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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE
ANMELDUNGEN
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Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/171,690,
die am 22. April 2009 eingereicht wurde und die hiermit durch Bezugnahme
in ihrer Gesamtheit mit aufgenommen ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Offenbarung betrifft Getriebe und genauer ein kompaktes
Doppelkupplungsgetriebe, das drei Achsen aufweist, um sechs Gänge herzustellen,
von denen einer ein Rückwärtsgang
sein könnte.
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HINTERGRUND
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Die
Aussagen in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformation,
die mit der vorliegenden Offenbarung in Beziehung steht, und brauchen keinen
Stand der Technik zu bilden.
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Ein
typisches Mehrganggetriebe mit Vorgelegewellen und koplanaren Zahnradsätzen benutzt Vorgelegewellenzahnräder 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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Obgleich
gegenwärtige
Getriebe ihren vorgesehenen Zweck erfüllen, ist der Bedarf für neue und
verbesserte Getriebekonfigurationen, die ein verbessertes Leistungsvermögen, insbesondere
von den Standpunkten des Wirkungsgrades, des Ansprechvermögens und
des ruhigen Betriebes aus, sowie einen verbesserten Bauraum, primär reduzierte
Größe und reduziertes
Gewicht, zeigen, im Wesentlichen konstant. Dementsprechend gibt
es in der Technik einen Bedarf für
ein Getriebe, das einen verbesserten Bauraum aufweist, während es
gewünschte Übersetzungsverhältnisse
und Drehmomentbereiche bereitstellt.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Getriebe bereit, das mit einem
Eingangselement verbindbar ist und ein Ausgangselement, ein erstes
und zweites Getriebeeingangswellenelement, eine erste und zweite
Vorgelegewelle, mehrere koplanare Zahnradsätze und mehrere Drehmomentübertragungseinrichtungen
aufweist. Die Drehmomentübertragungseinrichtungen
umfassen mehrere Synchronanordnungen und eine Doppelkupplungsanordnung.
Das Getriebe ist betreibbar, um zumindest einen Rückwärtsgang
und mehrere Vorwärtsgänge zwischen dem
Eingangselement und dem Ausgangselement bereitzustellen.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Getriebe sechs koplanare
Zahnradsätze.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Getriebe fünf koplanare
Zahnradsätze.
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Gemäß einem
nochmals anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Getriebe
vier Synchronanordnungen.
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Gemäß einem
nochmals anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfassen die
vier Synchronanordnungen zwei Zweiwege-Synchroneinrichtungen.
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Gemäß einem
nochmals anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfassen die
vier Synchronanordnungen zwei Einweg-Synchroneinrichtungen.
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Gemäß einem
nochmals anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Getriebe
betreibbar, um zumindest fünf
Vorwärtsgänge bereitzustellen.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Getriebe ein
Getriebegehäuse,
fünf Zahnradsätze, ein
erstes und zweites Getriebeeingangselement, eine erste und zweite
Vorgelegewelle, eine Doppelkupplungsanordnung und vier Synchroneinrichtungen
auf.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der erste Zahnradsatz ein
erstes Zahnrad in Kämmung
mit einem zweiten Zahnrad, der zweite Zahnradsatz umfasst ein erstes Zahnrad
in Kämmung
mit einem zweiten Zahnrad, der dritte Zahnradsatz umfasst ein erstes
Zahnrad in Kämmung
mit einem zweiten Zahnrad und ein Rückwärtszahnrad in Kämmung mit
dem zweiten Zahnrad, der vierte Zahnradsatz umfasst ein erstes Zahnrad
in Kämmung
mit einem zweiten Zahnrad, und der fünfte Zahnradsatz umfasst ein
erstes Zahnrad in Kämmung
mit einem zweiten Zahnrad.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das erste Getriebeeingangselement
drehbar in dem Getriebegehäuse
gelagert. Jedes der ersten Zahnräder
des dritten, vierten und fünften
Zahnradsatzes ist drehfest zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten
Getriebeeingangselement verbunden.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das zweite Getriebeeingangselement
drehbar in dem Getriebegehäuse
gelagert. Jedes der ersten Zahnräder
des ersten und zweiten Zahnradsatzes ist drehfest zur gemeinsamen
Rotation mit dem zweiten Getriebeeingangselement verbunden. Das
zweite Getriebeeingangselement ist konzentrisch mit dem ersten Getriebeeingangselement
und umgibt das erste Getriebeeingangselement zumindest teilweise.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die erste Vorgelegewelle
in dem Getriebegehäuse
drehbar gelagert und von dem ersten und zweiten Getriebeeingangselement
beabstandet und parallel zu diesen gelegen. Die zweiten Zahnräder des
dritten, des vierten und des fünften Zahnradsatzes
sind jeweils selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle
verbindbar.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die zweite Vorgelegewelle
in dem Getriebegehäuse
drehbar gelagert und von dem ersten und zweiten Getriebeeingangselement
beabstandet und parallel zu diesen gelegen. Das Rückwärtszahnrad
des dritten Zahnradsatzes und die zweiten Zahnräder des ersten und zweiten
Zahnradsatzes sind selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten
Vorgelegewelle verbindbar.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Doppelkupplungsanordnung
ein Kupplungsgehäuse
auf, das mit einem Ausgang einer Maschine verbindbar ist, eine erste Kupplung,
die ausgestaltet ist, um das Kupplungsgehäuse selektiv mit dem ersten
Getriebeeingangselement zu verbinden, und eine zweite Kupplung,
die ausgestaltet ist, um das Kupplungsgehäuse selektiv mit dem zweiten
Getriebeeingangselement zu verbinden. Das Kupplungsgehäuse ist
in dem Getriebegehäuse
drehbar gelagert;
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die erste Synchronanordnung ausgestaltet,
um das zweite Zahnrad des ersten Zahnradsatzes selektiv mit der
zweiten Vorgelegewelle zu verbinden und somit ein viertes Übersetzungsverhältnis herzustellen,
wenn die zweite Kupplung der Doppelkupplungsanordnung eingerückt ist, um
das Kupplungsgehäuse
der Doppelkupplung mit dem zweiten Getriebeeingangselement zu verbinden,
und/oder das zweite Zahnrad des zweiten Zahnradsatzes selektiv mit
der zweiten Vorgelegewelle zu verbinden und somit ein zweites Übersetzungsverhältnis herzustellen,
wenn die zweite Kupplung der Doppelkupplungsanordnung eingerückt ist,
um das Kupplungsgehäuse
der Doppelkupplung mit dem zweiten Getriebeeingangselement zu verbinden.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die zweite Synchroneinrichtung
ausgestaltet, um das Rückwärtszahnrad
des dritten Zahnradsatzes selektiv mit der zweiten Vorgelegewelle
zu verbinden und somit ein Rückwärtsübersetzungsverhältnis herzustellen,
wenn die erste Kupplung der Doppelkupplungsanordnung eingerückt ist,
um das Kupplungsgehäuse
der Doppelkupplung mit dem ersten Getriebeeingangselement zu verbinden.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die dritte Synchronanordnung ausgestaltet,
um das zweite Zahnrad des dritten Zahnradsatzes selektiv mit der
ersten Vorgelegewelle zu verbinden und somit ein erstes Übersetzungsverhältnis herzustellen,
wenn die erste Kupplung der Doppelkupplungsanordnung eingerückt ist,
um das Kupplungsgehäuse
der Doppelkupplung mit dem ersten Getriebeeingangselement zu verbinden.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die vierte Synchronanordnung
ausgestaltet, um das zweite Zahnrad des vierten Zahnradsatzes selektiv
mit der ersten Vorgelegewelle zu verbinden und somit ein fünftes Übersetzungsverhältnis herzustellen,
wenn die erste Kupplung der Doppelkupplungsanordnung eingerückt ist, um
das Kupplungsgehäuse
der Doppelkupplung mit dem ersten Getriebeeingangselement zu verbinden, und/oder
das zweite Zahnrad des fünften
Zahnradsatzes selektiv mit der ersten Vorgelegewelle zu verbinden
und somit ein drittes Übersetzungsverhältnis herzustellen,
wenn die erste Kupplung der Doppelkupplungsanordnung eingerückt ist,
um das Kupplungsgehäuse
der Doppelkupplung mit dem ersten Getriebeeingangselement zu verbinden.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Getriebe ein
Getriebegehäuse,
sechs Zahnradsätze,
ein erstes und zweites Getriebeeingangselement, eine erste und zweite Vorgelegewelle,
eine Doppelkupplungsanordnung und vier Synchroneinrichtungen auf.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der erste Zahnradsatz ein
erstes Zahnrad in Kämmung
mit einem zweiten Zahnrad, der zweite Zahnradsatz umfasst ein erstes Zahnrad
in Kämmung
mit einem zweiten Zahnrad, der dritte Zahnradsatz umfasst ein erstes Zahnrad
in Kämmung
mit einem zweiten Zahnrad und ein Rückwärtszahnrad in Kämmung mit
dem zweiten Zahnrad, der vierte Zahnradsatz umfasst ein erstes Zahnrad
in Kämmung
mit einem zweiten Zahnrad, der fünfte
Zahnradsatz umfasst ein erstes Zahnrad in Kämmung mit einem zweiten Zahnrad
und der sechste Zahnradsatz umfasst ein erstes Zahnrad in Kämmung mit
einem zweiten Zahnrad.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das erste Getriebeeingangselement
drehbar in dem Getriebegehäuse
gelagert. Jedes der ersten Zahnräder
des dritten, vierten, fünften
und sechsten Zahnradsatzes ist drehfest zur gemeinsamen Rotation
mit dem ersten Getriebeeingangselement verbunden.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das zweite Getriebeeingangselement
drehbar in dem Getriebegehäuse
gelagert. Jedes der ersten Zahnräder
des ersten und zweiten Zahnradsatzes ist drehfest zur gemeinsamen
Rotation mit dem zweiten Getriebeeingangselement verbunden. Das
zweite Getriebeeingangselement ist konzentrisch mit dem ersten Getriebeeingangselement
und umgibt das erste Getriebeeingangselement zumindest teilweise.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die erste Vorgelegewelle
in dem Getriebegehäuse
drehbar gelagert und von dem ersten und zweiten Getriebeeingangselement
beabstandet und parallel zu diesen gelegen. Die zweiten Zahnräder des
vierten und des fünften
Zahnradsatzes sind jeweils selektiv zur gemeinsamen Rotation mit
der ersten Vorgelegewelle verbindbar, und das zweite Zahnrad des
dritten Zahnradsatzes ist zur Rotation um die erste Vorgelegewelle
gelagert.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die zweite Vorgelegewelle
in dem Getriebegehäuse
drehbar gelagert und von dem ersten und zweiten Getriebeeingangselement
beabstandet und parallel zu diesen gelegen. Das Rückwärtszahnrad
des dritten Zahnradsatzes und die zweiten Zahnräder des ersten, des zweiten
und des sechsten Zahnradsatzes sind selektiv zur gemeinsamen Rotation
mit der zweiten Vorgelegewelle verbindbar.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Doppelkupplungsanordnung
ein Kupplungsgehäuse
auf, das mit einem Ausgang einer Maschine verbindbar ist, eine erste Kupplung,
die ausgestaltet ist, um das Kupplungsgehäuse selektiv mit dem ersten
Getriebeeingangselement zu verbinden, und eine zweite Kupplung,
die ausgestaltet ist, um das Kupplungsgehäuse selektiv mit dem zweiten
Getriebeeingangselement zu verbinden. Das Kupplungsgehäuse ist
in dem Getriebegehäuse
drehbar gelagert.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die erste Synchronanordnung ausgestaltet,
um das zweite Zahnrad des ersten Zahnradsatzes selektiv mit der
zweiten Vorgelegewelle zu verbinden und somit ein zweites Übersetzungsverhältnis herzustellen,
wenn die zweite Kupplung der Doppelkupplungsanordnung eingerückt ist, um
das Kupplungsgehäuse
der Doppelkupplung mit dem zweiten Getriebeeingangselement zu verbinden,
und/oder das zweite Zahnrad des zweiten Zahnradsatzes selektiv mit
der zweiten Vorgelegewelle zu verbinden und somit ein viertes Übersetzungsverhältnis herzustellen,
wenn die zweite Kupplung der Doppelkupplungsanordnung eingerückt ist,
um das Kupplungsgehäuse
der Doppelkupplung mit dem zweiten Getriebeeingangselement zu verbinden.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die zweite Synchroneinrichtung
ausgestaltet, um das Rückwärtszahnrad
des dritten Zahnradsatzes selektiv mit der zweiten Vorgelegewelle
zu verbinden und somit ein Rückwärtsübersetzungsverhältnis herzustellen,
wenn die erste Kupplung der Doppelkupplungsanordnung eingerückt ist,
um das Kupplungsgehäuse
der Doppelkupplung mit dem ersten Getriebeeingangselement zu verbinden.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die dritte Synchronanordnung ausgestaltet,
um das zweite Zahnrad des vierten Zahnradsatzes selektiv mit der
ersten Vorgelegewelle zu verbinden und somit ein fünftes Übersetzungsverhältnis herzustellen,
wenn die erste Kupplung der Doppelkupplungsanordnung eingerückt ist,
um das Kupplungsgehäuse
der Doppelkupplung mit dem ersten Getriebeeingangselement zu verbinden, und/oder
das zweite Zahnrad des fünften
Zahnradsatzes selektiv mit der ersten Vorgelegewelle zu verbinden
und somit ein drittes Übersetzungsverhältnis herzustellen,
wenn die erste Kupplung der Doppelkupplungsanordnung eingerückt ist,
um das Kupplungsgehäuse
der Doppelkupplung mit dem ersten Getriebeeingangselement zu verbinden.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die vierte Synchronanordnung
ausgestaltet, um das zweite Zahnrad des sechsten Zahnradsatzes selektiv
mit der zweiten Vorgelegewelle zu verbinden und somit ein erstes Übersetzungsverhältnis herzustellen,
wenn die erste Kupplung der Doppelkupplungsanordnung eingerückt ist,
um das Kupplungsgehäuse
der Doppelkupplung mit dem ersten Getriebeeingangselement zu verbinden.
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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 in Verbindung genommen mit den begleitenden Zeichnungen
leicht deutlich werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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1 ist
ein schematisches Schaubild einer Ausführungsform eines Fünfganggetriebes
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
ein schematisches Schaubild einer anderen Ausführungsform eines Fünfganggetriebes gemäß der vorliegenden
Erfindung, das die Synchroneinrichtungs- und Ausgangszahnradlagen
darstellt;
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3 ist
ein schematisches Schaubild einer nochmals anderen Ausführungsform
eines Fünfganggetriebes
gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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4 ist
ein schematisches Schaubild einer nochmals anderen alternativen
Ausführungsform
eines Fünfganggetriebes
gemäß der vorliegenden
Erfindung, das die Synchroneinrichtungs- und Ausgangszahnradlagen darstellt.
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BESCHREIBUNG
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Unter
Bezugnahme auf 1 ist ein Mehrganggetriebe allgemein
durch Bezugszeichen 10 angegeben. Das Getriebe 10 ist
mit einem Eingangselement 12 verbindbar und umfasst eine
Zahnradanordnung 20. Die Zahnradanordnung 20 umfasst
verschiedene Wellen oder Wellenelemente, koplanare kämmende Zahnradsätze, eine
Doppelkupplungsanordnung und selektiv einrückbare Synchroneinrichtungen,
wie es hierin beschrieben wird. Zum Beispiel umfasst die Zahnradanordnung 20 eine
erste Getriebeeingangswelle oder ein erstes Getriebeeingangswellenelement 22,
eine zweite Getriebeeingangswelle oder ein zweites Getriebeeingangswellenelement 24,
eine erste Vorgelegewelle 28 und eine zweite Vorgelegewelle 30.
Die zweite Getriebeeingangswelle oder das zweite Getriebeeingangswellenelement 24 ist
eine Hohlwelle, die konzentrisch mit der ersten Getriebeeingangswelle
oder dem ersten Getriebeeingangswellenelement 22 ist und über dieser
liegt. Die erste und zweite Vorgelegewelle 28, 30 sind
von dem ersten und zweiten Getriebeeingangswellenelement 22, 24 beabstandet
und liegen parallel zu diesen. Außerdem sind die erste und zweite
Vorgelegewelle 28, 30 durch zusätzliche
Zahnräder
und/oder Wellen (die nicht gezeigt sind) mit einer Achsantriebsanordnung (die
nicht gezeigt ist) verbindbar, die ausgestaltet ist, um ein Paar
Straßenräder (die
nicht gezeigt sind) anzutreiben. Die erste und zweite Getriebeeingangswelle 22, 24 definieren
eine erste Drehachse, die erste Vorgelegewelle 28 definiert
eine zweite Drehachse und die zweite Vorgelegewelle 30 definiert
eine dritte Drehachse.
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Eine
Doppelkupplungsanordnung 32 ist zwischen das Eingangselement 12 und
das erste und zweite Getriebeeingangswellenelement 22, 24 geschaltet.
Die Doppelkupplungsanordnung 32 umfasst ein Kupplungsgehäuse 34,
das zur gemeinsamen Rotation mit dem Eingangselement 12 verbindbar
ist. Die Doppelkupplungsanordnung 32 könnte eine Trocken- oder Naßkupplungsanordnung
sein. Ferner weist die Doppelkupplungsanordnung 32 ein
erstes und zweites Kupplungselement oder Naben 36 und 38 auf.
Die Kupplungselemente 36 und 38 sind zusammen
mit dem Kupplungsgehäuse 34 ausgestaltet,
um eine Reibkupplung zu bilden, die in der Technik als Doppelkupplung
bekannt ist. Genauer sind an den Kupplungselementen 36, 38 und
dem Kupplungsgehäuse 34 Reibplatten
montiert oder auf andere Weise damit gekoppelt, die Wechselwirken,
um eine Reibkupplung zu bilden. Das Kupplungselement 36 ist
zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Getriebeeingangswelle oder
dem ersten Getriebeeingangswellenelement 22 verbunden,
und das Kupplungselement 38 ist zur gemeinsamen Rotation
mit der zweiten Getriebeeingangswelle oder dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 24 verbunden. Somit
verbindet die selektive Einrückung
des Kupplungselements 36 mit dem Kupplungsgehäuse 34 das
Eingangselement 12 zur gemeinsamen Rotation mit den ersten
Getriebeeingangswellenelement 22. Die selektive Einrückung des
Kupplungselements 38 mit dem Kupplungsgehäuse 34 verbindet
das Eingangselement 12 zur gemeinsamen Rotation mit dem
zweiten Getriebeeingangswellenelement 24.
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Die
Zahnradanordnung 20 umfasst auch mehrere koplanare kämmende Zahnradsätze 40, 50, 60, 70, 80 und 90.
Die koplanaren Zahnradsätze 40, 50, 60, 70, 80 und 90 umfassen
kämmende
Zahnradpaare: Zahnrad 42 und Zahnrad 44, Zahnrad 52 und Zahnrad 54,
Zahnrad 62 und Zahnrad 64, Zahnrad 72 und
Zahnrad 74, Zahnrad 82 und Zahnrad 84 bzw. Zahnrad 92 und
Zahnrad 94. In einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung sind die Zahnräder 42 und 52 entweder
drehfest zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 24 verbunden
oder selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 24 verbindbar.
Die Zahnräder 62, 72, 82, 92 sind
entweder drehfest zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Getriebeeingangswellenelement 22 verbunden
oder selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Getriebeeingangswellenelement 22 verbindbar.
Die Zahnräder 44, 54 und 64 sind
entweder drehfest zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 30 verbunden
oder selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 30 verbindbar.
Ferner sind die Zahnräder 74, 84 und 94 entweder
drehfest zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 28 verbunden
oder selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 28 verbindbar.
Die einzelnen Zahnräder der
koplanaren Zahnradsätze 40, 50, 60, 70, 80 und 90 sind
unabhängig
und selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Getriebeeingangswelle 22, dem
zweiten Getriebeeingangswellenelement 24, der ersten Vorgelegewelle 28 oder
der zweiten Vorgelegewelle 30 durch Synchronanordnungen
verbindbar, wie es nachstehend weiter beschrieben wird. Natürlich zieht
die vorliegende Erfindung andere selektiv betätigbare Einrichtungen als Synchroneinrichtungen
zum Verbinden von Zahnrädern
mit Wellen in Betracht.
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Nun
unter Bezugnahme auf 2 ist eine andere Ausführungsform
eines Mehrganggetriebes allgemein mit Bezugszeichen 100 angegeben.
Das Getriebe 100 ist mit einer Eingangswelle oder einem Eingangswellenelement 112 verbindbar
und umfasst ein Ausgangszahnrad oder ein Ausgangselement 114.
Das Eingangselement 112 ist ständig mit einer Maschine (die
nicht gezeigt ist) oder einem anderen Drehmoment erzeugenden Aggregat
verbunden, um ein Antriebsdrehmoment an das Eingangselement 112 zu
liefern. Das Ausgangselement 114 treibt eine Achsantriebsanordnung 116 drehbar
an. Genauer umfasst die Achsantriebsanordnung 116 einen
Differenzialzahnradsatz, der mit einem Differenzialgehäuse 117 gekoppelt
und in diesem gelagert ist. Das Differenzialgehäuse 117 ist mit dem
Ausgangselement 114 gekoppelt und wird von diesem drehbar
angetrieben. Ferner überträgt das Differenzialgehäuse 117 Drehmoment,
das von dem Ausgangselement 114 abgegeben wird, auf den
Differenzialzahnradsatz, der drehbar mit einer ersten und zweiten
Seitenachse 118, 119 gekoppelt ist, und weiter
auf Straßenräder (die
nicht gezeigt sind), die mit den Seitenachsen 118, 119 gekoppelt
sind.
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Das
Getriebe 100 umfasst ein Gehäuse 120, das eine
Zahnradanordnung 122 zumindest teilweise umschließt. Wie
bei der oben beschriebenen Ausführungsform
umfasst die Zahnradanordnung 122 des Getriebes 100 eine
erste Getriebeeingangswelle oder ein erstes Getriebeeingangswellenelement 124, eine
zweite Getriebeeingangswelle oder ein zweites Getriebeeingangswellenelement 126,
eine erste Vorgelegewelle 128 und eine zweite Vorgelegewelle 130.
Die zweite Getriebeeingangswelle oder das zweite Getriebeeingangswellenelement 126 ist
eine Hohlwelle, die konzentrisch mit der ersten Getriebeeingangswelle
oder dem ersten Getriebeeingangswellenelement 124 ist und über dieser
liegt. Die erste und zweite Vorgelegewelle 128, 130 sind
jeweils von dem ersten und zweiten Getriebeeingangswellenelement 124, 126 beabstandet
und liegen parallel zu diesen. Die erste und zweite Getriebeeingangswelle 124, 126 definieren
eine erste Drehachse, die erste Vorgelegewelle 128 definiert
eine zweite Drehachse und die zweite Vorgelegewelle 130 definiert
eine dritte Drehachse.
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Eine
Doppelkupplungsanordnung 132 ist zwischen das Eingangselement 112 und
das erste und zweite Getriebeeingangswellenelement 124, 126 geschaltet.
Die Doppelkupplungsanordnung 132 könnte eine Trocken- oder Naßkupplungsanordnung sein.
Die Doppelkupplungsanordnung 132 umfasst ein Kupplungsgehäuse 134,
das zur gemeinsamen Rotation mit dem Eingangselement 112 verbindbar ist.
Ferner weist die Doppelkupplungsanordnung 132 ein erstes
und zweites Kupplungselement oder Naben 136 und 138 auf.
Die Kupplungselemente 136 und 138 sind zusammen
mit dem Kupplungsgehäuse 134 ausgestaltet,
um eine Reibkupplung zu bilden, die in der Technik als Doppelkupplung
bekannt ist. Genauer sind an den Kupplungselementen 136, 138 und
dem Kupplungsgehäuse 134 Reibplatten
montiert oder auf andere Weise damit gekoppelt, die Wechselwirken,
um eine Reibkupplung zu bilden. Das Kupplungselement 136 ist
zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Getriebeeingangswelle oder dem
ersten Getriebeeingangswellenelement 124 verbunden, und
das Kupplungselement 138 ist zur gemeinsamen Rotation mit
der zweiten Getriebeeingangswelle oder dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 126 verbunden.
Somit verbindet die selektive Einrückung des Kupplungselements 136 mit dem
Kupplungsgehäuse 134 das
Eingangselement 112 zur gemeinsamen Rotation mit den ersten
Getriebeeingangswellenelement 124. Die selektive Einrückung des
Kupplungselements 138 mit dem Kupplungsgehäuse 134 verbindet
das Eingangselement 112 zur gemeinsamen Rotation mit dem
zweiten Getriebeeingangswellenelement 126.
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Die
Zahnradanordnung 122 umfasst auch mehrere koplanare kämmende Zahnradsätze 140, 150, 160, 170, 180 und 190.
Der koplanare Zahnradsatz 140 umfasst Zahnrad 142 und
Zahnrad 144. Zahnrad 142 ist drehfest und zur
gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 126 verbunden
und kämmt
mit Zahnrad 144. Zahnrad 144 ist selektiv zur
gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 130 verbindbar. Zahnradsatz 140 ist
benachbart zu einer Wand 148 des Getriebegehäuses 120 angeordnet,
d. h. an einer Front oder Seite des Getriebes 100 nahe
bei der Doppelkupplungsanordnung 132.
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Der
koplanare Zahnradsatz 150 umfasst Zahnrad 152 und
Zahnrad 154. Zahnrad 152 ist drehfest und zur
gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 126 verbunden
und kämmt
mit Zahnrad 154. Zahnrad 154 ist selektiv zur gemeinsamen
Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 130 verbindbar.
Zahnradsatz 150 ist benachbart zu Zahnradsatz 140 angeordnet.
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Der
koplanare Zahnradsatz 190 umfasst Zahnrad 192,
Zahnrad 194 und Zahnrad 196. Zahnrad 192 ist
drehfest und zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Getriebeeingangswelle 124 verbunden.
Zahnrad 194 ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem
zweiten Vorgelegewellenelement 130 verbindbar und kämmt mit
Zahnrad 196. Zahnrad 196 ist gelagert durch und
frei, um an und unabhängig von
der ersten Vorgelegewelle 128 zu rotieren, und kämmt mit
Zahnrad 192 und Zahnrad 194. Alternativ kann Zahnrad 196 an
einem Stift (der nicht gezeigt ist) gelagert sein und kann frei
sein, um diesen zu rotieren. Es ist festzustellen, dass das Zahnrad 192 eine
separate Zahnradstruktur sein kann, die an dem ersten Getriebeeingangswellenelement 124 befestigt ist,
oder Zahnradzähne/Kerbverzahnungen,
die an einer Außenfläche des
ersten Getriebeeingangswellenelements 124 gebildet sind,
ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zahnradsatz 190 ist
benachbart zu Zahnradsatz 150 angeordnet.
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Der
koplanare Zahnradsatz 170 umfasst Zahnrad 172 und
Zahnrad 174. Zahnrad 172 ist drehfest und zur
gemeinsamen Rotation mit der ersten Getriebeeingangswelle 124 verbunden
und kämmt mit
Zahnrad 174. Zahnrad 174 ist selektiv zur gemeinsamen
Rotation mit dem ersten Vorgelegewellenelement 128 verbindbar.
Zahnradsatz 170 ist benachbart zu Zahnradsatz 170 gelegen.
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Der
koplanare Zahnradsatz 180 umfasst Zahnrad 182 und
Zahnrad 184. Zahnrad 182 ist drehfest und zur
gemeinsamen Rotation mit dem ersten Getriebeeingangswellenelement 124 verbunden
und kämmt
mit Zahnrad 184. Zahnrad 184 ist selektiv zur gemeinsamen
Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 128 verbindbar.
Zahnradsatz 180 ist benachbart zu Zahnradsatz 170 angeordnet.
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Der
koplanare Zahnradsatz 160 umfasst Zahnrad 162 und
Zahnrad 164. Zahnrad 162 ist drehfest und zur
gemeinsamen Rotation mit dem ersten Getriebeeingangswellenelement 124 verbunden
und kämmt
mit Zahnrad 164. Zahnrad 164 ist selektiv zur gemeinsamen
Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 130 verbindbar.
Zahnradsatz 160 ist zwischen Zahnradsatz 180 und
einer Endwand 200 des Getriebes 100 angeordnet.
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Es
ist festzustellen, dass die Zahnradsätze 140, 150, 160, 170, 180 und 190 in
der Reihenfolge umgeordnet werden können, ohne von der Intention der
Erfindung abzuweichen.
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Ferner
ist ein erstes Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 202 drehfest
und zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Vorgelegewellenelement 128 verbunden.
Ein zweites Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 204 ist
drehfest und zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Vorgelegewellenelement 130 verbunden.
Das erste Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 202 ist
ausgestaltet, um mit Ausgangselement 114 zu kämmen, und
das zweite Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 204 ist ausgestaltet,
um mit Ausgangselement 114 zu kämmen. Jedoch kämmen das
erste Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 202 und
das zweite Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 204 nicht
miteinander. Das erste Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 202 ist
zwischen Zahnrad 174 und Endwand 148 des Getriebegehäuses 120 angeordnet.
Das zweite Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 204 ist
zwischen Zahnrad 144 und Endwand 148 des Getriebegehäuses 120 angeordnet.
Das Ausgangselement 114 ist koplanar mit dem ersten und
zweiten Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 202, 204 und
zwischen dem Zahnradsatz 140 und der Endwand 148 des
Getriebegehäuses 120 angeordnet.
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Das
Getriebe 100 umfasst ferner mehrere selektiv betätigbare
Synchronanordnungen 210, 212, 214 und 216.
Die Synchroneinrichtungen 212 und 216 sind einseitige
Synchroneinrichtungen, die im Allgemeinen eine Schaltgabel (die
nicht gezeigt ist) umfassen, die von einem Aktuator (der nicht gezeigt ist)
bidirektional in entweder eine eingerückte Position oder eine neutrale
oder ausgerückte
Position umgesetzt wird. In der vorliegenden Ausführungsform
ist Synchroneinrichtung 212 selektiv betätigbar,
um Zahnrad 194 zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten
Vorgelegewelle 130 zu verbinden, und Synchroneinrichtung 216 ist
selektiv betätigbar,
um Zahnrad 164 zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten
Vorgelegewellenelement 130 zu verbinden. In einer bevorzugten
Ausführungsform
weisen die Synchroneinrichtungen 212, 216 nur
einen Aktuator auf.
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Die
Synchroneinrichtungen 210 und 214 sind doppelseitige
Synchroneinrichtungen und umfassen im Allgemeinen eine Schaltgabel
(die nicht gezeigt ist), die von einem Aktuator (der nicht gezeigt
ist) bidirektional in zumindest zwei eingerückte Positionen und eine neutrale
oder ausgerückte
Position umgesetzt wird. In der vorliegenden Ausführungsform
ist Synchroneinrichtung 210 selektiv betätigbar,
um Zahnrad 144 zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten
Vorgelegewelle 130 zu verbinden, und ist selektiv betätigbar,
um Zahnrad 154 zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten
Vorgelegewelle 130 zu verbinden. Synchroneinrichtung 214 ist
selektiv einrückbar,
um Zahnrad 174 zur gemeinsamen Rotation mit der ersten
Vorgelegewelle 128 zu verbinden, und ist selektiv einrückbar, um
Zahnrad 184 zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 128 zu verbinden.
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Das
Getriebe 100 ist in der Lage, Drehmoment von der Eingangswelle 112 auf
das Ausgangselement 114 in zumindest fünf Vorwärtsdrehmomentverhältnissen
und zumindest einem Rückwärtsdrehmomentverhältnis zu übertragen.
Ein jedes von den Vorwärtsdrehmomentverhältnissen
und dem Rückwärtsdrehmomentverhältnis wird
durch selektive Einrückung
der Doppelkupplungsanordnung 132 und einer oder mehrerer
der Synchronanordnungen 210, 212, 214 und 216 erzielt.
Fachleute werden leicht verstehen, dass jedem Drehmomentverhältnis ein unterschiedliches
Drehzahlverhältnis
oder unterschiedlicher Gang zugeordnet ist.
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Es
ist festzustellen, dass jeder einzelne Zahnradsatz 140, 150, 160, 170, 180 und 190 bei
selektiver Einrückung
der Synchronanordnungen 210, 212, 214 und 216 ein
oder mehrere Vorwärts- und/oder
Rückwärtsübersetzungsverhältnisse
bereitstellt. Welche Synchroneinrichtung und welcher Zahnradsatz
einem besonderen Vorwärts-
oder Rückwärtsgang
zugeordnet ist, kann jedoch variieren, ohne vom Schutzumfang der
vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Um
beispielsweise das Rückwärtsdrehmomentverhältnis herzustellen,
wird Kupplungselement 136 eingerückt, um das Eingangselement 112 mit
der ersten Getriebeeingangswelle 124 zu koppeln, und Synchroneinrichtung 212 wird
eingerückt,
um Zahnrad 194 mit der zweiten Vorgelegewelle 130 zu
verbinden. Genauer wird Eingangsdrehmoment von der Eingangswelle 112 durch
die Doppelkupplungsanordnung 132 auf die erste Getriebeeingangswelle 124,
durch Zahnrad 192 auf Zahnrad 196, durch Zahnrad 196 auf
Zahnrad 194, von Zahnrad 194 auf Synchroneinrichtung 212,
von Synchroneinrichtung 212 auf die zweite Vorgelegewelle 130,
von der zweiten Vorgelegewelle 130 auf Übertragungszahnrad 204,
von Übertragungszahnrad 204 auf
Ausgangszahnrad 114 und von Ausgangszahnrad 114 auf
Differenzialgehäuse 117 von
Achsantriebsanordnung 116 übertragen.
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Um
ein erstes Vorwärtsdrehmomentverhältnis (d.
h. einen 1. Gang) herzustellen, wird Kupplungselement 136 eingerückt, um
das Eingangselement 112 mit dem ersten Getriebeeingangswellenelement 124 zu
koppeln, und Synchroneinrichtung 216 wird aktiviert, um
Zahnrad 164 mit der zweiten Vorgelegewelle 130 zu
koppeln. Eingangsdrehmoment von dem Eingangs element 112 wird
durch die Doppelkupplungsanordnung 132 auf das erste Getriebeeingangswellenelement 124 zum
Zahnrad 162 übertragen.
Zahnrad 162 überträgt Drehmoment
auf Zahnrad 164, das das Drehmoment auf die zweite Vorgelegewelle 130 durch
Synchroneinrichtung 216 überträgt, und von der zweiten Vorgelegewelle 130 auf Übertragungszahnrad 204 und
von Übertragungszahnrad 204 auf
Ausgangszahnrad 114 und von Ausgangszahnrad 114 auf
Differenzialgehäuse 117 der Achsantriebsanordnung 116.
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Um
ein zweites Vorwärtsdrehmomentverhältnis (d.
h. einen 2. Gang) herzustellen, wird Kupplungselement 138 eingerückt, um
das Eingangselement 112 mit der zweiten Getriebeeingangswelle 126,
die Zahnrad 142 rotiert, zu koppeln, und Synchroneinrichtung 210 wird
aktiviert, um Zahnrad 144 mit dem zweiten Vorgelegewellenelement 130 zu koppeln.
Dementsprechend wird Eingangsdrehmoment von dem Eingangselement 112 durch
die Doppelkupplungsanordnung 132 auf das zweite Getriebeeingangswellenelement 126 zum
Zahnrad 142 übertragen.
Zahnrad 142 überträgt Drehmoment
auf Zahnrad 144, das das Drehmoment auf die zweite Vorgelegewelle 130 durch
Synchroneinrichtung 210 überträgt, und von der zweiten Vorgelegewelle 130 auf Übertragungszahnrad 204 und
von Übertragungszahnrad 204 auf
Ausgangszahnrad 114 und von Ausgangszahnrad 114 auf
Differenzialgehäuse 117 der
Achsantriebsanordnung 116.
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Um
ein drittes Vorwärtsdrehmomentverhältnis (d.
h. einen 3. Gang) herzustellen, wird Kupplungselement 136 eingerückt, um
das Eingangselement 112 mit der ersten Getriebeeingangswelle 124, die
Zahnrad 182 rotiert, zu koppeln, und Synchroneinrichtung 214 wird
eingerückt,
um Zahnrad 184 mit der ersten Vorgelegewelle 128 zu
koppeln. Dementsprechend wird Eingangsdrehmoment von dem Eingangselement 112 durch
die Doppel kupplungsanordnung 132 auf die erste Getriebeeingangswelle 124 zum
Zahnrad 182 übertragen.
Zahnrad 182 überträgt Drehmoment
auf Zahnrad 184, das das Drehmoment auf die erste Vorgelegewelle 128 durch
Synchroneinrichtung 214 überträgt, und von der ersten Vorgelegewelle 128 auf Übertragungszahnrad 202 und
von Übertragungszahnrad 202 auf
Ausgangszahnrad 114 und von Ausgangszahnrad 114 auf
Differenzialgehäuse 117 von
Achsantriebsanordnung 116.
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Um
ein viertes Vorwärtsdrehmomentverhältnis (d.
h. einen 4. Gang) herzustellen, wird Kupplungselement 138 eingerückt, um
das Eingangselement 112 mit dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 126,
das Zahnrad 152 rotiert, zu koppeln, und Synchroneinrichtung 210 wird
aktiviert, um Zahnrad 154 mit der zweiten Vorgelegewelle 130 zu
koppeln. Somit wird Eingangsdrehmoment von dem Eingangselement 112 durch
die Doppelkupplungsanordnung 132 auf die zweite Getriebeeingangswelle 126 zum Zahnrad 152 übertragen.
Zahnrad 152 überträgt Drehmoment
auf Zahnrad 154, das das Drehmoment auf die zweite Vorgelegewelle 130 durch
Synchroneinrichtung 210 überträgt, und von der zweiten Vorgelegewelle 130 auf Übertragungszahnrad 204 und von Übertragungszahnrad 204 auf
Ausgangszahnrad 114 und von Ausgangszahnrad 114 auf
Differenzialgehäuse 117 von
Achsantriebsanordnung 116.
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Um
ein fünftes
Vorwärtsdrehmomentverhältnis (d.
h. einen 5. Gang) herzustellen, wird Kupplungselement 136 eingerückt, um
das Eingangselement 112 mit der ersten Getriebeeingangswelle 124, die
Zahnrad 172 rotiert, zu koppeln, und Synchroneinrichtung 214 wird
aktiviert, um Zahnrad 174 mit der ersten Vorgelegewelle 128 zu
koppeln. Somit wird Eingangsdrehmoment von dem Eingangselement 112 durch
die Doppelkupplungsanordnung 132 auf die erste Getriebeeingangswelle 124 zum
Zahnrad 172 übertragen.
Zahnrad 172 überträgt Drehmoment
auf Zahn rad 174, das das Drehmoment auf die erste Vorgelegewelle 128 durch
Synchroneinrichtung 214 überträgt, und von der ersten Vorgelegewelle 128 auf Übertragungszahnrad 202 und
von Übertragungszahnrad 202 auf
Ausgangszahnrad 114 und von Ausgangszahnrad 114 auf
Differenzialgehäuse 117 von
Achsantriebsanordnung 116.
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Wieder
ist festzustellen, dass jeder der Zahnradsätze der Zahnradsätze 140, 150, 160, 170, 180 und 190 gewechselt
werden kann, um ein bestimmtes Vorwärts- und Rückwärtsdrehmomentverhältnis zu
erzeugen, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Die
vorliegende Erfindung zieht in Betracht, dass eine Vielfalt von
Drehmomentverhältnissen
(d. h. das Verhältnis
von Drehmoment des Ausgangselements 114 zu dem des Eingangselements 112)
durch die Auswahl von Zähnezahlen
der Zahnräder
des Getriebes 100 erreichbar ist. Diese Anordnung bietet die
Gelegenheit, eine reduzierte Getriebelänge im Vergleich mit anderen
Getrieben zu erreichen.
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Nun
unter Bezugnahme auf 3 ist eine nochmals andere Ausführungsform
eines Mehrganggetriebes allgemein mit Bezugszeichen 300 angegeben.
Das Getriebe 300 ist mit einem Eingangselement 312 verbindbar
und umfasst eine Zahnradanordnung 320. Die Zahnradanordnung 320 umfasst verschiedene
Wellen oder Wellenelemente, koplanare kämmende Zahnradsätze, eine
Doppelkupplungsanordnung und selektiv einrückbare Synchroneinrichtungen,
wie es hierin beschrieben wird. Zum Beispiel umfasst die Zahnradanordnung 320 eine
erste Getriebeeingangswelle oder ein erstes Getriebeeingangswellenelement 322,
eine zweite Getriebeeingangswelle oder ein zweites Getriebeeingangswellenelement 324,
eine erste Vorgelegewelle 328 und eine zweite Vorgelegewelle 330.
Die zweite Getriebeeingangswelle oder das zweite Getriebeeingangswellenelement 324 ist eine
Hohlwelle, die konzentrisch mit der ersten Getriebeeingangswelle
oder dem ersten Getriebeeingangswellenelement 322 ist und über dieser
liegt. Die erste und zweite Vorgelegewelle 328, 330 sind
von dem ersten und zweiten Getriebeeingangswellenelement 322, 324 beabstandet
und liegen parallel zu diesen. Außerdem sind die erste und zweite
Vorgelegewelle 328, 330 durch zusätzliche
Zahnräder
und/oder Wellen (die nicht gezeigt sind) mit einer Achsantriebsanordnung
(die nicht gezeigt ist) verbindbar, die ausgestaltet ist, um ein
Paar Straßenräder (die
nicht gezeigt sind) anzutreiben. Die erste und zweite Getriebeeingangswelle 322, 324 definieren
eine erste Drehachse, die erste Vorgelegewelle 328 definiert
eine zweite Drehachse und die zweite Vorgelegewelle 330 definiert
eine dritte Drehachse.
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Eine
Doppelkupplungsanordnung 332 ist zwischen das Eingangselement 312 und
das erste und zweite Getriebeeingangswellenelement 322, 324 geschaltet.
Die Doppelkupplungsanordnung 332 umfasst ein Kupplungsgehäuse 334,
das zur gemeinsamen Rotation mit dem Eingangselement 312 verbindbar
ist. Die Doppelkupplungsanordnung 332 könnte eine Trocken- oder Naßkupplungsanordnung
sein. Ferner weist die Doppelkupplungsanordnung 332 ein erstes
und zweites Kupplungselement oder Naben 336 und 338 auf.
Die Kupplungselemente 336 und 338 sind zusammen
mit dem Kupplungsgehäuse 334 ausgestaltet,
um eine Reibkupplung zu bilden, die in der Technik als Doppelkupplung
bekannt ist. Genauer sind an den Kupplungselementen 336, 338 und dem
Kupplungsgehäuse 334 Reibplatten
montiert oder auf andere Weise damit gekoppelt, die Wechselwirken,
um eine Reibkupplung zu bilden. Das Kupplungselement 336 ist
zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Getriebeeingangswelle oder
dem ersten Getriebeeingangswellenelement 322 verbunden,
und das Kupplungselement 338 ist zur gemeinsamen Rotation
mit der zweiten Getriebeeingangswelle oder dem zweiten Getriebeeingangswellen element 324 verbunden.
Somit verbindet die selektive Einrückung des Kupplungselements 336 mit
dem Kupplungsgehäuse 334 das
Eingangselement 312 zur gemeinsamen Rotation mit den ersten
Getriebeeingangswellenelement 322. Die selektive Einrückung des
Kupplungselements 338 mit dem Kupplungsgehäuse 334 verbindet
das Eingangselement 312 zur gemeinsamen Rotation mit dem
zweiten Getriebeeingangswellenelement 324.
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Die
Zahnradanordnung 320 umfasst auch mehrere koplanare kämmende Zahnradsätze 340, 350, 360, 370 und 380.
Die koplanaren Zahnradsätze 340, 350, 360, 370 und 380 umfassen
kämmende Zahnradpaare:
Zahnrad 342 und Zahnrad 344, Zahnrad 352 und
Zahnrad 354, Zahnrad 362, 366 und Zahnrad 364,
Zahnrad 372 und Zahnrad 374 bzw. Zahnrad 382 und
Zahnrad 384. In einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung sind die Zahnräder 342 und 352 entweder
drehfest zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 324 verbunden
oder selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 324 verbindbar.
Die Zahnräder 362, 372, 382 sind
entweder drehfest zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Getriebeeingangswellenelement 322 verbunden
oder selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Getriebeeingangswellenelement 322 verbindbar.
Die Zahnräder 344, 354 und 366 sind entweder
drehfest zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 330 verbunden
oder selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 330 verbindbar.
Ferner sind die Zahnräder 364, 374 und 384 entweder
drehfest zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 328 verbunden
oder selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 328 verbindbar.
Die einzelnen Zahnräder
der koplanaren Zahnradsätze 340, 350, 360, 370 und 380 sind
unabhängig
und selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Getriebeeingangswelle 322,
dem zweiten Getriebe eingangswellenelement 324, der ersten
Vorgelegewelle 328 oder der zweiten Vorgelegewelle 330 durch
Synchronanordnungen verbindbar, wie es nachstehend weiter beschrieben
wird. Natürlich
zieht die vorliegende Erfindung andere selektiv betätigbare
Einrichtungen als Synchroneinrichtungen zum Verbinden von Zahnrädern mit
Wellen in Betracht.
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Nun
unter Bezugnahme auf 4 ist eine nochmals andere Ausführungsform
eines Mehrganggetriebes allgemein mit Bezugszeichen 400 angegeben.
Das Getriebe 400 ist mit einer Eingangswelle oder einem
Eingangswellenelement 412 verbindbar und umfasst ein Ausgangszahnrad
oder ein Ausgangselement 414. Das Eingangselement 412 ist ständig mit
einer Maschine (die nicht gezeigt ist) oder einem anderen Drehmoment
erzeugenden Aggregat verbunden, um ein Antriebsdrehmoment an das
Eingangselement 412 zu liefern. Das Ausgangselement 414 treibt
eine Achsantriebsanordnung 416 drehbar an. Genauer umfasst
die Achsantriebsanordnung 416 einen Differenzialzahnradsatz,
der mit einem Differenzialgehäuse 417 gekoppelt
und in diesem gelagert ist. Das Differenzialgehäuse 417 ist mit dem Ausgangselement 414 gekoppelt
und wird von diesem drehbar angetrieben. Ferner überträgt das Differenzialgehäuse 417 Drehmoment,
das von dem Ausgangselement 414 abgegeben wird, auf den
Differenzialzahnradsatz, der drehbar mit einer ersten und zweiten
Seitenachse 418, 419 gekoppelt ist, und weiter
auf Straßenräder (die
nicht gezeigt sind), die mit den Seitenachsen 418, 419 gekoppelt
sind.
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Das
Getriebe 400 umfasst ein Gehäuse 420, das eine
Zahnradanordnung 422 zumindest teilweise umschließt. Wie
bei der oben beschriebenen Ausführungsform
umfasst die Zahnradanordnung 422 des Getriebes 400 eine
erste Getriebeeingangswelle oder ein erstes Getriebeeingangswellenelement 424, eine
zweite Getriebeeingangswelle oder ein zweites Getriebeeingangswellenelement 426,
eine erste Vorgelegewelle 428 und eine zweite Vorgelegewelle 430.
Die zweite Getriebeeingangswelle oder das zweite Getriebeeingangswellenelement 426 ist
eine Hohlwelle, die konzentrisch mit der ersten Getriebeeingangswelle
oder dem ersten Getriebeeingangswellenelement 424 ist und über dieser
liegt. Die erste und zweite Vorgelegewelle 428, 430 sind
jeweils von dem ersten und zweiten Getriebeeingangswellenelement 424, 426 beabstandet
und liegen parallel zu diesen. Die erste und zweite Getriebeeingangswelle 424, 426 definieren
eine erste Drehachse, die erste Vorgelegewelle 428 definiert
eine zweite Drehachse und die zweite Vorgelegewelle 430 definiert
eine dritte Drehachse.
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Eine
Doppelkupplungsanordnung 432 ist zwischen das Eingangselement 412 und
das erste und zweite Getriebeeingangswellenelement 424, 426 geschaltet.
Die Doppelkupplungsanordnung 432 umfasst ein Kupplungsgehäuse 434,
das zur gemeinsamen Rotation mit dem Eingangselement 412 verbindbar
ist. Ferner weist die Doppelkupplungsanordnung 432 ein
erstes und zweites Kupplungselement oder Naben 436 und 438 auf.
Die Kupplungselemente 436 und 438 sind zusammen
mit dem Kupplungsgehäuse 434 ausgestaltet,
um eine Reibkupplung zu bilden, die in der Technik als Doppelkupplung
bekannt ist. Genauer sind an den Kupplungselementen 436, 438 und
dem Kupplungsgehäuse 434 Reibplatten
montiert oder auf andere Weise damit gekoppelt, die Wechselwirken,
um eine Reibkupplung zu bilden. Das Kupplungselement 436 ist
zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Getriebeeingangswelle oder dem
ersten Getriebeeingangswellenelement 424 verbunden, und
das Kupplungselement 438 ist zur gemeinsamen Rotation mit
der zweiten Getriebeeingangswelle oder dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 426 verbunden.
Somit verbindet die selektive Einrückung des Kupplungselements 436 mit dem
Kupplungsgehäuse 434 das
Eingangselement 412 zur gemeinsamen Rotation mit den ersten
Getriebeeingangswellenelement 424. Die selektive Einrückung des
Kupplungselements 438 mit dem Kupplungsgehäuse 434 verbindet
das Eingangselement 412 zur gemeinsamen Rotation mit dem
zweiten Getriebeeingangswellenelement 426.
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Die
Zahnradanordnung 422 umfasst auch mehrere koplanare kämmende Zahnradsätze 440, 450, 460, 470 und 480.
Der koplanare Zahnradsatz 440 umfasst Zahnrad 442 und
Zahnrad 444. Zahnrad 442 ist drehfest und zur
gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 426 verbunden
und kämmt
mit Zahnrad 444. Zahnrad 444 ist selektiv zur
gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 430 verbindbar.
Zahnradsatz 440 ist benachbart zu einer Wand 448 des
Getriebegehäuses 420 angeordnet,
d. h. an einer Front oder Seite des Getriebes 400 nahe
bei der Doppelkupplungsanordnung 432.
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Der
koplanare Zahnradsatz 450 umfasst Zahnrad 452 und
Zahnrad 454. Zahnrad 452 ist drehfest und zur
gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 426 verbunden
und kämmt
mit Zahnrad 454. Zahnrad 454 ist selektiv zur gemeinsamen
Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 430 verbindbar.
Zahnradsatz 450 ist benachbart zu Zahnradsatz 440 angeordnet.
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Der
koplanare Zahnradsatz 460 umfasst Zahnrad 462,
Zahnrad 464 und Zahnrad 466. Zahnrad 462 ist
drehfest und zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Getriebeeingangswelle 424 verbunden.
Zahnrad 464 ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem
zweiten Vorgelegewellenelement 430 verbindbar und kämmt mit
Zahnrad 466. Zahnrad 466 ist selektiv zur gemeinsamen
Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 428 verbindbar und
kämmt mit
Zahnrad 462 und Zahnrad 464. Es ist festzustellen,
dass Zahnrad 462 eine separate Zahnradstruktur sein kann,
die an dem ersten Getriebeeingangswellenelement 424 befestigt
ist, oder Zahnradzähne/Kerbverzahnungen,
die an einer Außenfläche des
ersten Getriebeeingangswellenelements 424 gebildet sind, ohne
vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zahnradsatz 460 ist
benachbart zu Zahnradsatz 450 angeordnet.
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Der
koplanare Zahnradsatz 480 umfasst Zahnrad 482 und
Zahnrad 484. Zahnrad 482 ist drehfest und zur
gemeinsamen Rotation mit dem ersten Getriebeeingangswellenelement 424 verbunden
und kämmt
mit Zahnrad 484. Zahnrad 484 ist selektiv zur gemeinsamen
Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 428 verbindbar.
Zahnradsatz 480 ist benachbart zu Zahnradsatz 460 gelegen.
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Der
koplanare Zahnradsatz 470 umfasst Zahnrad 472 und
Zahnrad 474. Zahnrad 472 ist drehfest und zur
gemeinsamen Rotation mit der ersten Getriebeeingangswelle 424 verbunden
und kämmt mit
Zahnrad 474. Zahnrad 474 ist selektiv zur gemeinsamen
Rotation mit dem ersten Vorgelegewellenelement 428 verbindbar.
Zahnradsatz 470 ist zwischen Zahnradsatz 480 und
einer Endwand 500 des Getriebes 400 angeordnet.
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Es
ist festzustellen, dass die Zahnradsätze 440, 450, 460, 470 und 480 in
der Reihenfolge umgeordnet werden können, ohne von der Intention
der Erfindung abzuweichen.
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Ferner
ist ein erstes Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 502 drehfest
und zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Vorgelegewellenelement 428 verbunden.
Ein zweites Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 504 ist
drehfest und zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Vorgelegewellenelement 430 verbunden.
Das erste Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 502 ist
ausgestaltet, um mit Ausgangselement 414 zu kämmen, und
das zweite Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 504 ist ausgestaltet,
um mit Ausgangselement 414 zu kämmen. Jedoch kämmen das
erste Vorgelege wellen-Übertragungszahnrad 502 und
das zweite Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 504 nicht
miteinander. Das erste Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 502 ist
zwischen Zahnrad 466 und Endwand 448 des Getriebegehäuses 420 angeordnet.
Das zweite Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 504 ist
zwischen Zahnrad 444 und Endwand 448 des Getriebegehäuses 420 angeordnet.
Das Ausgangselement 414 ist koplanar mit dem ersten und
zweiten Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 502, 504 und
zwischen dem Zahnradsatz 440 und der Endwand 448 des
Getriebegehäuses 420 angeordnet.
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Das
Getriebe 400 umfasst ferner mehrere selektiv betätigbare
Synchronanordnungen 510, 512, 514 und 516.
Die Synchroneinrichtungen 512 und 514 sind einseitige
Synchroneinrichtungen, die im Allgemeinen eine Schaltgabel (die
nicht gezeigt ist) umfassen, die von einem Aktuator (der nicht gezeigt ist)
bidirektional in entweder eine eingerückte Position oder eine neutrale
oder ausgerückte
Position umgesetzt wird. In der vorliegenden Ausführungsform
ist die Synchroneinrichtung 512 selektiv betätigbar,
um Zahnrad 464 zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten
Vorgelegewelle 430 zu verbinden, und Synchroneinrichtung 514 ist
selektiv betätigbar,
um Zahnrad 466 zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten
Vorgelegewellenelement 428 zu verbinden. In einer bevorzugten
Ausführungsform
weisen die Synchroneinrichtungen 512, 514 nur
einen Aktuator auf.
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Die
Synchroneinrichtungen 510 und 516 sind doppelseitige
Synchroneinrichtungen und umfassen im Allgemeinen eine Schaltgabel
(die nicht gezeigt ist), die von einem Aktuator (der nicht gezeigt
ist) bidirektional in zumindest zwei eingerückte Positionen und eine neutrale
oder ausgerückte
Position umgesetzt wird. In der vorliegenden Ausführungsform
ist Synchroneinrichtung 510 selektiv betätigbar,
um Zahnrad 444 zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten
Vorgelegewelle 430 zu verbinden, und ist selektiv betätigbar,
um Zahnrad 454 zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten
Vorgelegewelle 430 zu verbinden. Synchroneinrichtung 516 ist
selektiv einrückbar,
um Zahnrad 474 zur gemeinsamen Rotation mit der ersten
Vorgelegewelle 428 zu verbinden, und ist selektiv einrückbar, um
Zahnrad 484 zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 428 zu verbinden.
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Das
Getriebe 400 ist in der Lage, Drehmoment von der Eingangswelle 412 auf
das Ausgangselement 414 in zumindest fünf Vorwärtsdrehmomentverhältnissen
und zumindest einem Rückwärtsdrehmomentverhältnis zu übertragen.
Ein jedes von den Vorwärtsdrehmomentverhältnissen
und dem Rückwärtsdrehmomentverhältnis wird
durch selektive Einrückung
der Doppelkupplungsanordnung 432 und einer oder mehrerer
der Synchronanordnungen 510, 512, 514 und 516 erzielt.
Fachleute werden leicht verstehen, dass jedem Drehmomentverhältnis ein unterschiedliches
Drehzahlverhältnis
oder unterschiedlicher Gang zugeordnet ist.
-
Es
ist festzustellen, dass jeder einzelne Zahnradsatz 440, 450, 460, 470 und 480 bei
selektiver Einrückung
der Synchronanordnungen 510, 512, 514 und 516 ein
oder mehrere Vorwärts-
und/oder Rückwärtsübersetzungsverhältnisse
bereitstellt. Welche Synchroneinrichtung und welcher Zahnradsatz
einem besonderen Vorwärts-
oder Rückwärtsgang
zugeordnet ist, kann jedoch variieren, ohne vom Schutzumfang der
vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Um
beispielsweise das Rückwärtsdrehmomentverhältnis herzustellen,
wird Kupplungselement 436 eingerückt, um das Eingangselement 412 mit
der ersten Getriebeeingangswelle 424 zu koppeln, und Synchroneinrichtung 512 wird
eingerückt,
um Zahnrad 464 mit der zweiten Vorgelegewelle 430 zu
verbinden. Genauer wird Eingangsdrehmoment von der Eingangs welle 412 durch
die Doppelkupplungsanordnung 432 auf die erste Getriebeeingangswelle 424,
durch Zahnrad 462 auf Zahnrad 466, durch Zahnrad 466 auf
Zahnrad 464, von Zahnrad 464 auf Synchroneinrichtung 512,
von Synchroneinrichtung 512 auf die zweite Vorgelegewelle 430,
von der zweiten Vorgelegewelle 430 auf Übertragungszahnrad 504,
von Übertragungszahnrad 504 auf
Ausgangszahnrad 414 und von Ausgangszahnrad 414 auf
Differenzialgehäuse 417 von
Achsantriebsanordnung 416 übertragen.
-
Um
ein erstes Vorwärtsdrehmomentverhältnis (d.
h. einen 1. Gang) herzustellen, wird Kupplungselement 436 eingerückt, um
das Eingangselement 412 mit dem ersten Getriebeeingangswellenelement 424 zu
koppeln, und Synchroneinrichtung 514 wird aktiviert, um
Zahnrad 466 mit der ersten Vorgelegewelle 428 zu
koppeln. Eingangsdrehmoment von dem Eingangselement 412 wird
durch die Doppelkupplungsanordnung 432 auf das erste Getriebeeingangswellenelement 424 zum
Zahnrad 462 übertragen.
Zahnrad 462 überträgt Drehmoment
auf Zahnrad 466, das das Drehmoment auf die erste Vorgelegewelle 428 durch
Synchroneinrichtung 514 überträgt, und von der ersten Vorgelegewelle 428 auf Übertragungszahnrad 502 und
von Übertragungszahnrad 502 auf
Ausgangszahnrad 414 und von Ausgangszahnrad 414 auf
Differenzialgehäuse 417 von Achsantriebsanordnung 416.
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Um
ein zweites Vorwärtsdrehmomentverhältnis (d.
h. einen 2. Gang) herzustellen, wird Kupplungselement 438 eingerückt, um
das Eingangselement 412 mit der zweiten Getriebeeingangswelle 426,
die Zahnrad 452 rotiert, zu koppeln, und Synchroneinrichtung 510 wird
aktiviert, um Zahnrad 454 mit dem zweiten Vorgelegewellenelement 430 zu koppeln.
Dementsprechend wird Eingangsdrehmoment von dem Eingangselement 412 durch
die Doppelkupplungsanordnung 432 auf das zweite Getriebe eingangswellenelement 426 zum
Zahnrad 452 übertragen.
Zahnrad 452 überträgt Drehmoment
auf Zahnrad 454, das das Drehmoment auf die zweite Vorgelegewelle 430 durch
Synchroneinrichtung 510 überträgt, und von der zweiten Vorgelegewelle 430 auf Übertragungszahnrad 504 und
von Übertragungszahnrad 504 auf
Ausgangszahnrad 414 und von Ausgangszahnrad 414 auf
Differenzialgehäuse 417 von
Achsantriebsanordnung 416.
-
Um
ein drittes Vorwärtsdrehmomentverhältnis (d.
h. einen 3. Gang) herzustellen, wird Kupplungselement 436 eingerückt, um
das Eingangselement 412 mit der ersten Getriebeeingangswelle 424, die
Zahnrad 472 rotiert, zu koppeln, und Synchroneinrichtung 516 wird
eingerückt,
um Zahnrad 474 mit der ersten Vorgelegewelle 428 zu
koppeln. Dementsprechend wird Eingangsdrehmoment von dem Eingangselement 412 durch
die Doppelkupplungsanordnung 432 auf die erste Getriebeeingangswelle 424 zum
Zahnrad 472 übertragen.
Zahnrad 472 überträgt Drehmoment
auf Zahnrad 474, das das Drehmoment auf die erste Vorgelegewelle 428 durch
Synchroneinrichtung 516 überträgt, und von der ersten Vorgelegewelle 428 auf Übertragungszahnrad 502 und
von Übertragungszahnrad 502 auf
Ausgangszahnrad 414 und von Ausgangszahnrad 414 auf
Differenzialgehäuse 417 von
Achsantriebsanordnung 416.
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Um
ein viertes Vorwärtsdrehmomentverhältnis (d.
h. einen 4. Gang) herzustellen, wird Kupplungselement 438 eingerückt, um
das Eingangselement 412 mit dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 426,
das Zahnrad 442 rotiert, zu koppeln, und Synchroneinrichtung 510 wird
aktiviert, um Zahnrad 444 mit der zweiten Vorgelegewelle 430 zu koppeln.
Somit wird Eingangsdrehmoment von dem Eingangselement 412 durch
die Doppelkupplungsanordnung 432 auf die zweite Getriebeeingangswelle 426 zum
Zahnrad 442 übertragen.
Zahnrad 442 überträgt Drehmoment
auf Zahn rad 444, das das Drehmoment auf die zweite Vorgelegewelle 430 durch Synchroneinrichtung 510 überträgt, und
von der zweiten Vorgelegewelle 430 auf Übertragungszahnrad 504 und
von Übertragungszahnrad 504 auf
Ausgangszahnrad 414 und von Ausgangszahnrad 414 auf
Differenzialgehäuse 417 von
Achsantriebsanordnung 416.
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Um
ein fünftes
Vorwärtsdrehmomentverhältnis (d.
h. einen 5. Gang) herzustellen, wird Kupplungselement 436 eingerückt, um
das Eingangselement 412 mit der ersten Getriebeeingangswelle 424, die
Zahnrad 482 rotiert, zu koppeln, und Synchroneinrichtung 516 wird
aktiviert, um Zahnrad 484 mit der ersten Vorgelegewelle 428 zu
koppeln. Somit wird Eingangsdrehmoment von dem Eingangselement 412 durch
die Doppelkupplungsanordnung 432 auf die erste Getriebeeingangswelle 424 zum
Zahnrad 482 übertragen.
Zahnrad 482 überträgt Drehmoment
auf Zahnrad 484, das das Drehmoment auf die erste Vorgelegewelle 428 durch
Synchroneinrichtung 516 überträgt, und von der ersten Vorgelegewelle 428 auf Übertragungszahnrad 502 und
von Übertragungszahnrad 502 auf
Ausgangszahnrad 414 und von Ausgangszahnrad 414 auf
Differenzialgehäuse 417 von
Achsantriebsanordnung 416.
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Wieder
ist festzustellen, dass jeder der Zahnradsätze der Zahnradsätze 440, 450, 460, 470 und 480 gewechselt
werden kann, um ein bestimmtes Vorwärts- und Rückwärtsdrehmomentverhältnis zu erzeugen,
ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Die
vorliegende Erfindung zieht in Betracht, dass eine Vielfalt von
Drehmomentverhältnissen
(d. h. das Verhältnis
von Drehmoment des Ausgangselements 414 zu dem des Eingangselements 412)
durch die Auswahl von Zähnezahlen
der Zahnräder
des Getriebes 400 erreichbar ist. Diese Anordnung bietet die
Gelegenheit, eine reduzierte Getriebelänge im Vergleich mit anderen
Getrieben zu erreichen.
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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 im Schutzumfang der beigefügten Ansprüche erkennen.