmoment selektiv auf eine der Vorgelegewellen zu übertragen, wenn die Kupplung eingerückt ist; eine Abtriebswelle, die radial außerhalb der zweiten Zwischenwelle angeordnet ist; und ein erstes Verteilerzahnrad, das mit der ersten oder zweiten Vorgelegewelle gekoppelt ist, um Drehmoment von der Vorgelegewelle auf die Abtriebswelle zu übertragen.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei der erste Satz Zahnräder ferner zwei Zahnräder umfasst.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei der zweite Satz Zahnräder ferner drei Zahnräder umfasst.
Getriebe nach Anspruch 1, das ferner ein zweites Verteilerzahnrad umfasst, das zur gemeinsamen Rotation mit der ersten oder zweiten Vorgelegewelle verbunden ist und mit einem Abtriebszahnrad kämmt, das zur gemeinsamen Rotation mit der Abtriebswelle verbunden ist, um Drehmoment von der Vorgelegewelle auf die Abtriebswelle zu übertragen.
Getriebe nach Anspruch 1, das ferner mehrere Synchroneinrichtungen umfasst, um den ersten und zweiten Satz wählbarer Sätze Zahnräder selektiv mit zumindest einer der Vorgelegewellen zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 1, das ferner acht Synchroneinrichtungen umfasst, um den ersten und zweiten Satz wählbarer Sätze Zahnräder selektiv mit zumindest einer der Vorgelegewellen zu verbinden.
Getriebe nach Anspruch 1, das ferner eine Achsantriebseinheit umfasst, wobei die Achsantriebseinheit eine Abtriebswelle aufweist, die senkrecht zu dem Antriebselement steht.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei die Kupplung eine Doppelkupplung ist, die eine erste Nabe aufweist, die mit der ersten Zwischenwelle verbunden ist, und eine zweite Nabe, die mit der zweiten Zwischenwelle verbunden ist.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei mehrere erste koplanare Zahnradsätze ferner zwei koplanare Zahnradsätze umfassen.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei mehrere zweite koplanar Zahnradsätze ferner drei koplanare Zahnradsätze umfassen.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei einer der mehreren zweiten koplanaren Zahnradsätze das Drehmoment überträgt, um ein erstes Vorwärtsübersetzungsverhältnis zu erreichen.
Getriebe nach Anspruch 11, wobei der eine der mehreren zweiten koplanaren Zahnradsätze, der das Drehmoment überträgt, um das erste Vorwärtsübersetzungsverhältnis zu erreichen, benachbart zu einer Konstruktionswand des Gehäuses des Getriebes angeordnet ist.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei einer der mehreren zweiten koplanaren Zahnradsätze das Drehmoment überträgt, um ein siebtes Vorwärtsübersetzungsverhältnis zu erreichen.
Getriebe nach Anspruch 13, wobei der eine der mehreren zweiten koplanaren Zahnradsätze, der das Drehmoment überträgt, um das siebte Vorwärtsübersetzungsverhältnis zu erreichen, benachbart zu einer Konstruktionswand des Gehäuses des Getriebes angeordnet ist.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei die mehreren ersten koplanaren Zahnradsätze zwischen der Kupplung und den mehreren zweiten koplanaren Zahnradsätzen angeordnet sind.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei die mehreren zweiten koplanaren Zahnradsätze zwischen zwei Wänden eines Getriebegehäuses angeordnet sind.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei einer der mehreren ersten koplanaren Zahnradsätze das Drehmoment überträgt, um ein Rückwärtsübersetzungsverhältnis zu erreichen.
Getriebe nach Anspruch 17, wobei der eine der mehreren ersten koplanaren Zahnradsätze, der das Drehmoment überträgt, um ein viertes und ein sechstes Vorwärtsübersetzungsverhältnis zu erreichen, benachbart zu einer Konstruktionswand des Gehäuses des Getriebes angeordnet ist.
Getriebe nach Anspruch 17, wobei eines der Zahnräder von einem der mehreren ersten koplanaren Zahnradsätze, der das Drehmoment überträgt, um das Rückwärtsübersetzungsverhältnis zu erreichen, eines der ersten wählbaren Sätze Zahnräder ist und zur selektiven gemeinsamen Rotation mit einer der Vorgelegewellen verbindbar ist und mit einem anderen des ersten wählbaren Satzes Zahnräder kämmt, das zur selektiven gemeinsamen Rotation mit der anderen der Vorgelegewellen verbindbar ist.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei das erste Verteilerzahnrad zwischen den mehreren ersten koplanaren Zahnradsätzen und der Kupplung angeordnet ist.