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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeuggetriebe, umfassend zwei Teilgetriebe, die über koaxial zueinander angeordnete Eingangswellen verfügen und jeweils abwechselnd durch Verbinden der je zugeordneten Eingangswelle mit einer Antriebsseite in einen Kraftfluss zu mindestens einer Abtriebsseite einbindbar sind, wobei parallel zu den Eingangswellen zwei Vorgelegewellen vorgesehen sind und eine Drehbewegung der Antriebsseite auf die mindestens eine Abtriebsseite mit einem von mehreren diskreten und entsprechend einer Gangfolge wechselweise auf die beiden Teilgetriebe aufgeteilten Gängen übersetzbar ist, welche jeweils durch Betätigung mindestens eines je zugehörigen Schaltelements und einem damit verbundenen Führen des Kraftflusses über zumindest einer der Vorgelegewellen und über zumindest einen Radsatz unter Wechsel zwischen den Teilgetrieben lastschaltbar darstellbar sind.
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Derartige Kraftfahrzeuggetriebe werden unter anderem als sogenannte Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt, bei welchen die Eingangswellen der beiden Teilgetriebe über je ein zugehöriges Lastschaltelement mit einer Antriebsseite verbunden werden können, wobei die beiden Lastschaltelemente dabei in einer Doppelkupplung zusammengefasst sind. Die über ein solches Kraftfahrzeuggetriebe darstellbaren Gänge sind wechselweise auf die beiden Teilgetriebe aufgeteilt, so dass das eine Teilgetriebe die ungeraden Gänge und das andere Teilgetriebe die geraden Gänge darstellt. Üblicherweise werden die einzelnen Gänge dabei durch einen oder mehrere Radsätze mit jeweils diskreten Übersetzungen definiert, wobei diese Radsätze dann durch zugehörige Schaltelemente gezielt in den Kraftfluss einbindbar sind, so dass eine entsprechende Übersetzung zwischen der Antriebsseite und zumindest einer Abtriebsseite des Kraftfahrzeuggetriebes dargestellt wird. Durch die wechselweise Aufteilung der Gänge auf die beiden Teilgetriebe ist es möglich, beim Fahren in einem dem einen Teilgetriebe zugeordneten Gang in dem jeweils anderen Teilgetriebe durch entsprechende Betätigung der Schaltelemente bereits einen darauf folgenden Gang vorzuwählen, wobei ein letztendlicher Wechsel in den darauf folgenden Gang durch Öffnen des Lastschaltelements des einen Teilgetriebes und kurz darauf folgendes Schließen des Lastschaltelements des anderen Teilgetriebes durchführbar ist. Hierdurch können die Gänge des Kraftfahrzeuggetriebes unter Last geschaltet werden, was ein Beschleunigungsvermögen des Kraftfahrzeugs aufgrund des damit nahezu zugkraftunterbrechungsfreien Gangwechsels verbessert und komfortablere Schaltvorgänge ermöglicht. Unter anderem werden Doppelkupplungsgetriebe hierbei mit achsversetzt zueinander liegenden An- und Abtriebsseiten, sowie zwei hierzu parallelen Vorgelegewellen ausgeführt, so dass in axialer Richtung ein kompakter Aufbau erzielt werden kann. Dabei sind die beiden parallelen Vorgelege häufig über jeweils eine Abtriebsstufe mit mindestens einer gemeinsamen Abtriebsseite gekoppelt und können mit den Eingangswellen jeweils über den entsprechenden Radsatz durch Betätigung zugehöriger Schaltelemente zur Darstellung eines jeweiligen Ganges verbunden werden.
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Aus der
DE 10 2009 002 358 A1 geht ein derartiges Kraftfahrzeuggetriebe hervor, welches als Doppelkupplungsgetriebe ausgestaltet ist und zwei Teilgetriebe mit koaxial zueinander angeordneten Eingangswellen umfasst. Durch Verbinden der je zugeordneten Eingangswelle über ein jeweiliges Lastschaltelement können die beiden Teilgetriebe jeweils abwechselnd in einen Kraftfluss von einer Antriebsseite zu einer Abtriebsseite eingebunden werden, wobei die Eingangswelle des einen Teilgetriebes dabei als Getriebezentralwelle und die Eingangswelle des anderen Teilgetriebes als Getriebehohlwelle ausgeführt ist. Achsversetzt zu den beiden Eingangswellen ist eine die Abtriebsseite beider Teilgetriebe ausbildende Ausgangswelle vorgesehen, wobei eine Drehbewegung der Antriebsseite mit einem von mehreren diskreten Gängen auf die Abtriebsseite übersetzbar ist, indem der Kraftfluss über zumindest eine von zwei parallel zu den Eingangswellen und der Ausgangswelle verlaufenden Vorgelegen geführt wird. Dabei sind die Vorgelege jeweils über Abtriebsstufen mit der Ausgangswelle verbunden, wobei im Falle des einen Vorgeleges eine Abkoppelbarkeit der Abtriebsstufe von einer Vollwelle des Vorgeleges über ein zwischenliegendes Schaltelement gegeben ist. Zur Darstellung eines Ganges wird mindestens ein je zugehöriger Radsatz mit jeweils einer diskreten Übersetzung durch Betätigung eines je zugehörigen Schaltelements in den Kraftfluss geschaltet, wobei die die Getriebehohlwelle jeweils mit den Vorgelegen verbindenden Radsätze dabei jeweils paarweise in Doppelradebenen angeordnet sind, indem je ein auf der Getriebehohlwelle vorgesehenes Festrad mit jeweiligen Losrädern auf den Vorgelegen kämmt. Auch bei den Radsätzen, über welche die Getriebezentralwelle jeweils mit den Vorgelegen verbindbar sind, sind zwei Gangstufen in einer Doppelradebene platziert, indem auf den Vorgelegen vorgesehene Losräder jeweils mit je einem zwischenliegenden Festrad auf der Getriebezentralwelle im Zahneingriff stehen. Axial danebenliegend sind zwei weitere Radebenen vorgesehen, in welchen einerseits ein zwischen der Getriebezentralwelle und dem einen Vorgelege liegender Radsatz und andererseits ein zwischen der Getriebezentralwelle und dem anderen Vorgelege vorgesehener Radsatz platziert sind. Insgesamt sind die Radsätze dabei den beiden Teilgetrieben derartig zugeteilt, dass bei Schalten entlang einer Gangfolge stets ein Wechsel zwischen den Teilgetrieben erfolgt, wodurch diese Schaltungen unter Last vollzogen werden können.
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Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftfahrzeuggetriebe zur Verfügung zu stellen, bei welchem bei einem möglichst kompakten Aufbau in axialer Richtung eine große Anzahl an lastschaltbaren Gängen darstellbar ist und eine besonders hohe Hybridfunktionalität darzustellen, wobei auf zusätzliche Kupplungen und Schaltelemente verzichtet werden soll.
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Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
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Gemäß der Erfindung umfasst ein Kraftfahrzeuggetriebe zwei Teilgetriebe, die über koaxial zueinander angeordnete Eingangswellen verfügen und jeweils abwechselnd durch Verbinden der je zugeordneten Eingangswelle mit einer Antriebsseite in einen Kraftfluss zu mindestens einer Abtriebsseite einbindbar sind. Hierbei sind parallel zu den Eingangswellen zwei Vorgelege vorgesehen, wobei eine Drehbewegung der Antriebsseite mit einem von mehreren diskreten und entsprechend einer Gangfolge wechselweise auf die beiden Teilgetriebe aufgeteilten Gängen übersetzt auf die mindestens eine Abtriebsseite übertragen werden kann. Die Gänge sind dabei jeweils durch Betätigung mindestens eines je zugehörigen Schaltelements und einem damit verbundenen Führen des Kraftflusses über zumindest eines der Vorgelege und über zumindest einen Radsatz darstellbar, wobei dabei ein Wechsel zwischen den Teilgetrieben unter Last vollzogen wird.
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Im Sinne der Erfindung sind Schaltelemente hierbei bevorzugt als Synchronisierungen ausgeführt, über welche eine formschlüssige Koppelung zweier Getriebeelemente, wie einer Getriebewelle und einem hierauf drehbar gelagerten Losrad eines Radsatzes oder zweier Getriebewellen, hergestellt wird, nachdem Drehzahldifferenzen zwischen den Elementen abgebaut wurden. Alternativ dazu ist jedoch prinzipiell auch eine anderweitige Ausgestaltung der Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente, wie zum Beispiel als Klauenkupplungen, oder aber auch als kraftschlüssige Schaltelemente, beispielsweise Lamellenkupplungen, denkbar.
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Erfindungsgemäß wird ein Verbinden der Eingangswellen der beiden Teilgetriebe mit der Antriebsseite insbesondere über zugeordnete Lastschaltelemente vorgenommen, welche dabei bevorzugt in einer Doppelkupplung zusammengefasst sind. Eine Doppelkupplung ist dabei insbesondere als nasslaufende Doppelkupplung ausgeführt, kann aber bei niedrigen zu übertragenden Drehmomenten auch trockenlaufend ausgestaltet sein.
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Im Sinne der Erfindung kann die Drehbewegung der Antriebsseite auf eine oder mehrere Abtriebsseiten übertragen werden. Bevorzugt ist die mindestens eine Abtriebsseite beider Teilgetriebe dabei durch je ein Wellenende einer achsversetzt zu den Eingangswellen verlaufenden Ausgangswelle gebildet, mit welcher die Vorgelege jeweils über je eine Abtriebsstufe in Verbindung stehen. Die Abtriebsstufen sind dann insbesondere in einer Doppelradebene angeordnet, indem ein Festrad seitens der Ausgangswelle mit jeweils einem Festrad seitens des ersten und seitens des zweiten Vorgeleges kämmt, wobei die Abtriebsstufen hierbei in axialer Richtung entweder zwischen den Radsätze oder in einem endseitigen Bereich der Vorgelege angeordnet sind. Die Anordnung der Abtriebsstufen in einer Doppelradebene hat hierbei den Vorteil, dass somit ein in axialer Richtung äußerst kompakter Abtrieb von den Vorgelegen auf die Ausgangswelle möglich ist, da die Zahnräder der beiden Abtriebsstufen damit in einer axialen Ebene liegen. Bei Anordnung dieser Doppelradebene in einem endseitigen Bereich der Vorgelege liegen die miteinander kämmenden Zahnräder zudem sehr dicht an jeweiligen Lagerstellen der Vorgelege, so dass Durchbiegungen von Wellen der Vorgelege reduziert werden können. Abgesehen davon ist aber auch eine Platzierung zwischen den Radsätze denkbar, insbesondere dann, wenn in dem jeweiligen Bereich Lagerbrillen der Vorgelege angeordnet sind, so dass durch den nahe an einer Lagerung platzierten Abtrieb auftretende Durchbiegungen bei Übertragung des hohen Drehmoments auf die Ausgangswelle ebenfalls niedrig gehalten werden können. Zudem kann die Ausgangswelle hierbei dann an beiden Enden jeweils einen Abtrieb des Kraftfahrzeuggetriebes ausbilden, so dass durch entsprechende Anbindung mehrere Antriebsachsen eines Kraftfahrzeuges antreibbar sind. Ebenso können ein oder mehrere Abtriebsseiten aber auch an einem oder beiden Vorgelege ausgestaltet sein, wobei die beiden Vorgelege dann entsprechend miteinander gekoppelt sein müssen.
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Erfindungsgemäß ist die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes als Getriebezentralwelle oder als Getriebehohlwelle ausgeführt, wobei dann die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes als koaxial hierzu verlaufende Getriebehohlwelle oder als Getriebezentralwelle vorgesehen ist. Mit anderen Worten ist also die Eingangswelle des einen Teilgetriebes entweder als Getriebezentralwelle oder als Getriebehohlwelle ausgestaltet und die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes genau entgegengesetzt als koaxial hierzu verlaufende Getriebehohlwelle oder Getriebezentralwelle ausgebildet.
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Die Erfindung umfasst die technische Lehre, dass die Eingangswelle eines ersten Teilgetriebes zum einen über einen ersten Radsatz und zum anderen über einen zweiten Radsatz jeweils mit einer Hohlwelle eines ersten Vorgeleges verbunden werden kann, wobei die Hohlwelle drehfest mit einer koaxial verlaufenden ersten Vorgelegewelle koppelbar ist. Des Weiteren ist ein dritter Radsatz vorgesehen, über welchen einerseits im Zusammenspiel mit dem zweiten Radsatz die Hohlwelle des ersten Vorgeleges und andererseits die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes jeweils mit einer zweiten Vorgelegewelle gekoppelt werden kann. Dieser dritte Radsatz ist dabei mit dem zweiten Radsatz axial auf gleicher Höhe angeordnet, indem ein gemeinsames, drehbar auf einer Eingangswelle des ersten Teilgetriebes gelagertes Zahnrad mit einem drehbar auf der Vollwelle des zweiten Vorgeleges gelagerten Zahnrad des dritten Radsatzes und einem drehfest auf der Hohlwelle des ersten Vorgeleges angeordneten Zahnrad des zweiten Radsatzes jeweils im Zahneingriff steht. Ferner kann die Eingangswelle eines zweiten Teilgetriebes einerseits über einen vierten Radsatz, sowie über einen fünften Radsatz jeweils mit der Vollwelle des ersten Vorgeleges und andererseits über einen sechsten Radsatz, sowie über einen siebten Radsatz jeweils mit der Vollwelle des zweiten Vorgeleges gekoppelt werden.
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Mit anderen Worten sind also ein erster und ein zweiter Radsatz vorgesehen, über welche jeweils eine Verbindung der Eingangswelle eines ersten Teilgetriebes mit einer Hohlwelle eines ersten Vorgeleges hergestellt werden kann. Koaxial zu dieser Hohlwelle ist dann des Weiteren eine Vollwelle des ersten Vorgeleges platziert, wobei die Vollwelle und die Hohlwelle drehfest miteinander gekoppelt werden können. Gemeinsam in einer axialen Ebene mit dem zweiten Radsatz ist ein dritter Radsatz vorgesehen, über welchen zum einen im Zusammenspiel mit dem zweiten Radsatz die Hohlwelle des ersten Vorgeleges und zum anderen die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes jeweils mit einer Vollwelle eines zweiten Vorgeleges verbunden werden kann. Die Anordnung des dritten Radsatzes mit dem zweiten Radsatz in einer Doppelradebene wird hierbei dadurch ermöglicht, dass ein zwischenliegendes gemeinsames Zahnrad, welches auf der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes drehbar gelagert ist, jeweils mit einem Zahnrad des zweiten Radsatzes und einem Zahnrad des dritten Radsatzes permanent im Zahneingriff steht. Das Zahnrad des zweiten Radsatzes ist dabei drehfest auf der Hohlwelle des ersten Vorgeleges platziert, während das Zahnrad des dritten Radsatzes drehbar auf der Vollwelle des zweiten Vorgeleges gelagert ist. Des Weiteren kann die Eingangswelle eines zweiten Vorgeleges mit der Vollwelle des ersten Vorgeleges über einen vierten Radsatz und einen fünften Radsatz jeweils verbunden werden, während die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes seitens der Vollwelle des zweiten Vorgeleges zum einen über einen sechsten Radsatz und zum anderen über einen siebten Radsatz jeweils koppelbar ist.
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Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines Kraftfahrzeuggetriebes ist es möglich, durch die Anordnung des zweiten und des dritten Radsatzes in einer gemeinsamen Radebene in axialer Richtung kompakt zu bauen. Dabei kann durch die Anordnung der Hohlwelle, sowie deren Koppelungsmöglichkeiten im Zusammenspiel mit dem ersten, zweiten und dem dritten Radsatz zumindest ein Gang als sogenannter Windungsgang ausgeführt werden, bei welchem der Kraftfluss über ersten Radsatz von der einen Eingangswelle auf die Hohlwelle geführt und von dort aus dann über den zweiten und den dritten Radsatz auf das zweite Vorgelege und damit auf die zumindest eine Abtriebsseite übersetzt wird. Hierbei werden die Radsätze anderer Gänge genutzt. Insgesamt kann damit mit den bestehenden Radsätzen eine größere Anzahl an Gängen realisiert werden.
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Ferner ist über die Hohlwelle und deren Koppelungsmöglichkeiten eine gute Hybridisierfähigkeit des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes gegeben. Denn durch die damit gegebenen Möglichkeiten einer Abkoppelung von der Antriebsseite und auch von der mindestens einen Abtriebsseite des Getriebes kann durch Anbindung einer Elektromaschine an dem ersten, dem zweiten oder dem dritten Radsatz oder auch an der Hohlwelle einerseits gezielt elektrische Energie ohne Rückwirkung auf die Abtriebsseite erzeugt und andererseits auch eine Antriebsbewegung unterstützt oder ein rein elektrisches Fahren ohne Verbindung zur Antriebsseite dargestellt werden. Mittels einer abtriebsseitigen Entkoppelung kann nämlich bei Stillstand des Fahrzeugs ein Laden eines elektrischen Speichers vollzogen werden, indem die Elektromaschine über den jeweiligen Radsatz mit dem Antriebsaggregat des Kraftfahrzeuges verbunden ist, während zur Abtriebsseite keine Drehbewegung übertragen wird. Hingegen kann bei Unterbrechung der Verbindung zur Antriebsseite ein rein elektrisches Fahren dargestellt werden, ohne dass Schleppverluste einer antriebsseitig vorgesehenen Doppelkupplung hervorgerufen werden. Die Elektromaschine kann im Sinne der Erfindung dabei entweder über ein separates Zahnrad angebunden sein, welches dabei mit einem der Zahnräder des jeweiligen Radsatzes im Zahneingriff steht, es ist aber ebenso denkbar, die Elektromaschine koaxial zu einem der Zahnräder des jeweiligen Radsatzes oder der Hohlwelle vorzusehen und an das Zahnrad bzw. die Hohlwelle anzubinden. Ferner ist es erfindungsgemäß möglich, dabei insgesamt nur eine elektrische Maschine im Bereich einer der Radsätze oder der Hohlwelle oder aber auch mehrere Elektromaschinen vorzusehen.
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Abgesehen davon ist es im Rahmen der Erfindung generell denkbar, zumindest eine Elektromaschine im Bereich je einer der Wellen des Getriebes, unmittelbar an je einem Festrad der Radsätze, unmittelbar an je einem Losrad der Radsätze oder an je einem zusätzlichen Festrad anzuordnen. An den jeweiligen Positionen wird durch die zumindest eine Elektromaschine entweder Energie rekuperiert oder eine Drehbewegung unterstützt oder ein rein elektrisches Fahren, d. h. ein reines Antreiben des Kraftfahrzeuges über die zumindest eine elektrische Maschine, ermöglicht.
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Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes zudem über einen achten Radsatz mit der Vollwelle des ersten Vorgeleges verbunden werden. Hierdurch kann ein weiterer Gang des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes dargestellt werden, so dass in Kombination mit einem als Windungsgang ausgeführten Gang insgesamt neun Gänge schaltbar sind.
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In Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform ist ein Schaltelement, über welches bei Betätigung die Hohlwelle des ersten Vorgeleges mit der koaxial verlaufenden Vollwelle des ersten Vorgeleges drehfest koppelbar ist, in einer Schalteinrichtung mit einem Schaltelement zusammengefasst, das bei Ansteuerung die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes mit der Vollwelle des ersten Vorgeleges über den achten Radsatz verbindet. Dabei ist die Schalteinrichtung auf der Vollwelle des ersten Vorgeleges platziert. Das Zusammenlegen der beiden Schaltelemente hat dabei den Vorteil, dass mit Hilfe eines Aktuators eine Betätigung sowohl des einen als auch des anderen Schaltelements vorgenommen werden kann, so dass insgesamt ein kompakter Aufbau und eine Vereinfachung einer Getriebesteuerung möglich ist. Zudem wird durch die Anordnung der Schalteinrichtung des achten Radsatzes auf der ersten Vorgelegewelle das Massenträgheitsmoment der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes vermindert.
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Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes über einen achten Radsatz mit der Vollwelle des zweiten Vorgeleges koppelbar. Auch in diesem Fall ist damit ein weiterer Gang des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes darstellbar, wobei hierbei eine weitere Koppelungsmöglichkeit der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes mit dem zweiten Vorgelege geschaffen wird. Insgesamt können über die Radsätze damit neun Gänge geschaltet werden.
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In Weiterbildung der vorgenannten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Schaltelement, welches bei Ansteuerung das Zahnrad des dritten Radsatzes an der Vollwelle des zweiten Vorgeleges festsetzt, in einer Schalteinrichtung mit einem Schaltelement gruppiert, über das bei Betätigung die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes mit der Vollwelle des zweiten Vorgeleges mittels des achten Radsatzes koppelbar ist, wobei die Schalteinrichtung auf der Vollwelle des zweiten Vorgeleges angeordnet ist. In der Folge können die in einer Schalteinrichtung zusammengefassten Schaltelemente jeweils über einen gemeinsamen Aktuator betätigt werden, wodurch ein kompakter Aufbau des Kraftfahrzeuggetriebes erreichbar und eine Vereinfachung einer Getriebesteuerung darstellbar ist. Dabei resultiert die Platzierung dieser Schalteinrichtung auf der Vollwelle des zweiten Vorgeleges je nach durch die Radsätze definierten Übersetzungsverhältnissen in einer Reduzierung eines Massenträgheitsmoments auf die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes.
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Vorliegend handelt es sich bei dem ersten Radsatz bevorzugt um den Radsatz eines sechsten oder eines vierten Ganges, bei dem zweiten Radsatz um den Radsatz eines zweiten Ganges, bei dem dritten Radsatz um den Radsatz eines vierten oder eines sechsten Ganges und bei dem achten Radsatz um den Radsatz eines Rückwärtsganges. Hinsichtlich des vierten, des fünften, des sechsten und des siebten Radsatzes wird insbesondere jeweils einer durch einen Radsatz eines ersten Ganges, einer durch einen Radsatz eines dritten Ganges, einer durch einen Radsatz eines fünften Ganges und einer durch einen Radsatz eines siebten Ganges gebildet, wobei hierbei besonders bevorzugt der vierte Radsatz als Radsatz des ersten Ganges, der fünfte Radsatz als Radsatz des fünften Ganges, der sechste Radsatz als Radsatz des dritten Ganges und der siebte Radsatz als Radsatz des siebten Ganges ausgestaltet ist.
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Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind zudem der vierte Radsatz und der sechste Radsatz in einer Doppelradebene angeordnet, indem ein gemeinsames, drehfest auf der Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes angeordnetes Zahnrad mit einem drehbar auf der Vollwelle des ersten Vorgeleges gelagerten Zahnrad des vierten Radsatzes und einem drehbar auf der Vollwelle des zweiten Vorgeleges gelagerten Zahnrad des sechsten Radsatzes jeweils im Zahneingriff steht. Dies hat den Vorteil, dass die axiale Baulänge des Getriebes verkürzt werden kann, indem der vierte und der sechste Radsatz axial in einer Ebene angeordnet sind.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind der fünfte Radsatz und der siebte Radsatz in einer Doppelradebene angeordnet, indem ein gemeinsames, drehfest auf der Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes angeordnetes Zahnrad mit einem drehbar auf der Vollwelle des ersten Vorgeleges gelagerten Zahnrad des fünften Radsatzes und einem drehbar auf der Vollwelle des zweiten Vorgeleges gelagerten Zahnrad des siebten Radsatzes jeweils kämmt. In der Folge ist durch die Anordnung des fünften und des siebten Radsatzes auf einer axialen Höhe wiederum eine Verkürzung des axialen Bauraumes des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes möglich.
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Insbesondere sind dabei alle beiden vorgenannten Varianten verwirklicht, so dass in Kombination mit der erfindungsgemäßen Anordnung des zweiten und des dritten Radsatzes sechs der insgesamt acht Radsätze in Doppelradebenen angeordnet sind. Hierdurch ist eine Platzierung sämtlicher Radsätze in nur fünf Radebenen möglich, was in einem besonders kompakten Getriebeaufbau in axialer Richtung resultiert.
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Des Weiteren sind im Falle der vorgenannten Varianten insbesondere ein einem ersten Gang zugeordneter und ein einem dritten Gang zugehöriger Radsatz, ein einem zweiten Gang zugeordneter und ein einem vierten Gang zugehöriger, sowie ein einem fünften Gang und ein einem siebten Gang zugeordneter Radsatz jeweils gemeinsam in einer Doppelradebene zwischen der jeweiligen Eingangswelle und den Vorgelegen angeordnet, so dass durch die in einer Ebene jeweils angeordneten Radsätze nahe beieinander liegende Gänge definiert werden. Dementsprechend liegen die jeweiligen Übersetzungsverhältnisse ebenfalls dicht beieinander, so dass bei der Darstellung einheitlicher Achsabstände zwischen den Eingangswellen und den Vorgelegen größere Profilverschiebungen bei den Zahnrädern der Doppelradebenen vermieden werden können.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Schaltelement, über welches bei Betätigung die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes mit der Vollwelle des ersten Vorgeleges über den vierten Radsatz in Verbindung bringbar ist, in einer Schalteinrichtung mit einem Schaltelement zusammengefasst, das bei Ansteuerung die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes mit der Vollwelle des ersten Vorgeleges über den fünften Radsatz koppelt. Diese Schalteinrichtung ist hierbei auf der Vollwelle des ersten Vorgeleges platziert. In der Folge können somit über einen gemeinsamen Aktuator zwei Verbindungsmöglichkeiten der Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes mit dem ersten Vorgelege gesteuert werden, was eine Steuerung entsprechend vereinfacht und insgesamt einen kompakten Aufbau ermöglicht. Ferner kann durch Platzierung der Schalteinrichtung auf der Vollwelle des ersten Vorgeleges ein Massenträgheitsmoment auf die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes reduziert und zudem durch Abkopplungsmöglichkeiten die Anzahl an bewegten Bauteilen vermindert werden, wenn bei Gängen des ersten Teilgetriebes der Kraftfluss über das erste Vorgelege geführt wird.
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Entsprechend einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein Schaltelement, das bei Ansteuerung die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes mit der Vollwelle des zweiten Vorgeleges über den sechsten Radsatz koppelt, gemeinsam in einer Schalteinrichtung mit einem Schaltelement gruppiert, über welches bei Betätigung die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes mit der Vollwelle des zweiten Vorgeleges über den siebten Radsatz verbindbar ist, wobei diese Schalteinrichtung auf der Vollwelle des zweiten Vorgeleges angeordnet ist. In der Folge können die beiden Schaltelemente durch das Zusammenfassen in einer Schalteinrichtung durch einen gemeinsamen Aktuator betätigt werden, so dass erneut eine kompaktere Gestaltung des Kraftfahrzeuggetriebes und eine Vereinfachung des Aufbaus einer Getriebesteuerung erreicht wird. Dabei resultiert die Platzierung dieser Schalteinrichtung auf der Vollwelle des zweiten Vorgeleges in einer Reduzierung eines Massenträgheitsmoments auf die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes und in einer Verminderung der Anzahl an bewegten Teilen bei der Darstellung von Gängen des ersten Teilgetriebes über das zweite Vorgelege.
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Erfindungsgemäß ist ein Schaltelement, über welches bei Betätigung die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes mit dem Losrad des ersten Radsatzes auf der ersten Eingangswelle koppelbar ist, in einer Schalteinrichtung mit einem Schaltelement zusammengefasst, das bei Ansteuerung das gemeinsame Zahnrad des zweiten Radsatzes und des dritten Radsatzes an der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes festsetzt, wobei diese Schalteinrichtung auf der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes angeordnet ist. Dementsprechend können die beiden Schaltelemente durch das Zusammenfassen in einer Schalteinrichtung ebenfalls durch einen gemeinsamen Aktuator betätigt werden, so dass wiederum eine kompakte Gestaltung des Kraftfahrzeuggetriebes und eine Vereinfachung des Aufbaus einer Getriebesteuerung erreicht wird. Zudem werden durch die Anordnung der Schalteinrichtung auf der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes und in Abhängigkeit der definierten Übersetzungen der zugehörigen Radsätze aufzubringende Schaltkräfte bei Betätigung der Schalteinrichtung gegebenenfalls vermindert, so dass diese kleiner ausgelegt und damit auch kleiner bauend ausgeführt werden kann.
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Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
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Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, die Bezug auf die in den Zeichnungen dargestellten Figuren nimmt. Es zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
- 2 eine schematische Darstellung einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes;
- 3 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
- 4 eine schematische Darstellung einer vierten bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes;
- 5 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
- 6 eine schematische Darstellung einer sechsten bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes;
- 7 ein beispielhaftes Schaltschema eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes gemäß den 1 bis 6;
- 8 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes gemäß einer siebten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
- 9 ein beispielhaftes Schaltschema eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes gemäß der 5.
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Aus 1 geht eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hervor. Vorliegend umfasst dieses Kraftfahrzeuggetriebe dabei zwei Teilgetriebe 1 und 2, welchen jeweils eine Eingangswelle EW1 bzw. EW2 zugeordnet ist. Dabei ist die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes 1 als Getriebehohlwelle ausgeführt, zu welcher die als Getriebezentralwelle ausgeführte Eingangswelle EW2 des zweiten Teilgetriebes 2 koaxial verläuft. Die beiden Teilgetriebe 1 und 2 können nun jeweils abwechselnd in einen Kraftfluss von einer Antriebsseite AN des Kraftfahrzeuggetriebes, welche im verbauten Zustand des Getriebes mit einem Antriebsaggregat eines Kraftfahrzeuges in Verbindung steht, zu Abtriebsseiten AB1 und AB2 eingebunden werden, indem entweder die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes 1 über ein zugeordnetes Lastschaltelement K1 oder die Eingangswelle EW2 des zweiten Teilgetriebes 2 über ein zugehöriges Lastschaltelement K2 mit der Antriebsseite AN gekoppelt wird. Die beiden Lastschaltelemente K1 und K2 sind dabei in einer Doppelkupplung 3 zusammengefasst, bei welcher es sich bevorzugt um eine nasslaufende Doppelkupplung handelt. Des Weiteren werden die Abtriebsseiten AB1 und AB2 vorliegend durch Wellenenden einer Ausgangswelle AW gebildet, welche achsversetzt zu den beiden Eingangswelle EW1 und EW2 verläuft und vorliegend aufgrund des Verlaufs in einer anderen Zeichenebene nur gestrichelt angedeutet ist. Dabei kann über die beiden Abtriebsseiten AB1 und AB2 jeweils eine Verbindung zu je einer anzutreibenden Achse des Kraftfahrzeuges hergestellt sein. Des Weiteren sind parallel zu den beiden Eingangswellen EW1 und EW2 und auch der Ausgangswelle AW zwei Vorgelegewellen 4 und 5 vorgesehen, wobei sich ein Vorgelege 4 hierbei aus einer Vollwelle VW1 und einer hierzu koaxial verlaufenden Hohlwelle HW1 zusammensetzt, während ein zweites Vorgelege 5 durch eine Vollwelle VW2 gebildet ist.
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Eine Drehbewegung der Antriebsseite AN kann nun einerseits über eines der beiden Teilgetriebe 1 oder 2 übersetzt auf die Ausgangswelle AW und damit auf die Abtriebsseiten AB1 und AB2 übertragen werden, indem der Kraftfluss ausgehend von der Eingangswelle EW1 bzw. der Eingangswelle EW2 über einen von mehreren Radsätzen R1 bis R7 und RR auf eins der Vorgelege 4 bzw. 5 und ausgehend hiervon über eine von zwei Abtriebsstufen RA1 bzw. RA2 auf die Ausgangswelle AW geführt wird. Dabei definiert jeder der Radsätze R1 bis R7 und RR im Zusammenspiel mit der jeweiligen Abtriebsstufe RA1 bzw. RA2 einen je zugehörigen Gang des Kraftfahrzeuggetriebes, so dass hierbei durch entsprechendes Schalten ein erster bis siebter Gang und ein Rückwärtsgang des Getriebes darstellbar sind. Die Radsätze R1 bis R7 sind dabei durch Stirnradstufen gebildet, welche sich jeweils aus einem seitens einer der beiden jeweiligen Getriebewellen platzierten Festrad und einem mit diesem permanent im Zahneingriff stehenden und drehbar auf der jeweils anderen Getriebewelle gelagerten Losrad zusammensetzen. Im Falle des Radsatzes RR, welcher bei Einbindung in einen Kraftfluss von der Antriebsseite AN zu den Abtriebsseiten AB1 und AB2 für eine Drehrichtungsumkehr im Vergleich zu einer Schaltung der übrigen Radsätze R1 bis R7 sorgt und damit einen Rückwärtsgang des Kraftfahrzeuggetriebes definiert, ist zwischen einem drehfest auf der Eingangswelle EW1 angeordneten Zahnrad Z1 und einem drehbar auf der Vollwelle VW1 gelagerten Zahnrad Z2 des Radsatzes RR zudem eine Zwischenwelle ZW mit einem darauf angeordneten Zahnrad Z3 vorgesehen, wobei dieses Zahnrad Z3 einerseits mit dem Zahnrad Z1 und andererseits mit dem Zahnrad Z2 permanent im Zahneingriff steht, so dass bei Führen des Kraftflusses über den Radsatz RR die besagte Drehrichtungsumkehr vollzogen wird.
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Andererseits kann über das erste Teilgetriebe 1 noch ein achter Gang als Windungsgang dargestellt werden, indem ein Kraftfluss ausgehend von der Eingangswelle EW1 über den Radsatz R6 auf die Hohlwelle HW1 und von dort im Zusammenspiel des Radsatzes R2 mit dem Radsatz R4 auf die Vollwelle VW2 übertragen wird, wobei ein letztendlicher Abtrieb auf die Ausgangswelle AW dann über die Abtriebsstufe RA2 stattfindet. In der Folge sind somit bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebe insgesamt acht Vorwärtsgänge, sowie ein Rückwärtsgang darstellbar.
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Wie des Weiteren aus 1 ersichtlich ist, sind die Radsätze R1 bis R7 derartig auf die beiden Teilgetriebe 1 und 2 aufgeteilt, dass bei einer Schaltung der darstellbaren Gänge entsprechend einer Gangfolge stets zwischen den beiden Teilgetrieben 1 und 2 hin und her gewechselt wird und somit die Schaltungen unter Last vollzogen werden können. Des Weiteren sind die Radsätze R1 bis R7 und RR in insgesamt fünf Radebenen I bis V angeordnet, von welchen die Radebenen II, IV und V jeweils als Doppelradebene ausgestaltet sind, in welchen dann jeweils zwei der Radsätze R1 bis R7 und RR platziert sind, während in den Radebenen I und III jeweils ein Einzelner der Radsätze R1 bis R7 und RR vorgesehen ist.
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Vorliegend ist in einer ersten Radebene I der Radsatz R6 vorgesehen, über welchen zum einen bei Einbindung in den Kraftfluss von der Antriebsseite AN zu den Abtriebsseiten AB1 und AB2 im Zusammenspiel mit der Abtriebsstufe RA1 ein sechster Gang des Getriebes darstellbar ist. Zu diesem Zweck kann ein auf der Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes 1 drehbar gelagertes Zahnrad Z4 des Radsatzes R6 über ein Schaltelement S1 an der Eingangswelle EW1 festgesetzt werden, so dass eine Drehbewegung der Eingangswelle EW1 entsprechend einer Übersetzung des Radsatzes R6 durch einen permanenten Zahneingriff des Zahnrades Z4 mit einem drehfest auf der Hohlwelle HW1 vorgesehenen Zahnrad Z5 auf die Hohlwelle HW1 übertragen wird. Zum letztendlichen Schalten des sechsten Ganges ist die Hohlwelle HW1 dann noch drehfest mit der Vollwelle VW1 des Vorgeleges 4 mittels eines Schaltelements S2 zu koppeln, so dass der Kraftfluss von der Hohlwelle HW1 über die Vollwelle VW1 und die Abtriebsstufe RA1 auf die Ausgangswelle AW geführt werden kann. Zum anderen ist der Radsatz R6 auch an der Darstellung des als Windungsgang ausgeführten, achten Ganges beteiligt, indem über den Radsatz R6 durch Betätigung des Schaltelements S1 eine Drehbewegung der Eingangswelle EW1 auf die Hohlwelle HW1 übertragen wird.
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Wie ferner aus 1 ersichtlich ist, folgt in axialer Richtung auf die erste Radebene I eine als Doppelradebene ausgestaltete, zweite Radebene II, in welcher die Radsätze R2 und R4 angeordnet sind. Dabei sind die Radsätze R2 und R4 dadurch axial auf gleicher Höhe platziert, dass ein auf der Eingangswelle EW1 drehbar gelagertes Zahnrad Z6 zum einen mit einem drehfest auf der Hohlwelle HW1 angeordneten Zahnrad Z7 des Radsatzes R2 und zum anderen mit einem drehbar auf der Vollwelle VW2 des Vorgeleges 5 platzierten Zahnrad Z8 des Radsatzes R4 kämmt. Über den Radsatz R2 kann dabei ein zweiter Gang des Kraftfahrzeuggetriebes dargestellt werden, indem zum einen die Hohlwelle HW1 über das Schaltelement S2 drehfest mit der Vollwelle VW1 des Vorgeleges 4 gekoppelt und zum anderen das auf der Eingangswelle EW1 vorgesehene Zahnrad Z6 mittels eines Schaltelements S3 festgesetzt wird. Hinsichtlich des Radsatzes R4 kann das auf der Vollwelle VW2 des Vorgeleges 5 drehbar gelagerte Zahnrad Z8 über ein Schaltelement S4 an der Vollwelle VW2 festgesetzt werden, so dass bei gleichzeitiger Ansteuerung des Schaltelements S3 eine Drehbewegung der Eingangswelle EW1 entsprechend einer Übersetzung des Radsatzes R4 mit einer Bewegung der Vollwelle VW2 und im weiteren Verlauf über die Abtriebsstufe RA2 auch mit einer Drehbewegung der Ausgangswelle AW gekoppelt ist. Hierbei definiert der Radsatz R4 gemeinsam mit der Abtriebsstufe RA2 einen vierten Gang des Kraftfahrzeuggetriebes.
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Durch die Ausgestaltung der zweiten Radebene II und im Zusammenspiel mit der Hohlwelle HW1 und dem Radsatz R6 wird zudem der achte Gang des Getriebes dargestellt. Hierzu wird der Kraftfluss ausgehend von der Eingangswelle EW1 über den Radsatz R6 durch Betätigung des Schaltelements S1 auf die Hohlwelle HW1 geführt und von dort aus mittels der Radsätze R2 und R4 unter Betätigung des Schaltelements S4 auf die Vollwelle VW2 übersetzt, von welcher aus über die Abtriebsstufe RA2 eine Übertragung auf die Ausgangswelle AW stattfindet. Eine Koppelung der beiden Radsätze R2 und R4 findet dabei über das gemeinsame, in diesem Fall relativ zur Eingangswelle EW1 drehende Zahnrad Z6 statt.
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Auf die zweite Radebene II folgt eine dritte Radebene III, in welcher der Radsatz RR angeordnet ist. Zur Einbindung des Radsatzes RR in den Kraftfluss kann das auf der Vollwelle VW1 des Vorgeleges 4 drehbar gelagerte Zahnrad Z2 über ein Schaltelement S5 drehfest mit der Vollwelle VW1 verbunden werden, so dass eine Drehbewegung der Eingangswelle EW1 über den Radsatz RR auf die Vollwelle VW1 und von dort über die Abtriebsstufe RA1 auf die Ausgangswelle AW übertragen wird, wobei der Radsatz RR und die Abtriebsstufe RA1 dabei im Zusammenspiel den Rückwärtsgang definieren.
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Auf die dritte Radebene III folgen eine vierte Radebene IV und eine fünfte Radebene V, welche jeweils als Doppelradebene ausgestaltet sind, wobei in der vierten Radebene IV der Radsatz R1 und R3 und in der fünften Radebene V der Radsatz R5 und der Radsatz R7 platziert sind. Dabei teilen sich in der vierten Radebene IV der Radsatz R1 und der Radsatz R3, sowie in der fünften Radebene V der Radsatz R5 und der Radsatz R7 jeweils ein gemeinsames, drehfest auf der Eingangswelle EW2 vorgesehenes Zahnrad Z9 bzw. Z10. Die einzelnen Radsätze R1, R3, R5 oder R7 können dann in den Kraftfluss eingebunden werden, indem hinsichtlich der Radsätze R1 und R5 jeweils ein auf der Vollwelle VW1 und bezüglich der Radsätze R3 und R7 jeweils ein auf der Vollwelle VW2 drehbar gelagertes Zahnrad Z11 bzw. Z12 bzw. Z13 bzw. Z14 über ein je zugehöriges Schaltelement S6 bzw. S7 bzw. S8 bzw. S9 drehfest mit der jeweiligen Vollwelle VW1 bzw. VW2 des jeweiligen Vorgeleges 4 bzw. 5 verbunden wird. Hierbei definieren der Radsatz R1 und der Radsatz R5 jeweils im Zusammenspiel mit der Abtriebsstufe RA1 einen ersten Gang bzw. einen fünften Gang, während der Radsatz R3 und der Radsatz R7 jeweils gemeinsam mit der Abtriebsstufe RA2 einen dritten Gang bzw. einen siebten Gang darstellen. Im Falle der Radsätze R1 und R5 wird der Kraftfluss dabei über das Vorgelege 4 geführt, während bei den Radsätze R3 und R7 ein Kraftfluss über das Vorgelege 5 stattfindet.
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Bei den als Doppelradebenen ausgestalteten Radebenen II, IV und V sind hierbei mit den Radsätzen R2 und R4, R1 und R3, sowie R5 und R7 jeweils Radsätze in einer Radebene platziert, deren zugehörige Gänge dicht beieinander liegen. Hierdurch liegen auch Durchmesser der zugehörigen abtriebsseitigen Zahnräder der Radsätze R2 und R4, R1 und R3, sowie R5 und R7 dicht beieinander, so dass übermäßige Profilverschiebungen bei diesen Radsätzen bei der Darstellung einheitlicher Achsabstände vermieden werden können.
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Vorliegend sind die Schaltelemente S1 bis S9 jeweils als Synchronisierungen ausgestaltet. Im Falle der Schaltelemente S1 und S3 bis S9 wird bei Betätigung jeweils ein je zugehöriges Zahnrad Z2 bzw. Z4 bzw. Z6 bzw. Z8 bzw. Z11 bzw. Z12 bzw. Z13 bzw. Z14 des jeweiligen Radsatzes R1 bis R7 und RR unter vorherigem Abbau von Drehzahldifferenzen mit der jeweiligen Welle EW1 bzw. VW1 bzw. VW2 gekoppelt. Bei Betätigung des Schaltelements S2 werden hingegen die Hohlwelle HW1 und die Vollwelle VW1 ab Erreichen einer Drehzahlgleichheit formschlüssig miteinander verbunden.
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Wie zudem aus 1 ersichtlich ist, sind nun das Schaltelement S1 und das Schaltelement S3 zu einer ersten Schalteinrichtung SE1, das Schaltelement S2 und das Schaltelement S5 zu einer zweiten Schalteinrichtung SE2, das Schaltelement S6 und das Schaltelement S7 zu einer dritten Schalteinrichtung SE3, sowie das Schaltelement S8 und das Schaltelement S9 zu einer vierten Schalteinrichtung SE4 jeweils zusammengefasst. Hierbei ist die erste Schalteinrichtung SE1 auf der Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes 1 platziert, während die zweite Schalteinrichtung SE2 und die dritte Schalteinrichtung SE3 jeweils auf der Vollwelle VW1 des Vorgeleges 4, sowie die vierte Schalteinrichtung SE4 auf der Vollwelle VW2 des Vorgeleges 5 angeordnet sind. Vorliegend sind die Schalteinrichtungen SE1 bis SE4 dabei jeweils als Doppelsynchronisierungen ausgestaltet, bei welchen die je zugehörigen Schaltelemente S1 und S3 bzw. S2 und S5 bzw. S6 und S7 bzw. S8 und S9 über je eine gemeinsame Schaltmuffe verfügen, welche aus einer jeweiligen Neutralstellung über einen je zugehörigen Aktuator gezielt entweder in eine Betätigungsstellung des jeweils einen Schaltelements S1 bzw. S2 bzw. S6 bzw. S8 oder in eine Betätigungsstellung des jeweils anderen Schaltelements S3 bzw. S5 bzw. S7 bzw. S9 bewegt werden kann. Hingegen ist das Schaltelement S4 als Einzelsynchronisierung ausgeführt.
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Die Abtriebsstufe RA1 und die Abtriebsstufe RA2 sind des Weiteren ebenfalls in einer Doppelradebene platziert, indem ein Zahnrad Z15 auf der Ausgangswelle AW jeweils mit je einem Zahnrad Z16 bzw. Z17 auf den Vollwellen VW1 und VW2 in Zahneingriff steht. Diese Doppelradebene ist dabei zwischen der dritten Radebene III und der vierten Radebene IV angeordnet, wobei in diesem Bereich insbesondere Lagerbrillen der Vollwelle VW1 und der Vollwelle VW2 vorgesehen sind. Durch eine nahe Platzierung der Abtriebsstufen RA1 und RA2 an diesen Lagerbrillen können Durchbiegungen bei Übertragung der hohen Drehmomente auf die Ausgangswelle AW gering gehalten werden.
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Als weitere Besonderheit ist noch eine Elektromaschine EM vorgesehen, deren - vorliegend nicht weiter dargestellter - Rotor über ein Zahnrad Z18 mit dem Zahnrad Z7 des Radsatzes R2 gekoppelt ist. Dabei steht das Zahnrad Z18 permanent mit dem Zahnrad Z7 im Zahneingriff, so dass eine Drehbewegung des Zahnrades Z7 des Radsatzes R2 stets mit einer Drehbewegung des Rotors der Elektromaschine EM gekoppelt ist, wobei die Elektromaschine EM dabei entweder als Generator fungieren und elektrische Energie in einen - vorliegend nicht weiter dargestellten - elektrischen Speicher einspeisen kann, oder aber als elektrischer Motor betreibbar ist, welcher bei Strombeaufschlagung antreibend auf das Zahnrad Z7 des Radsatzes R2 einwirkt. Die Elektromaschine EM kann also entweder über den Radsatz R2 angetrieben werden oder aber den Radsatz R2 antreiben und hierbei entweder eine Drehbewegung unterstützen oder eine entsprechende Antriebsbewegung einleiten.
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Die Anbindung der Elektromaschine EM an dem Radsatz R2 hat hierbei den Vorteil, dass die Elektromaschine EM somit über das Schaltelement S1 und das Schaltelement S3 zum einen von der Doppelkupplung 3 und über das Schaltelement S2 und das Schaltelement S4 zum anderen von den Abtriebsseiten AB1 und AB2 abgekoppelt werden kann. Im letztgenannten Fall wird ein Betreiben der Elektromaschine EM über den Radsatz R2 ohne Übertragung einer Drehbewegung auf die Abtriebsseiten AB1 und AB2 ermöglicht, so dass die Elektromaschine EM auch bei stehendem Fahrzeug zum Laden eines elektrischen Speichers betrieben werden kann. Im anderen Fall kann über die Elektromaschine EM ein rein elektrisches Fahren dargestellt werden, indem diese über das Schaltelement S1 und das Schaltelement S3 jeweils von der Doppelkupplung 3 und damit auch von der Antriebsseite AN entkoppelt wird, wobei aufgrund dieser Abkopplung Schleppverluste der Doppelkupplung 3 verhindert werden können. Alternativ dazu kann eine Elektromaschine EM aber auch entsprechend am Radsatz R6 oder am Radsatz R4 angebunden sein, da auch hier entsprechende Abkopplungsmöglichkeiten gegeben sind.
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Aus 2 geht eine zweite bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes hervor. Im Unterschied zu der Ausgestaltung nach 1 haben hierbei der Radsatz R6 und die Radsätze R2 und R4 die Positionen getauscht. So sind die beiden Radsätze R2 und R4 gemeinsam in der ersten Radebene I angeordnet, welche dementsprechend als Doppelradebene ausgeführt ist, während der Radsatz R6 einzeln in der zweiten Radebene II vorgesehen ist. Hierbei ist das Schaltelement S4 des Radsatzes R4 mitgewandert und nun in axialer Richtung zwischen der Doppelkupplung 3 und der ersten Radebene I platziert. Innerhalb der ersten Schalteinrichtung SE1 haben die Schaltelemente S1 und S3 aufgrund der Umstellung hingegen nur ihre Reihenfolge in axialer Richtung geändert. Ferner ist die Elektromaschine EM mit dem Zahnrad Z18 am Zahnrad Z5 des Radsatzes R6 angebunden.
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Als weiterer Unterschied haben die Radsätze R1, R3, R5 und R7 untereinander die Positionen getauscht. So sind der Radsatz R5 und der Radsatz R7 in der vierten Radebene IV angeordnet, wobei das drehbar auf der Vollwelle VW2 gelagerte Zahnrad Z12 des Radsatzes R5 und das drehbar auf der Vollwelle VW1 vorgesehene Zahnrad Z14 des Radsatzes R7 jeweils mit dem gemeinsamen, zwischenliegenden Zahnrad Z9 im Zahneingriff stehen. Hinsichtlich der dementsprechend in der fünften Radebene V angeordneten Radsätze R3 und R1 kämmt das auf der Eingangswelle EW2 platzierte Zahnrad Z10 jeweils mit dem Zahnrad Z11 des Radsatzes R1 und dem Zahnrad Z13 des Radsatzes R3, wobei das Zahnrad Z11 dabei auf der Vollwelle VW1 und das Zahnrad Z13 auf der Vollwelle VW2 jeweils drehbar gelagert ist. In Folge dieser Positionsänderungen sind auch die Schaltelemente S6 bis S9 anders gruppiert, indem das Schaltelement S6 und das Schaltelement S9 zu einer dritten Schalteinrichtung SE3', sowie das Schaltelement S7 und das Schaltelement S8 zu einer vierten Schalteinrichtung SE4' jeweils zusammengefasst sind. Im Übrigen entspricht die Ausgestaltung nach 2 der Variante gemäß 1.
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Des Weiteren geht aus 3 eine dritte bevorzugte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes hervor. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der Variante gemäß 1 dahingehend, dass die Radsätze R6 und RR die Positionen getauscht haben. Dabei ist der Radsatz RR in die erste Radebene I gewandert, während der Radsatz R6 die bisherige Position des Radsatzes RR in der dritten Radebene III eingenommen hat. Gemeinsam hiermit sind auch die Schaltelemente S1 bis S5 verschoben worden, so dass die zweite Schalteinrichtung SE2 und das Schaltelement S4 zwischen der ersten Radebene I und der zweiten Radebene II, sowie die erste Schalteinrichtung SE1 zwischen der zweiten Radebene II und der dritten Radebene III positioniert sind.
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Zudem sind die Radsätze R1, R3, R5 und R7 erneut anderweitig angeordnet, indem der Radsatz R3 und R7 gemeinsam in der vierten Radebene IV und der Radsatz R1 und R5 gemeinsam in der fünften Radebene V platziert sind. Dementsprechend teilen sich die Radsätze R3 und R7 das zwischenliegende Zahnrad Z9 und die Radsätze R1 und R5 das dazwischen auf der Eingangswelle EW2 angeordnete Zahnrad Z10. Das Zahnrad Z9 kämmt dabei einerseits mit dem drehbar auf der Vollwelle VW1 gelagerten Zahnrad Z13 des Radsatzes R3 und andererseits mit dem drehbar auf der Vollwelle VW2 platzierten Zahnrad Z14 des Radsatzes R7, während das Zahnrad Z10 sowohl mit dem seitens der Vollwelle VW1 vorgesehenen Zahnrad Z11 des Radsatzes R1 als auch mit dem seitens der Vollwelle VW2 gelagerten Zahnrad Z12 des Radsatzes R5 im Zahneingriff steht. Aufgrund dieser Umstrukturierung sind auch die Schaltelemente S6 bis S9 anderweitig zusammengefasst, wobei hierbei das Schaltelement S6 mit dem Schaltelement S8 in einer dritten Schalteinrichtungen SE3", sowie das Schaltelement S7 mit dem Schaltelement S9 in einer vierten Schalteinrichtung SE4" neu gruppiert sind. Schließlich sind die Abtriebsstufen RA1 und RA2 zwischen der ersten Radebene I und der Doppelkupplung 3 im endseitigen Bereich der Vollwellen VW1 und VW2 vorgesehen, so dass diese im Bereich von Lagerungen der Vollwellen VW1 und VW2 liegen. Ansonsten entspricht die Ausgestaltung nach 3 aber der Variante nach 1.
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Ferner ist in 4 eine Ausführung eines Kraftfahrzeuggetriebes entsprechend einer vierten Ausgestaltung der Erfindung dargestellt. Unterschiedlich zu der Variante nach 1 ist dabei, dass die beiden Vorgelege 4 und 5 in radialer Richtung gegeneinander vertauscht sind. So ist das Vorgelege 4 mit der Vollwelle VW1 und der Hohlwelle HW1 nun in der Zeichenebene oben liegend angeordnet, während das Vorgelege 5 gemeinsam mit der Vollwelle VW2 die Position des Vorgeleges 4 aus 1 eingenommen hat. Gemeinsam mit den Vorgelegen 4 und 5 sind auch die Radsätze R1 bis R7 und RR, die Schalteinrichtungen SE1 bis SE4, sowie das Schaltelement S4 mit gewandert. Als weiterer Unterschied ist die Elektromaschine EM mit dem Zahnrad Z18 nun an dem Zahnrad Z8 des Radsatzes R4 angegliedert. Schließlich sind die Abtriebsstufen RA1 und RA2 im endseitigen Bereich der Vollwellen VW1 und VW2 auf einer der Doppelkupplung 3 abgewandten Seite angeordnet. Im Übrigen entspricht die Ausgestaltung nach 4 der Variante nach 1.
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Aus 5 ist ferner eine fünfte bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes ersichtlich. Dieses unterscheidet sich von der Variante nach 1 dahingehend, dass das Zahnrad Z2 des in der dritten Radebene III vorgesehenen Radsatzes RR drehbar auf der Vollwelle VW2 des Vorgeleges 5 gelagert ist und in der Folge auch die Zwischenwelle ZW mit dem Zahnrad Z3 zwischen der Eingangswelle EW1 und der Vollwelle VW2 liegend platziert ist. In diesem Zusammenhang ist auch das Schaltelement S5 des Radsatzes RR auf der Vollwelle VW2 angeordnet und zudem mit dem Schaltelement S4 des Radsatzes R4 zu einer zweiten Schalteinrichtung SE2' zusammengefasst, während das Schaltelement S2 des Radsatzes R2 nunmehr als Einzelsynchronisierung vorgesehen ist. Schließlich werden die Abtriebsseiten AB1 und AB2 jeweils durch je ein Wellenende der Vollwellen VW1 und VW2 der beiden Vorgelege 4 und 5 ausgebildet, wobei die beiden Vollwellen VW1 und VW2 hierbei über die Abtriebsstufen RA1 und RA2 miteinander gekoppelt sind. Dabei ist das die Zahnräder Z16 und Z17 verbindende Zahnrad Z15 in einer anderen Zeichenebene platziert und deswegen nur gestrichelt angedeutet. Im Übrigen entspricht die Ausgestaltung nach 5 der Variante nach 1.
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In 6 ist eine weitere, sechste Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes dargestellt, welches sich von der Ausführungsform nach 1 dahingehend unterscheidet, dass die beiden Teilgetriebe 1 und 2 hinsichtlich ihrer Anordnung in axialer Richtung vertauscht sind. In der Folge ist die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes als Getriebezentralwelle ausgeführt, während die Eingangswelle EW2 des zweiten Teilgetriebes 2 als koaxial hierzu verlaufende Getriebehohlwelle ausgestaltet ist. Ebenso haben die Lastschaltelemente K1 und K2 ihre Anordnung innerhalb der Doppelkupplung 3 gewechselt. Auch eine Anordnung der Radsätze R1 bis R7 und RR in den Radebenen I bis V ist in der Folge verändert, indem die Radsätze R5 und R7 in der ersten Radebene I, die Radsätze R1 und R3 in der zweiten Radebene II, der Radsatz R6 in der dritten Radebene III, die Radsätze R2 und R4 in der vierten Radebene IV, sowie der Radsatz RR in der fünften Radebene V angeordnet sind. Dementsprechend haben auch die Schalteinrichtungen SE1 bis SE4 und das Schaltelement S4 ihre Positionen verändert. Schließlich werden die Abtriebsseiten AB1 und AB2 erneut jeweils durch je ein Wellenende der Vollwellen VW1 und VW2 ausgebildet. Dabei sind die beiden Vollwellen VW1 und VW2 über die Abtriebsstufen RA1 und RA2 miteinander gekoppelt sind, wobei die beiden Abtriebsstufen RA1 und RA2 im endseitigen Bereich der beiden Vollwellen VW1 und VW2 auf einer der Doppelkupplung 3 zugewandten Seite angeordnet sind, so dass eine Koppelung der Vollwellen VW1 und VW2 im Bereich von deren - vorliegend nicht weiter dargestellten - endseitigen Lagerungen stattfindet. Im Übrigen entspricht die Ausgestaltung nach 6 der Variante nach 1.
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In 7 ist nun ein beispielhaftes Schaltschema dargestellt, welches sich durch jede der Getriebevarianten gemäß der 1 bis 6 realisieren lässt. Insgesamt sind dabei acht lastschaltbare Vorwärtsgänge, sowie ein Rückwärtsgang darstellbar. Die Lastschaltbarkeit der Vorwärtsgänge wird dadurch erreicht, dass bei Fahren in einem Gang und bei Führen des Kraftflusses über eines der beiden Teilgetriebe 1 oder 2 in dem jeweils anderen Teilgetriebe 2 oder 1 schon die an der Darstellung eines nachfolgenden Ganges beteiligten der Schaltelemente S1 bis S4 und S6 bis S9 vorgewählt werden und zum letztendlichen Umschalten nur noch das Lastschaltelement K1 bzw. K2 des einen Teilgetriebes 1 bzw. 2 geöffnet und unmittelbar darauf das Lastschaltelement K2 bzw. K1 des anderen Teilgetriebes 2 bzw. 1 geschlossen wird. In der Folge ist damit ein nahezu zugkraftunterbrechungsfreies Fahren möglich.
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Vorliegend wird der erste Gang dadurch dargestellt, dass das Lastschaltelement K2 geschlossen und damit die Eingangswelle EW2 mit der Antriebsseite AN verbunden, sowie das Schaltelement S6 betätigt wird. Zum Wechsel in den zweiten Gang müssen im Vorfeld die Schaltelemente S2 und S3 betätigt und anschließend ein Umschalten zwischen den Lastschaltelementen K1 und K2 vorgenommen werden, indem das Lastschaltelement K2 geöffnet und das Lastschaltelement K1 geschlossen wird, wobei nach erfolgtem Wechsel das Schaltelement S6 abzuschalten ist. In den hierauf folgenden, dritten Gang kann unter erneutem Wechsel zwischen den Lastschaltelementen K1 und K2 übergegangen werden, wobei im Vorfeld das Schaltelement S8 zu betätigen und nach erfolgtem Wechsel zumindest das Schaltelemente S2 abzuschalten ist. Der vierte Gang ergibt sich durch Ansteuerung der Schaltelemente S3 und S4, sowie erneutem Wechsel zwischen den Lastschaltelementen K1 und K2, wobei das Schaltelement S8 nach erfolgtem Wechsel in einen unbetätigten Zustand zu überführen ist. Im fünften Gang wird durch das Schaltelement S7 die Eingangswelle EW2 über das zweite Vorgelege 5 mit den Ausgangsseiten AB1 und AB2 gekoppelt, wobei zum letztendlichen Schalten des Ganges hierbei Lastschaltelement K1 zu öffnen und Lastschaltelement K2 zu schließen ist. Zudem sind nach vollzogenem Gangwechsel die Schaltelemente S3 und S4 abzuschalten. Der sechste Vorwärtsgang ergibt sich durch Betätigen der Schaltelemente S1 und S2 und unter erneutem Wechsel zwischen der Lastschaltelemente K1 und K2, sowie Überführen des Schaltelements S7 in einen unbetätigten Zustand, während im Falle des siebten Vorwärtsganges Schaltelement S9 anzusteuern und die Schaltelemente S1 und S2 abzuschalten sind. Zum letztendlichen Schalten ist dabei das Lastschaltelement K1 zu öffnen und das Lastschaltelement K2 zu schließen. Schließlich wird der achte Vorwärtsgang ausgehend vom siebten Vorwärtsgang dadurch geschaltet, indem zunächst die Schaltelemente S1 und S4 betätigt werden und nach einem erfolgten Umschalten zwischen den Lastschaltelementen K1 und K2 das Schaltelement S9 abgeschaltet wird. Hingegen ergibt sich der Rückwärtsgang durch Betätigen des Schaltelements S5, sowie durch Verbinden der Eingangswelle EW1 mit der Antriebsseite AN durch Schließen des Lastschaltelements K1.
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Schließlich ist in 8 eine Ausführung eines Kraftfahrzeuggetriebes entsprechend einer siebten Ausgestaltung der Erfindung dargestellt. Unterschiedlich zu der Variante nach 1 ist dabei, dass die Radsätze R6 und R4 die Positionen getauscht haben, so dass der Radsatz R4 nun einzeln in der ersten Radebene I angeordnet ist, während der Radsatz R6 gemeinsam mit dem Radsatz R2 in der als Doppelradebene ausgeführten, zweiten Radebene II vorgesehen ist. Folglich steht das auf der Eingangswelle EW1 vorgesehene Zahnrad Z6 neben dem Zahnrad Z7 des Radsatzes R2 noch mit dem Zahnrad Z5 des Radsatzes R6 im Zahneingriff, wobei das Zahnrad Z5 dabei drehbar auf der Vollwelle VW2 gelagert ist. Die Umstrukturierung hat weiterhin zu Folge, dass das Schaltelement S3 nun mit dem Schaltelement S4 des Radsatzes R4 in einer ersten Schalteinrichtung SE1' zusammengefasst ist, während das Schaltelement S1 des Radsatzes R6 als Einzelsynchronisierung ausgeführt ist. Ansonsten entspricht die Ausgestaltung nach 8 aber der Variante nach 1.
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Aus 9 geht nun noch ein beispielhaftes Schaltschema hervor, welches sich durch die Getriebevariante gemäß 8 realisieren lässt. Dabei entspricht dieses Schaltschema weitestgehend dem Schaltschema nach 7, mit dem Unterschied, dass aufgrund der Positionsveränderung der Radsätze R4 und R6 bei einem vierten Gang neben dem Schaltelement S4 das Schaltelement S2 und bei einem sechsten Gang neben dem Schaltelement S1 das Schaltelement S2 zu betätigen ist. Im Übrigen entspricht das beispielhafte Schaltschema dann aber dem in 7 dargestellten Schema, so dass auch das dazu Beschriebene insoweit zutreffend ist.
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Generell können bei den im Vorfeld beschriebenen Varianten eines Getriebes die Radsätze R1, R3, R5 und R7 innerhalb des Teilgetriebes 2 beliebig in ihren Anordnungen untereinander tauschen. Im Übrigen können die einzelnen Getriebevarianten auch hinsichtlich ihrer weiteren individuellen Ausgestaltungsmerkmale beliebig miteinander kombiniert werden.
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Mittels der einzelnen Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes ist es somit möglich, axial sehr kompaktbauend und mit wenigen Radsätzen eine hohe Anzahl an lastschaltbaren Gängen darzustellen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erstes Teilgetriebe
- 2
- zweites Teilgetriebe
- 3
- Doppelkupplung
- 4
- Vorgelegewelle
- 5
- Vorgelegewelle
- I
- erste Radebene
- II
- zweite Radebene
- III
- dritte Radebene
- IV
- vierte Radebene
- V
- fünfte Radebene
- AN
- Antriebsseite
- AB1
- Abtriebsseite
- AB2
- Abtriebsseite
- EW1
- Eingangswelle
- EW2
- Eingangswelle
- VW1
- Vollwelle
- VW2
- Vollwelle
- HW1
- Hohlwelle
- AW
- Ausgangswelle
- Z1
- Zahnrad
- Z2
- Zahnrad
- Z3
- Zahnrad
- Z4
- Zahnrad
- Z5
- Zahnrad
- Z6
- Zahnrad
- Z7
- Zahnrad
- Z8
- Zahnrad
- Z9
- Zahnrad
- Z10
- Zahnrad
- Z11
- Zahnrad
- Z12
- Zahnrad
- Z13
- Zahnrad
- Z14
- Zahnrad
- Z15
- Zahnrad
- Z16
- Zahnrad
- Z17
- Zahnrad
- Z18
- Zahnrad
- S1
- Schaltelement
- S2
- Schaltelement
- S3
- Schaltelement
- S4
- Schaltelement
- S5
- Schaltelement
- S6
- Schaltelement
- S7
- Schaltelement
- S8
- Schaltelement
- S9
- Schaltelement
- SE1
- Schalteinrichtung
- SE2
- Schalteinrichtung
- SE3
- Schalteinrichtung
- SE4
- Schalteinrichtung
- SE1'
- Schalteinrichtung
- SE2'
- Schalteinrichtung
- SE3'
- Schalteinrichtung
- SE4'
- Schalteinrichtung
- SE3"
- Schalteinrichtung
- SE4"
- Schalteinrichtung
- R1
- Radsatz erster Gang
- R2
- Radsatz zweiter Gang
- R3
- Radsatz dritter Gang
- R4
- Radsatz vierter Gang
- R5
- Radsatz fünfter Gang
- R6
- Radsatz sechster Gang
- R7
- Radsatz siebter Gang
- RR
- Radsatz Rückwärtsgang
- RA1
- Abtriebsstufe
- RA2
- Abtriebsstufe
- K1
- Lastschaltelement
- K2
- Lastschaltelement
- EM
- Elektromaschine
