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VERWEIS AUF GLEICHZEITIG ANHÄNGIGE ANMELDUNG
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Diese Patentanmeldung ist eine Teilfortführung der Patentanmeldung US 2008/0047378 A1.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Automatikgetriebe mit kompaktem Aufbau gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie beispielsweise aus der
DE 103 47 273 A1 bekannt.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Doppelkupplungsgetriebe (dual clutch transmissions, DCTs) sind mit Reibungs-Anfahrkupplungen entworfen, die den Ausgang eines Drehmomentwandlers mit einem Vorgelegewellengetriebe verbinden. Doppelkupplungsgetriebe sind für ihre sportliche, leistungsorientierte Charakteristik bekannt. Doppelkupplungsgetriebe weisen typischerweise aufgrund des guten Zahnradeingriffswirkungsgrads und der Übersetzungswahlflexibilität eine gute Kraftstoffwirtschaftlichkeit auf. Um Zahnräder mit den Gegenwellen in Eingriff zu bringen und den Leistungsfluss von der eingerückten Eingangskupplung zu einer Ausgangskupplung zu vollenden, werden typischerweise Synchronisiereinrichtungen verwendet. Die Synchronisiereinrichtungen haben geringe Drehverluste; somit ist der Gesamtbetriebswirkungsgrad höher. Jedoch verlangen Doppelkupplungsgetriebe einige spezifische Entwurfsüberlegungen. Aufgrund der hohen Wärme, die während des Schlupfs erzeugt wird, müssen die Schaltkupplungen beispielsweise eine relativ große Größe besitzen. Ebenso müssen Shudder und Haltbarkeit des Öls beachtet werden. Ferner sind wegen der Wärmeableitungsanforderungen dieser großen Kupplungen Kühlkreise für die Reibungs-Schaltkupplungen typischerweise relativ komplex. Da Vorgelegewellen- oder Gegenwellengetriebe typischerweise viele Sätze axial ausgerichteter im Eingriff stehender Zahnräder besitzen, kann außerdem die axiale Gesamtlänge von Gegenwellengetrieben ihre Verwendung bei manchen Fahrzeugentwürfen einschränken.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Erfindungsgemäß wird ein Automatikgetriebe vorgeschlagen, das die Merkmale eines der unabhängigen Ansprüche aufweist.
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Ein Antriebsstrang mit einem Drehmomentwandler und Doppel-Schalt-Reibungskupplungen, verbindbar mit einer ersten und einer zweiten konzentrischen Zwischenwelle, vereinigt die Sanftheits- und Übersetzungsverstärkungseffekte eines Drehmomentwandlers mit den niedrigen Drehverlusten, die mit Synchronisiereinrichtungen, die bei Doppelkupplungsentwürfen verwendet werden, zusammenhängen, und stellt dabei bei einer axial kompakten Gestalt vorzugsweise sieben feste Vorwärtsübersetzungsverhältnisse bereit. Zur Minimierung der axialen Länge tragen mehrere Aspekte bei. Beispielsweise stehen Antriebszahnräder, die zur gemeinsamen Drehung mit den Zwischenwellen verbunden sind, mit angetriebenen Eingangszahnrädern im Eingriff, die jeweils zur Drehung mit den entsprechenden Gegenwellen verbindbar sind und somit als gemeinsam genutzte Antriebszahnräder diesen. Vorzugsweise sind Rücken-an-Rücken-Synchronisiereinrichtungspaare an den Gegenwellen zwischen benachbarten im Eingriff stehenden, ausgerichteten Zahnradsätzen unterstützt, derart, dass nur vier Rücken-an-Rücken-Synchronisiereinrichtungspaare erforderlich sind und nur vier Synchronisiereinrichtungs-Auswahlvorrichtungen erforderlich sind, um das Ineingriffbringen der vier Paare zu steuern. Außerdem ist vorzugsweise ein Park-Zahnrad zur gemeinsamen Drehung mit einer der Gegenwellen verbunden, derart, dass es radial auf einen im Eingriff stehenden Ausgangszahnradsatz ausgerichtet ist. (Eine radiale Ebene bedeutet eine Ebene, die die Radien der antreibenden oder angetriebenen Zahnräder umfasst, senkrecht zu der Drehachse des Eingangselements, des Ausgangselements, der Zwischenwellen und der Gegenwellen in dem Getriebe. Wie hier verwendet sind demgemäß Komponenten, die ”radial ausgerichtet” sind, in einer radialen Ebene ausgerichtet.) Ferner ermöglicht das Anordnen einer Getriebeölpumpe zwischen dem Drehmomentwandler und der ersten und der zweiten Reibungs-Schaltkupplung das Konfigurieren einer die Reibungs-Schaltkupplungen unterstützenden Kupplungsnabe mit Kupplungsnabendurchgängen zum Leiten von Öl, das von der Pumpe zu den Reibungs-Schaltkupplungen geliefert wird.
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Genauer umfasst der Antriebsstrang eine Leistungsquelle und einen Drehmomentwandler, der die Leistungsquelle funktional bzw. wirksam mit einem Getriebeeingangselement verbindet. Eine erste und eine Reibungs-Schaltkupplung sind abwechselnd wahlweise einrückbar, um das Getriebeeingangselement mit einer ersten bzw. einer zweiten konzentrischen Zwischenwelle wirksam zu verbinden. Ein erstes Eingangsantriebszahnrad ist zur gemeinsamen Drehung mit der ersten Zwischenwelle verbunden und steht mit einem ersten Paar angetriebener Eingangszahnräder im Eingriff, wovon jedes zur gemeinsamen Drehung mit einer unterschiedlichen jeweiligen der Gegenwellen verbindbar ist, um wahlweise das Drehmoment auf die jeweilige Gegenwelle zu übertragen, wenn die erste Reibungs-Eingangskupplung eingerückt ist. Ferner ist ein zweites Eingangsantriebszahnrad zur gemeinsamen Drehung mit der zweiten Zwischenwelle verbunden und steht mit einem zweiten Paar von Eingangszahnrädern ist Eingriff, wovon jedes zur gemeinsamen Drehung mit einer unterschiedlichen jeweiligen der Gegenwellen verbindbar ist, um wahlweise das Drehmoment auf die jeweilige Gegenwelle zu übertragen, wenn die zweite Reibungs-Eingangskupplung eingerückt ist. Wenn den Gegenwellen durch eine der Reibungskupplungen ein Drehmoment bereitgestellt wird, übertragen somit gemeinsam genutzte Antriebszahnräder an jeder der Gegenwellen in Abhängigkeit von Synchronisiereinrichtungseingriffen das Drehmoment zu einer der Gegenwellen. Vorzugsweise weist die erste Gegenwelle zwei Eingangsantriebszahnräder auf und besitzt die zweite Gegenwelle zwei andere Eingangsantriebszahnräder, so dass für die Drehmomenteingabe von der ersten und der zweiten Reibungs-Schaltkupplungen vier im Eingriff stehende, ausgerichtete Zahnradsätze verwendet werden. Vorzugsweise werden zwei Ausgangszahnradsätze verwendet, die einen ersten Ausgangszahnradsatz umfasst, der ein erstes antreibendes Ausgangszahnrad besitzt, das zur gemeinsamen Drehung mit der ersten Gegenwelle verbunden ist, und ein erstes angetriebenes Ausgangszahnrad besitzt, das zur gemeinsamen Drehung mit dem Ausgangselement verbunden ist und mit dem ersten antreibenden Ausgangszahnrad ständig im Eingriff steht. Ähnlich besitzt der zweite Ausgangszahnradsatz ein zweites antreibendes Ausgangszahnrad, das zur gemeinsamen Drehung mit einer zweiten Gegenwelle verbunden ist, und ein zweites angetriebenes Ausgangszahnrad, das zur gemeinsamen Drehung mit dem Ausgangselement verbunden ist und mit dem zweiten antreibenden Ausgangszahnrad ständig im Eingriff steht. Demgemäß bilden die antreibenden Eingangs- und Ausgangszahnräder und die angetriebenen Eingangs- und Ausgangszahnräder daher sechs Sätze im Eingriff stehender, ausgerichteter Zahnräder. Durch Verwendung der vier Rücken-an-Rücken-Synchronisiereinrichtungen und wahlweises Einrücken der Reibungs-Schaltkupplungen werden sieben Vorwärtsübersetzungsverhältnisse und ein Rückwärtsübersetzungsverhältnis erhalten.
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Die einmalige Unterbringung der Getriebeölpumpe ermöglicht ein vereinfachtes Leiten von Kupplungs- und Schmieröl und ein kompaktes Führen einer Kupplungsnabe, die die Doppel-Reibungs-Schaltkupplungen unterstützt. Genauer ist die Kupplungsnabe mit Kupplungsnabendurchgängen zum Leiten von Öl, das von der Getriebeölpumpe zu der ersten und der zweiten Reibungs-Schaltkupplung geliefert wird, ausgestaltet. Vorzugsweise unterstützt ein stationäres Kupplungsnaben-Unterstützungselement wenigstens teilweise die Kupplungsnabe und ist mit Kupplungsnaben-Unterstützungselementdurchgängen ausgestaltet, die mit den Kupplungsnabendurchgängen in Fluidkommunikation stehen, so dass Öl von der Getriebeölpumpe durch das stationäre Kupplungsnaben-Unterstützungselement zu den Reibungs-Schaltkupplungen geleitet werden kann. Die Getriebeölpumpe befindet sich vorzugsweise radial innen zu dem stationären Kupplungsnaben-Unterstützungselement und ist von diesem teilweise umgeben. Vorzugsweise verbindet eine Statorunterstützungswelle einen Statorabschnitt des Drehmomentwandlers mit dem Kupplungsnaben-Unterstützungselement. Die Ölpumpe ist radial außen zu der Statorunterstützungswelle angeordnet. Vorzugsweise ist die Statorunterstützungswelle mit Statorunterstützungswellendurchgängen ausgestaltet, die mit der Ölpumpe in Fluidkommunikation stehen, um von der Ölpumpe geliefertes Öl zu dem Drehmomentwandler zu leiten.
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Die obigen Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung der besten Art zum Ausführen der Erfindung schnell deutlich, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen aufgenommen wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Antriebsstrangs mit einem Motor, einem Drehmomentwandler, einem Getriebe mit Doppel-Reibungs-Schaltkupplungen und einer zwischen dem Drehmomentwandler und den Reibungs-Schaltkupplungen angeordneten Ölpumpe;
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2 ist eine Tabelle, die einen Einrück- bzw. Eingriffsplan der Reibungs-Schaltkupplungen und Synchronisiereinrichtungen in dem Antriebsstrang von 1 zum Erreichen von sieben Vorwärtsübersetzungsverhältnissen und einem Rückwärtsübersetzungsverhältnis zeigt; und
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3 ist eine teilweise, schematische, fragmentarische Darstellung des Drehmomentwandlers, der Ölpumpe und der Reibungs-Schaltkupplungen des Antriebsstrangs von 1, die eine Kupplungsnabe, ein Kupplungsnaben-Unterstützungselement und ein Statorwellen-Unterstützungselement, die das Leiten von Öl von der Ölpumpe zu dem Drehmomentwandler und zu den Reibungs-Schaltkupplungen ermöglichen, zeigt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Unter den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen in den gesamten mehreren Ansichten gleiche oder entsprechende Teile angeben, ist in 1 ein Antriebsstrang 10 für ein Fahrzeug (nicht gezeigt) gezeigt. Der Antriebsstrang 10 umfasst eine Leistungsquelle oder einen Motor 14, einen Drehmomentwandler 16 und ein Getriebe 18. Der Drehmomentwandler 16 umfasst einen Turbinenabschnitt 20, einen Pumpenabschnitt 22 und einen Statorabschnitt 24. Eine Motorausgangswelle 23 ist zur Drehung mit einem Nabenelement 25 verbunden, das mit dem Pumpenabschnitt 22 verbunden ist. Der Turbinenabschnitt 20 ist mit einem Getriebeeingangselement 26 verbunden. Eine Fluidkopplung zwischen dem Pumpenabschnitt 22 und dem Turbinenabschnitt 20 verbindet somit den Motor 14 wirksam mit dem Getriebeeingangselement 26. Das Getriebeeingangselement 26 ist vorzugsweise dem Wesen nach eine Welle. Das wahlweise Einrücken einer Drehmomentwandlerkupplung 28 ermöglicht das direkte Verbinden des Motors 14 mit dem Eingangselement 26 unter Umgehung des Drehmomentwandlers 16. Vorzugsweise ist die Drehmomentwandlerkupplung 28 elektronisch gesteuert und kann mit mehreren Kupplungsscheiben erweitert sein, um eine größere Kupplungsdrehmomentfähigkeit bereitzustellen, womit die Wandlerkupplung 28 in die Lage versetzt wird, einen größeren Drehmomentbetrag zu übertragen. Der Statorabschnitt 24 ist über eine typische Einwegkupplung 32 an einem stationären Element wie etwa dem Getriebegehäuse 30 an Masse gelegt. Ein Dämpfer 34 ist mit der Drehmomentwandlerkupplung 28 funktional verbunden, um die Vibration zu absorbieren. Eine Getriebeölpumpe 36 ist zur Drehung mit dem Pumpenabschnitt 22 funktional verbunden. Nachstehend wird die Unterstützung für die Pumpe 36 und die Fluidkommunikation von der Pumpe 36 zu dem Getriebe 18 und dem Drehmomentwandler 16 besprochen. Kurz gesagt unterstützt eine Statorunterstützungswelle 38, die sich radial innen zu der Pumpe 36 befindet, den Stator. Die Statorunterstützungswelle 38 unterstützt den Statorabschnitt 24 wirksam, wobei er mit einem stationären Kupplungsnaben-Unterstützungselement 40 verbunden ist, das an dem Getriebegehäuse 30 an Masse gelegt ist. Eine Kupplungsnabe 42 verbindet das Eingangselement 26 funktional mit einer ersten bzw. einer zweiten konzentrischen Zwischenwelle 44, 46 durch wahlweises Einrücken einer ersten bzw. einer zweiten Reibungs-Schaltkupplung CO, CE.
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Das Getriebe 18 umfasst ferner eine erste Gegenwelle 50 und eine zweite Gegenwelle 52, die von den Zwischenwellen 44 und 46 axial beabstandet und zu diesen parallel sind.
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Sechs ausgerichtete, im Eingriff stehende Zahnradsätze werden verwendet, um das Drehmoment von den Zwischenwellen 44, 46 über die Gegenwellen 50, 52 zu einem Ausgangselement 56 (vorzugsweise in Form einer Welle) zu übertragen, um mehrere Übersetzungsverhältnisse zwischen dem Eingangselement 26 und dem Ausgangselement 56 einzurichten. Das Ausgangselement 56 ist mit einem Achsantriebsmechanismus 58 verbunden, der mit Fahrzeugrädern (nicht gezeigt) verbunden sein kann.
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Ein erster im Eingriff stehender Zahnradsatz umfasst Zahnräder 60, 62 und 64. Das Zahnrad 60 ist ein gemeinsam genutztes Eingangsantriebszahnrad, das zur gemeinsamen Drehung mit der Zwischenwelle 44 verbunden ist und mit beiden Zahnrädern 62 und 64 ständig im Eingriff steht. Das Zahnrad 62 ist um die erste Gegenwelle 50 drehbar und wahlweise mit ihr verbindbar. Das Zahnrad 64 ist um die zweite Gegenwelle 52 drehbar und wahlweise mit ihr verbindbar.
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Ein zweiter im Eingriff stehender Zahnradsatz umfasst Zahnräder 66, 68 und 70. Das Zahnrad 66 ist zur gemeinsamen Drehung mit der Zwischenwelle 44 verbunden und steht mit beiden Zahnrädern 68 und 70 ständig im Eingriff. Das Zahnrad 68 ist um die Gegenwelle 50 drehbar und wahlweise mit ihr verbindbar. Das Zahnrad 70 ist um die zweite Gegenwelle 52 drehbar und wahlweise mit ihr verbindbar.
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Ein dritter im Eingriff stehender Zahnradsatz umfasst Zahnräder 72, 74 und 76. Das Zahnrad 72 ist zur gemeinsamen Drehung mit der Zwischenwelle 46 verbindbar und steht mit beiden Zahnrädern 74 und 76 ständig im Eingriff. Das Zahnrad 74 ist um die erste Gegenwelle 50 drehbar und zur Drehung mit ihr wahlweise verbindbar. Das Zahnrad 76 ist um die zweite Gegenwelle 52 drehbar und zur Drehung mit ihr wahlweise verbindbar.
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Ein vierter im Eingriff stehender Zahnradsatz umfasst Zahnräder 78, 80, 82 und ein Zahnrad 84. Das Zahnrad 78 ist zur gemeinsamen Drehung mit der Zwischenwelle 46 verbunden. Das Zahnrad 78 steht sowohl mit dem Zahnrad 80 als auch mit dem Zahnrad 82 ständig im Eingriff. Das Zahnrad 82 steht mit dem Zahnrad 84 ständig im Eingriff. Das Zahnrad 80 ist um die erste Gegenwelle 50 drehbar und zur gemeinsamen Drehung mit dieser wahlweise verbindbar. Das Zahnrad 82 ist ein Losrad, das an einer gesonderten Achse I unterstützt ist. Das Zahnrad 84 ist um die zweite Gegenwelle 52 drehbar und mit dieser wahlweise verbindbar. Die Zahnräder 60, 66, 72 und 78 werden hier als antreibende Eingangszahnräder bzw. Eingangsantriebszahnräder bezeichnet. Die Zahnräder 62, 64, 68, 70, 74, 76, 80 und 84 werden hier als angetriebene Eingangszahnräder bezeichnet.
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Das Getriebe 18 umfasst einen fünften im Eingriff stehenden, ausgerichteten Zahnradsatz, der ein Zahnrad 86 und ein Zahnrad 88 umfasst. Das Zahnrad 86 ist zur gemeinsamen Drehung mit der zweiten Gegenwelle 52 verbunden und steht mit dem Zahnrad 88, das zur gemeinsamen Drehung mit dem Ausgangselement 56 verbunden ist, ständig im Eingriff. Ein sechster im Eingriff stehender, ausgerichteter Zahnradsatz umfasst ein Zahnrad 90, das zur gemeinsamen Drehung mit der ersten Gegenwelle 50 verbunden ist, und ein Zahnrad 92, das zur gemeinsamen Drehung mit dem Ausgangselement 56 verbunden ist und mit dem Zahnrad 90 ständig im Eingriff steht. Die Zahnräder 86 und 90 werden hier als antreibende Ausgangszahnräder bezeichnet, während die Zahnräder 88 und 92 hier als angetriebene Ausgangszahnräder bezeichnet werden. Der im Eingriff stehende, ausgerichtete Zahnradsatz, der die Zahnräder 60, 62 und 64 umfasst, kann als erster Eingangszahnradsatz bezeichnet werden. Der im Eingriff stehende, ausgerichtete Zahnradsatz, der die Zahnräder 66, 68 und 70 umfasst, kann als zweiter Eingangszahnradsatz bezeichnet werden. Der im Eingriff stehende, ausgerichtete Zahnradsatz, der die Zahnräder 72, 74 und 76 umfasst, kann als dritter Eingangszahnradsatz bezeichnet werden. Der im Eingriff stehende, ausgerichtete Zahnradsatz, der die Zahnräder 78, 80, 82 und 84 umfasst, kann hier als vierter Eingangszahnradsatz bezeichnet werden. Der Zahnradsatz, der die Zahnräder 90, 92 umfasst, kann als erster Ausgangszahnradsatz bezeichnet werden, während der Zahnradsatz, der die Zahnräder 88 und 86 umfasst, als zweiter Ausgangszahnradsatz bezeichnet werden kann. Die vier Eingangszahnradsätze verwenden gemeinsam genutzte antreibende Eingangszahnräder: das Zahnrad 60, das Zahnrad 66, das Zahnrad 72 und das Zahnrad 78. Jedes der antreibenden Eingangszahnräder 60, 66, 72 und 78 kämmt mit Zahnrädern, die zur Drehung mit jeder der Gegenwellen 50, 52 verbindbar sind. Somit sind die gemeinsam genutzten antreibenden Eingangszahnräder jeweils in der Lage, ein Drehmoment auf beide der Gegenwellen 50, 52 zu übertragen, wobei die Gegenwelle, auf die das Drehmoment übertragen wird, vom Eingriff von Synchronisiereinrichtungen abhängt, wie hier noch beschrieben wird.
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Ein Park-Zahnrad 94 ist radial auf den Ausgangszahnradsatz 90, 92 ausgerichtet. Somit befindet sich das Park-Zahnrad in einem anderweitig ungenutzten leeren Raum und erfordert keine Erweiterung der axialen Länge des Getriebes 18.
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Das Getriebe 18 umfasst vier Paare von Rücken-an-Rücken-Synchronisiereinrichtungen: A, B, C und D. Das Rücken-an-Rücken-Synchronisiereinrichtungspaar A umfasst eine Synchronisiereinrichtung A1 und eine Synchronisiereinrichtung A3. Die Synchronisiereinrichtung A1 kann wahlweise in Eingriff gebracht werden, um das Zahnrad 64 zur gemeinsamen Drehung mit der zweiten Gegenwelle 52 zu verbinden. Die Synchronisiereinrichtung A3 kann wahlweise in Eingriff gebracht werden, um das Zahnrad 70 zur gemeinsamen Drehung mit der zweiten Gegenwelle 52 zu verbinden. Eine einzelne Synchronisiereinrichtungs-Auswahlvorrichtung 96 dient dazu, entweder die Synchronisiereinrichtung A1 oder die Synchronisiereinrichtung A3 in Eingriff zu bringen. Genauer ist eine Synchronisiereinrichtungs-Auswahlvorrichtung 96 nach links verstellbar, um die Synchronisiereinrichtung A1 in Eingriff zu bringen, und nach rechts verstellbar, um die Synchronisiereinrichtung A3 in Eingriff zu bringen.
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Das Rücken-an-Rücken-Synchronisiereinrichtungspaar B umfasst eine Synchronisiereinrichtung B2 und eine Synchronisiereinrichtung BR. Die Synchronisiereinrichtung B2 kann wahlweise in Eingriff gebracht werden, um das Zahnrad 76 zur gemeinsamen Drehung mit der zweiten Gegenwelle 52 zu verbinden. Die Synchronisiereinrichtung BR kann wahlweise in Eingriff gebracht werden, um das Zahnrad 84 zur gemeinsamen Drehung mit der zweiten Gegenwelle 52 zu verbinden. Eine einzelne Synchronisiereinrichtungs-Auswahlvorrichtung 98 dient dazu, das Ineingriffbringen sowohl der Synchronisiereinrichtung B2 als auch der Synchronisiereinrichtung BR zu steuern. Genauer ist die Synchronisiereinrichtungs-Auswahlvorrichtung 98 nach links verstellbar, um die Synchronisiereinrichtung B2 in Eingriff zu bringen, und nach rechts verstellbar, um die Synchronisiereinrichtung BR in Eingriff zu bringen.
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Das Rücken-an-Rücken-Synchronisiereinrichtungspaar C umfasst eine Synchronisiereinrichtung C5 und eine Synchronisiereinrichtung C7. Die Synchronisiereinrichtung C5 kann wahlweise in Eingriff gebracht werden, um das Zahnrad 62 zur gemeinsamen Drehung mit der ersten Gegenwelle 50 zu verbinden. Die Synchronisiereinrichtung C7 kann wahlweise in Eingriff gebracht werden, um das Zahnrad 68 zur gemeinsamen Drehung mit der ersten Gegenwelle 50 zu verbinden. Eine einzelne Synchronisiereinrichtungs-Auswahlvorrichtung 100 dient dazu, das Ineingriffbringen sowohl der Synchronisiereinrichtung C5 als auch der Synchronisiereinrichtung C7 zu steuern. Genauer ist die Synchronisiereinrichtungs-Auswahlvorrichtung 100 nach links verstellbar, um die Synchronisiereinrichtung C5 in Eingriff zu bringen, und nach rechts verstellbar, um die Synchronisiereinrichtung C7 in Eingriff zu bringen.
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Das Rücken-an-Rücken-Synchronisiereinrichtungspaar D umfasst eine Synchronisiereinrichtung D6 und eine Synchronisiereinrichtung D4. Die Synchronisiereinrichtung D6 kann wahlweise in Eingriff gebracht werden, um das Zahnrad 74 zur gemeinsamen Drehung mit der ersten Gegenwelle 50 zu verbinden. Die Synchronisiereinrichtung D4 ist wahlweise die Synchronisiereinrichtung D6 und D4. Genauer ist die Synchronisiereinrichtungs-Auswahlvorrichtung 102 nach links verstellbar, um die Synchronisiereinrichtung D6 in Eingriff zu bringen, und nach rechts verstellbar, um die Synchronisiereinrichtung D4 in Eingriff zu bringen.
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In 2 ist der Einrück- bzw. Eingriffsplan der Schalt-Reibungskupplungen CO und CE sowie der Synchronisiereinrichtungen gezeigt. Wie in 2 angegeben ist, werden sieben Vorwärtsgänge (d. h. Vorwärtsübersetzungsverhältnisse) und ein Rückwärtsgang (d. h. Rückwärtsübersetzungsverhältnis) erreicht. Fachleute werden erkennen, dass die in 1 gezeigten Zahnräder mit verschiedenen Zähnezahlen entworfen sein können, die dann, wenn die Kupplungen und Synchronisiereinrichtungen gemäß der Wahrheitstabelle von 2 in Eingriff gebracht werden, zu sieben Vorwärtsübersetzungsverhältnissen und einem Rückwärtsübersetzungsverhältnis führen, die den sieben Vorwärtsgängen und dem Rückwärtsgang entsprechen. Beispielsweise können die folgenden Übersetzungen verschiedene Zahlenwerte haben: erster Gang: Zähnezahl Zahnrad 64-/Zähnezahl Zahnrad 60; zweiter Gang: Zähnezahl Zahnrad 76/Zähnezahl Zahnrad 72; dritter Gang: Zähnezahl Zahnrad 70/Zähnezahl Zahnrad 66; vierter Gang: Zähnezahl Zahnrad 80/Zähnezahl Zahnrad 78; fünfter Gang: Zähnezahl Zahnrad 62/Zähnezahl Zahnrad 60; sechster Gang: Zähnezahl Zahnrad 74/Zähnezahl Zahnrad 72; siebter Gang: Zähnezahl Zahnrad 68/Zähnezahl Zahnrad 66; Rückwärtsgang: Zähnezahl Zahnrad 84/Zähnezahl Zahnrad 78; Ausgang der ersten Gegenwelle (50): Zähnezahl Zahnrad 90/Zähnezahl Zahnrad 92; Ausgang der zweiten Gegenwelle (52): Zähnezahl Zahnrad 86/Zähnezahl Zahnrad 88; die Zähnezahlen sind so gewählt, dass die gewünschten Übersetzungsverhältnisse und Verhältnisschrittweiten sowie das gewünschte Gesamtübersetzungsverhältnis erreicht werden.
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Um das Rückwärtsübersetzungsverhältnis einzurichten, werden die Kupplung CE und die Synchronisiereinrichtung BR betätigt. Durch Einrücken der Kupplung CE wird das Drehmoment von dem Eingangselement 26 auf die Zwischenwelle 46 übertragen. Durch Ineingriffbringen der Synchronisiereinrichtung BR wird das Drehmoment von der Zwischenwelle 44 über die im Eingriff stehenden Zahnräder 78, 82 und 84 auf die zweite Gegenwelle 52 übertragen, wobei das Zahnrad 82 als Losrad dient, so dass sich das Zahnrad 84 in derselben Richtung wie das Zahnrad 78 dreht. Das Drehmoment wird von der zweiten Gegenwelle 52 über die im Eingriff stehenden Zahnräder 86 und 88 auf das Ausgangselement 56 übertragen.
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Um das erste Vorwärtsübersetzungsverhältnis einzurichten, werden die Eingangs-Reibungskupplung CO und die Synchronisiereinrichtung A1 betätigt. Das Drehmoment wird durch Einrücken der Eingangs-Schalt-Reibungskupplung CO von dem Eingangselement 26 auf die Zwischenwelle 44 übertragen. Das Drehmoment wird durch Ineingriffbringen der Synchronisiereinrichtung A1 über die im Eingriff stehenden Zahnräder 60 und 62 von der Zwischenwelle 44 auf die zweite Gegenwelle 52 übertragen. Das Drehmoment wird von der zweiten Gegenwelle 52 über die im Eingriff stehenden Zahnräder 86 und 88 auf das Ausgangselement 56 übertragen.
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Um das zweite Vorwärtsübersetzungsverhältnis einzurichten, werden die Eingangs-Reibungskupplung CE und die Synchronisiereinrichtung B2 betätigt. Das Drehmoment wird durch Einrücken der Kupplung CE von dem Eingangselement 26 auf die Zwischenwelle 46 übertragen. Das Drehmoment wird dann durch Ineingriffbringen der Synchronisiereinrichtung B2 über die im Eingriff stehenden Zahnräder 72 und 76 von der Zwischenwelle 46 auf die zweite Gegenwelle 52 übertragen. Das Drehmoment wird von der zweiten Gegenwelle 52 über die im Eingriff stehenden Zahnräder 86 und 88 auf das Ausgangselement 56 übertragen.
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Um das dritte Vorwärtsübersetzungsverhältnis einzurichten, werden die Eingangs-Reibungskupplung CO und die Synchronisiereinrichtung A3 betätigt. Das Drehmoment wird durch Einrücken der Kupplung CO von dem Eingangselement 26 auf die Zwischenwelle 44 übertragen. Das Drehmoment wird durch Ineingriffbringen der Synchronisiereinrichtung A3 über die im Eingriff stehenden Zahnräder 66 und 70 von der Zwischenwelle 44 auf die zweite Gegenwelle 52 übertragen. Das Drehmoment wird von der zweiten Gegenwelle 52 über die im Eingriff stehenden Zahnräder 86 und 88 auf das Ausgangselement 56 übertragen.
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Es ist somit erkennbar, dass sämtliche der vier Zahnräder für niedrigeren Gang (höhere zahlenmäßige Untersetzungsverhältnisse) (1., 2., 3. und rückwärts) an der zweiten Gegenwelle 52 angeordnet sind.
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Um das vierte Vorwärtsübersetzungsverhältnis einzurichten, werden die Eingangs-Reibungs-Schaltkupplung CE und die Synchronisiereinrichtung D4 betätigt. Das Drehmoment wird durch Einrücken der Kupplung CE von dem Eingangselement 26 auf die Zwischenwelle 46 übertragen. Das Drehmoment wird durch das Ineingriffbringen der Synchronisiereinrichtung D4 über die im Eingriff stehenden Zahnräder 78 und 80 von der Zwischenwelle 46 auf die erste Gegenwelle 50 übertragen. Das Drehmoment wird von der ersten Gegenwelle 50 über die im Eingriff stehenden Zahnräder 90 und 92 auf das Ausgangselement 56 übertragen.
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Ein fünftes Vorwärtsübersetzungsverhältnis wird durch Betätigen der Eingangs-Reibungs-Schaltkupplung CO und der Synchronisiereinrichtung C5 eingerichtet. Das Drehmoment wird durch Einrücken der Kupplung CO von dem Eingangselement 26 auf die Zwischenwelle 44 übertragen. Das Drehmoment wird durch Ineingriffbringen der Synchronisiereinrichtung C5 über die im Eingriff stehenden Zahnräder 60 und 62 von der Zwischenwelle 44 auf die erste Gegenwelle 50 übertragen. Das Drehmoment wird von der ersten Gegenwelle 50 über die im Eingriff stehenden Zahnräder 90 und 92 auf das Ausgangselement 56 übertragen.
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Ein sechstes Vorwärtsübersetzungsverhältnis wird durch Betätigen der Eingangs-Reibungs-Schaltkupplung CE und der Synchronisiereinrichtung D6 eingerichtet. Das Drehmoment wird durch Einrücken der Kupplung CE von dem Eingangselement auf die Zwischenwelle 46 übertragen. Das Drehmoment wird durch Ineingriffbringen der Synchronisiereinrichtung D6 über die im Eingriff stehenden Zahnräder 72 und 74 von der Zwischenwelle 46 auf die erste Gegenwelle 50 übertragen. Das Drehmoment wird von der ersten Gegenwelle 50 über die im Eingriff stehenden Zahnräder 90 und 92 auf das Ausgangselement 56 übertragen.
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Ein siebtes Vorwärtsübersetzungsverhältnis wird durch Betätigen der Eingangs-Reibungs-Schaltkupplung CO und der Synchronisiereinrichtung C7 eingerichtet. Das Drehmoment wird durch Einrücken der Eingangs-Reibungs-Schaltkupplung CO von dem Eingangselement 26 auf die Zwischenwelle 44 übertragen. Das Drehmoment wird durch Ineingriffbringen der Synchronisiereinrichtung C7 über die im Eingriff stehenden Zahnräder 66 und 68 von der Zwischenwelle 44 auf die erste Gegenwelle 50 übertragen. Das Drehmoment wird von der ersten Gegenwelle 50 über die im Eingriff stehenden Zahnräder 90 und 92 auf das Ausgangselement 56 übertragen.
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Es ist somit ebenso erkennbar, dass sämtliche der vier Zahnräder für höheren Gang (niedrigere zahlenmäßige Untersetzungsverhältnisse) (4., 5., 6. und 7.) an der ersten Gegenwelle 50 angeordnet sind. Diese Anordnung von Zahnrädern für höheren Gang an der ersten Gegenwelle 50 und der Zahnräder für niedrigeren Gang an der zweiten Gegenwelle 52 erleichtert durch die Differenz hinsichtlich des Zentrums das Zentrieren der Abstände zwischen den Achsen der ersten und der zweiten Gegenwelle 50, 52 und der gemeinsamen Achse der zwei Zwischenwellen 44 und 46. In 1 ist dieser größere Abstand ”X” zwischen der Achse der zweiten Gegenwelle 52 und der gemeinsamen Achse der zwei Zwischenwellen 44 und 46 gezeigt und dem kleineren Abstand ”Y” zwischen der Achse der ersten Gegenwelle 50 und der gemeinsamen Achse der zwei Zwischenwellen 44 und 46 gegenübergestellt. Diese Anordnung unterstützt außerdem die Erhaltung von vernünftigen Drehmoment- und Drehzahlverhältnissen an den Übersetzungszahnrädern. Das Aufteilen der Gesamt-Getriebeabstufung, d. h. der Gesamt-Getriebeabstufung zwischen dem Eingangselement 26 (oder den Zwischenwellen 44 und 46) und dem Ausgangselement 56, auf die Übersetzungs- und Übertragungszahnräder ermöglicht gegenüber einer Anordnung, die alle Getriebeabstufungen in einem Zahnradsatz entwickelt, die Unterbringung kleinerer Zahnraddurchmesser.
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In 3 sind nun der Drehmomentwandler 16, die Pumpe 36, das stationäre Kupplungsnaben-Unterstützungselement 40, die Kupplungsnabe 42 und die Statorunterstützungswelle 38 näher gezeigt. Die Getriebeölpumpe 36 ist mit dem Pumpenabschnitt 22 des Drehmomentwandlers 16 und dem Motor-Ausgangselement 23 über das Pumpenabschnitt-Nabenelement 25 funktional verbunden. Der Statorabschnitt 24 ist mit der Statorunterstützungswelle 38, die mit dem stationären Kupplungsnaben-Unterstützungselement 40 verbunden ist, funktional verbunden. Das Getriebegehäuse 30 ist mit dem stationären Kupplungsnaben-Unterstützungselement 40 verschraubt oder anderweitig verbunden. Somit befindet sich die Pumpe radial außen zu der Statorunterstützungswelle 38 und radial innen zu dem stationären Kupplungsnaben-Unterstützungselement 40, wobei sie von diesem unterstützt ist.
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Der Turbinenabschnitt 20 ist zur Drehung mit dem Eingangselement 26 funktional verbunden. Das Eingangselement 26 ist seinerseits zur Drehung mit der Kupplungsnabe 42 funktional verbunden. Die Kupplungsnabe 42 unterstützt einen Abschnitt der Reibungs-Eingangsschaltkupplungen CO und CE. Die Reibungs-Eingangsschaltkupplung CO besitzt einen weiteren Abschnitt, der zur Drehung mit der Zwischenwelle 44 funktional verbunden ist. Die Reibungs-Eingangsschaltkupplung CE besitzt einen weiteren Abschnitt, der zur Drehung mit der Zwischenwelle 46 funktional verbunden ist. Das Einrücken der Kupplung CO verbindet das Eingangselement 26 und die Kupplungsnabe 42 zur Drehung mit der Zwischenwelle 44. Das Einrücken der Kupplung CE verbindet das Eingangselement 26 und die Kupplungsnabe 42 zur Drehung mit der Zwischenwelle 46.
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Die Getriebeölpumpe 36 ist zu dem Drehmomentwandler 16 und den Reibungs-Schaltkupplungen CO und CE geführt. Drehmomentwandlerkupplungs-Einrücköl wird von der Pumpe 36 über einen Hülsendurchgang 101, der ein ringförmiger Durchgang zwischen der Pumpenabschnitt-Hohlwelle 103 und der Statorunterstützungswelle 38 ist, zu dem Drehmomentwandler 16 geleitet. Die Pumpenabschnitt-Hohlwelle 103 verbindet den Pumpenabschnitt 22 funktional mit der Pumpe 36. Ebenso wird Drehmomentwandlerkupplungs-Ausrücköl durch einen Statorunterstützungswellendurchgang 104 in der Statorunterstützungswelle 38 zu dem Drehmomentwandler 16 geleitet. Das Öl nimmt seinen Weg von der Pumpe 36 zu dem Statorunterstützungswellendurchgang 104 durch eine horizontal verlaufende Fuge 108 zwischen dem stationären Kupplungsnaben-Unterstützungselement 40 und der Statorunterstützungswelle 38. Schmieröl für Zahnräder, die an den Zwischenwellen 44 und 46 unterstützt sind, wird über einen Schmierungsdurchgang 106 geliefert.
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Das stationäre Kupplungsnaben-Unterstützungselement 40 besitzt ebenfalls Kupplungsnaben-Unterstützungselementdurchgänge 110 und 112, die darin ausgebildet sind, um Kupplungseinrücköl von der Pumpe 36 durch die horizontale Fuge 108 zu Kupplungsnabendurchgängen 114 und 116 zu leiten. Die Kupplungsnabe 42 besitzt zusätzliche Durchgänge (nicht gezeigt), die miteinander in Fluidkommunikation stehen, um Stauöl zu den Kupplungen CO und CE zu liefern. Diese zusätzlichen Stauöldurchgänge sind in einer anderen radialen Ebene als die Durchgänge 114 und 116 angeordnet. Der Kupplungsnabendurchgang 114 leitet Öl zu der Eingangsreibungskupplung CE, während der Kupplungsnabendurchgang 116 Öl zu der Eingangsreibungskupplung CO leitet.
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Der Durchgang 118 ist eine Ölzuführung zu der Pumpe 36 in dem Gehäuse 30 und mit einem Filter (nicht gezeigt), über das der Pumpe Öl zugeführt wird, fluidisch verbindbar. Mehrere Ventile, die durch ein Ventil 120 repräsentiert sind, steuern den Ölfluss durch die Durchgänge 101, 104, 106, 108, 110, 112, 114 und 116 und kommunizieren mit einem oder mehreren Ventilgehäusen (nicht gezeigt).
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Somit ermöglicht die einmalige Unterbringung der Ölpumpe 36 in der Nähe der Kupplungsnabe 42 einen relativ einfachen Kühlkreis für die Reibungs-Schaltkupplungen CO und CE durch die Durchgänge 110, 112 des stationären Kupplungsnaben-Unterstützungselements und die Kupplungsnabendurchgänge 114, 116. Während der Montage des Getriebes 18 wird die Kupplungsnabe 42 über das stationäre Nabenunterstützungselement 40 geführt, das dazu dient, sowohl die Kupplungsnabe 42 als auch die Pumpe 36 teilweise zu unterstützen.
