DE102011088408A1

DE102011088408A1 - Getriebe für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102011088408A1
Application number: DE102011088408A
Authority: DE
Inventors: Michael Wechs
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2011-12-13
Filing date: 2011-12-13
Publication date: 2013-06-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere Doppelkupplungsgetriebe, für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest zwei Teilgetriebe, wobei jedes der Teilgetriebe zumindest eine Eingangswelle umfasst, und wobei eine Ausgangswelle als Abtriebswelle beider Teilgetriebe angeordnet ist, wobei die zumindest eine Eingangswelle auf einer Hauptachse und die Abtriebswelle auf der Hauptachse oder auf einer, insbesondere zur Hauptachse parallelen, Nebenachse angeordnet ist, und wobei ein Vorgelege mit zumindest einer Vorgelegewelle angeordnet ist, wobei die zumindest eine Vorgelegewelle auf der Nebenachse angeordnet ist, und wobei zumindest eine der Eingangswellen mittels zumindest zweier Radebenen und/oder zumindest einem Schaltelement mit der Abtriebswelle verbindbar ist, wobei N Schalteinrichtungen angeordnet sind, wobei N eine ganze Zahl größer oder gleich Zwei ist, und wobei zumindest eine der N Schalteinrichtungen auf der Nebenachse angeordnet ist, und wobei das Vorgelege zumindest drei Vorgelegewellen umfasst, wobei mittels der zumindest einen Schalteinrichtung auf der Nebenachse jeweils zwei Vorgelegewellen miteinander verbindbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere Doppelkupplungsgetriebe, für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest zwei Teilgetriebe, wobei jedes der Teilgetriebe zumindest eine Eingangswelle umfasst, und wobei eine Ausgangswelle als Abtriebswelle beider Teilgetriebe angeordnet ist, wobei die zumindest eine Eingangswelle auf einer Hauptachse und die Abtriebswelle auf der Hauptachse oder auf einer, insbesondere zur Hauptachse parallelen, Nebenachse angeordnet ist, und wobei ein Vorgelege mit zumindest einer Vorgelegewelle angeordnet ist, wobei die zumindest eine Vorgelegewelle auf der Nebenachse angeordnet ist, und wobei zumindest eine der Eingangswellen mittels zumindest zweier Radebenen und/oder zumindest einem Schaltelement mit der Abtriebswelle verbindbar ist.
Derartige Getriebe für ein Kraftfahrzeug werden unter anderem als sogenannte Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt, bei welchen die Eingangswellen der beiden Teilgetriebe über je ein zugehöriges Lastschaltelement mit einem Antrieb, beispielsweise einem Verbrennungsmotor oder einem Elektromotor verbunden werden können, wobei die beiden Lastschaltelemente dabei in Form einer Doppelkupplung zusammengefasst werden. Die über ein solches Getriebe darstellbaren Gangstufen sind dann wechselweise auf die beiden Teilgetriebe aufgeteilt, so dass beispielsweise das eine Teilgetriebe die ungeraden Gänge und das entsprechend andere Teilgetriebe die geraden Gänge darstellt. Es ist weiterhin bekannt, die einzelnen Gangstufen durch eine oder mehrere Radstufen oder -ebenen, die jeweils unterschiedliche Übersetzungsstufen aufweisen, darzustellen. Mittels entsprechender Schaltelemente sind diese in den Kraft- bzw. Drehmomentfluss zwischen Antrieb und Abtrieb einbindbar, so dass eine entsprechende gewünschte Übersetzung zwischen Antrieb und Abtrieb des Getriebes jeweils dargestellt wird.
Durch eine 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 Schalteinrichtungen bereits einen darauffolgenden Gang vorzuwählen, wobei ein letztendlicher Wechsel in den darauffolgenden Gang durch Öffnen des Lastschaltelementes des einen Teilgetriebes und ein kurz darauf folgendes Schließen des Lastschaltelementes des anderen Teilgetriebes ermöglicht wird. Auf diese Weise können die Gänge oder Gangstufen des Getriebes unter Last geschaltet werden, was ein Beschleunigungsvermögen des Kraftfahrzeugs aufgrund eines damit im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreien Gangwechsels verbessert und komfortablere Schaltvorgänge für einen Fahrzeugführer ermöglicht.
Derartige Doppelkupplungsgetriebe können hierbei auch mit einem zu An- und Abtrieb zusätzlich angeordneten Vorgelege ausgeführt werden, so dass in axialer Richtung ein kompakter Aufbau ermöglicht wird.
Aus der DE 10 2006 054 281 A1 ist ein derartiges Getriebe für ein Kraftfahrzeug in Form eines Doppelkupplungsgetriebes bekanntgeworden. Das Doppelkupplungsgetriebe umfasst dabei zwei Teilgetriebe mit jeweils einer Eingangswelle. Durch Verbindung der jeweiligen Eingangswelle über ein jeweiliges Lastschaltelement können die beiden Teilgetriebe jeweils abwechselnd in einen Kraft- oder Drehmomentfluss von einem Antrieb zu einem Abtrieb eingebunden werden, wobei die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes als Getriebezentral- und die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes als Getriebehohlwelle ausgeführt ist. Weiterhin ist eine Ausgangswelle angeordnet, die als Abtrieb beider Teilgetriebe ausgebildet ist, wobei eine Drehbewegung des Antriebs über mehrere Übersetzungsstufen auf den Abtrieb übersetzbar ist, in dem der Kraft- und Drehmomentfluss über ein Vorgelege geführt wird. Dabei werden zumindest zwei Radebenen mittels Betätigung zugehöriger Schaltelemente in den Kraft- und Drehmomentfluss geschaltet, wobei durch Kombination der Betätigung der Schaltelemente und dem Kraft- und Drehmomentfluss über entsprechende Radebene mehrere Übersetzungsstufen dargestellt werden können. Ebenso ist auch eine unübersetzte Übertragung der Drehbewegung des Antriebs auf eine Ausgangswelle des Abtriebs durch Betätigung entsprechender Schaltelemente möglich.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, welches eine gute Lastschaltfähigkeit und eine gute Hybridisierfähigkeit aufweist. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welches einfach und kostengünstig herstellbar ist und gleichzeitig eine zuverlässige Übertragung von Drehmomenten zwischen Antrieb und Abtrieb ermöglicht. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, welches verschiedene Getriebecharakteristiken ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein alternatives Getriebe für ein Kraftfahrzeug anzugeben.
Die vorliegende Erfindung löst die Aufgaben bei einem Getriebe, insbesondere Doppelkupplungsgetriebe, für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest zwei Teilgetriebe, wobei jedes der Teilgetriebe zumindest eine Eingangswelle umfasst, und wobei eine Ausgangswelle als Abtriebswelle beider Teilgetriebe angeordnet ist, wobei die zumindest eine Eingangswelle auf einer Hauptachse und die Abtriebswelle auf der Hauptachse oder auf einer, insbesondere zur Hauptachse parallelen, Nebenachse angeordnet ist, und wobei ein Vorgelege mit zumindest einer Vorgelegewelle angeordnet ist, wobei die zumindest eine Vorgelegewelle auf der Nebenachse angeordnet ist, und wobei zumindest eine der Eingangswellen mittels zumindest zweier Radebenen und/oder zumindest einem Schaltelement mit der Abtriebswelle verbindbar ist, dadurch, dass N Schalteinrichtungen angeordnet sind, wobei N eine ganze Zahl größer oder gleich Zwei ist, und dass zumindest eine der N Schalteinrichtungen auf der Nebenachse angeordnet ist, und dass das Vorgelege zumindest drei Vorgelegewellen umfasst, wobei mittels der zumindest einen Schalteinrichtung auf der Nebenachse jeweils zwei Vorgelegewellen miteinander verbindbar sind.
Die Erfindung löst die Aufgaben ebenfalls mit einem Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personen- oder ein Lastkraftwagen mit einem Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16.
Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass auf diese Weise eine Verringerung der mechanischen Spreizung durch Windung des ersten Vorwärtsganges des Getriebes ermöglicht wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Getriebe eine gute Lastschaltfähigkeit und eine gute Hybridisierfähigkeit aufweist. Ein weiterer Vorteil ist unter anderem, dass Übersetzungsreihen mit Direct-Drive und Overdrive-Charakterstik realisierbar sind.
Unter dem Begriff „Radstufe“ oder „Radebene“ sind vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen, im Wesentlichen zwei miteinander zusammenwirkende Übertragungselemente zur Übertragung von Drehmomenten von dem einen Übertragungselement auf das andere Übertragungselement zu verstehen, die vorzugsweise eine Unter- oder Übersetzung für insbesondere mit den Übertragungselementen zusammenwirkenden Wellen im Getriebe bereitstellen.
Unter dem Begriff „Schaltelement“ ist vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen eine Vorrichtung zu verstehen, die zumindest einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand aufweist, wobei im geöffneten Zustand die Vorrichtung kein Drehmoment und wobei im geschlossenen Zustand die Vorrichtung ein Drehmoment zwischen zwei mit dem Schaltelement zusammenwirkenden Vorrichtungen übertragen kann.
Unter dem Begriff „Schalteinrichtung“ ist vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen zumindest ein Schaltelement und zumindest eine Schaltelementbetätigungseinrichtung zur Betätigung des zumindest einen Schaltelementes zu verstehen.
Unter dem Begriff „Übertragungselement“ ist vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen eine Vorrichtung zu verstehen, mit der ein Drehmoment übertragbar ist. Übertragungselemente können dabei vorzugsweise als Räder, vorzugsweise als Zahnräder, insbesondere Stirnräder, Kegelräder, Schneckenräder oder dergleichen ausgebildet sein.
Unter dem Begriff „benachbart“ in Bezug auf Schaltelemente und/oder Schalteinrichtungen sind vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen Schalteinrichtungen und/oder Schaltelemente zu verstehen, die entlang der Hauptachse oder der Nebenachse des Getriebes direkt nebeneinander entlang der jeweiligen Achse angeordnet sind und wobei jeweils eines der Schaltelemente der Schalteinrichtungen mittels einer Welle direkt mit dem jeweils anderen Schaltelement der benachbarten Schalteinrichtung verbunden ist.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Zweckmäßigerweise ist zumindest eine der Vorgelegewellen mittels jeweils einem Schaltelement von zwei zueinander benachbarten Schalteinrichtungen, welche über eine Verbindungswelle miteinander verbunden sind, über eine Radebene mit den zumindest zwei Eingangswellen verbindbar. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass die Flexibilität des Getriebes noch weiter gesteigert wird, da eine Vielzahl von möglichen Verbindungen bzw. Kopplungen zwischen den Eingangswellen und zumindest einer der Vorgelegewellen ermöglicht wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass gleichzeitig ein äußerst kompakter Aufbau von Verbindungswelle, Vorgelegewellen und/ oder Schalteinrichtungen im Getriebe ermöglicht wird.
Vorteilhafterweise sind zumindest zwei der Eingangswellen koaxial zueinander und/oder zumindest zwei der Vorgelegewellen koaxial zueinander angeordnet. Dies verringert den Bauraum für die beiden Eingangswellen und/oder für die zumindest zwei Vorgelegewellen und damit auch des entsprechenden Getriebes insgesamt, so dass das Getriebe auch bei beengten Verhältnissen in einem Kraftfahrzeug einsetzbar ist. Ebenso können dadurch mehrere Vorgelegewellen bereitgestellt werden, was eine Darstellung einer Vielzahl von Gängen respektive Gangstufen mittels des Getriebes ermöglicht.
Zweckmäßigerweise ist die Anzahl N gleich Vier. Sind also N = 4 Schalteinrichtungen angeordnet, sind zumindest mehrere Vorwärtsgangstufen durch das Getriebe darstellbar, wobei gleichzeitig das Getriebe kompakt ausgeführt werden kann, so dass es in einer Vielzahl von Fahrzeugen einsetzbar ist.
Vorteilhafterweise ist zumindest eine der Eingangswellen und/oder zumindest eine der Vorgelegewellen als Hohlwelle und die jeweils andere Welle als Vollwelle ausgebildet. Damit ist eine besonders platzsparende Anordnung der beiden Eingangswellen und/ oder der beiden Vorgelegewellen möglich, da die als Hohlwelle ausgebildete Eingangswelle oder Vorgelegewelle koaxial und parallel zu der als Vollwelle ausgebildeten Eingangswelle oder Vorgelegewelle angeordnet werden kann. Bei der Ausbildung als Vollwelle oder als Hohlwelle können jeweilige Übertragungselemente, wenn diese fest mit der Vollwelle oder Hohlwelle verbunden werden sollen, mit der jeweiligen Welle einstückig und damit kostengünstig hergestellt werden. Eine zeitaufwändige und damit kostenintensive Festlegung von jeweiligen Übertragungselementen an der entsprechenden Welle kann damit entfallen.
Zweckmäßigerweise sind zumindest drei, insbesondere zumindest vier Radebenen mittels zumindest einem Schaltelement mit zumindest einer der Eingangswellen verbindbar. Auf diese Weise können beispielsweise, wenn Übertragungselemente mehrerer Radebenen mit zumindest einer der Eingangswellen verbindbar oder koppelbar sind, eine Vielzahl von möglichen Gängen respektive Gangstufen durch das Getriebe bereitgestellt werden, ohne dass eine hohe Anzahl von Bauteilen hierfür benötigt wird.
Vorteilhafterweise ist zumindest eine Radebene als Rückwärtsgangstufe ausgebildet. Mittels der zumindest einen Rückwärtsgangstufe kann die Drehrichtung der Abtriebswelle in Bezug auf eine der Eingangswellen umgekehrt werden, so dass ein Rückwärtsgang für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt werden kann, was die Flexibilität hinsichtlich des Einsatzes des Getriebes in verschiedenen Fahrzeugen wesentlich erhöht.
Zweckmäßigerweise ist die Rückwärtsgangstufe mittels zumindest einer der N Schalteinrichtungen betätigbar, wobei die zumindest eine Schalteinrichtung benachbart zur Seite des Antriebs im Getriebe angeordnet ist. Auf diese Weise ist eine direkte und äußerst zuverlässige Übertragung von Drehmomenten von einer der Eingangswellen auf die Rückwärtsgangstufe und schließlich auf die Abtriebswelle möglich.
Vorteilhafterweise ist die Rückwärtsgangstufe als erste Radebene drehmomentabwärts von der Seite des Antriebs im Getriebe angeordnet. Ein Vorteil ist, dass damit eine direkte Übertragung von Kraft und Drehmomenten mittels der Rückwärtsgangstufe auf das Vorgelege ermöglicht wird und somit bei Betätigung der Schalteinrichtung für die Rückwärtsgangstufe große Drehmomente übertragen werden können. Darüber hinaus ist durch die Anordnung im Bereich der Seite des Antriebs eine einfachere Zugänglichkeit, beispielsweise im Wartungsfall, der Rückwärtsgangstufe möglich.
Zweckmäßigerweise ist eine elektrische Maschine an zumindest einer Radebene und/ oder an zumindest einer Vorgelegewelle und/ oder an zumindest einer der Eingangswellen zur Hybridisierung des Getriebes angeordnet.
Einer der erzielten Vorteile ist, dass das Getriebe auch in Hybridfahrzeugen eingesetzt werden kann, bei denen sowohl eine elektrische Maschine als auch ein Verbrennungsmotor mit dem Getriebe zur Übertragung von Kräften zum Antrieb des Hybridfahrzeugs zusammenwirken sollen. Die Anbindung der zumindest einen elektrischen Maschine kann dabei an zumindest eine der Eingangswellen- oder Abtriebswelle oder an zumindest eine der Vorgelegewellen erfolgen. Die elektrische Maschine kann ebenfalls an ein Übertragungselement in Form eines Festrades oder Losrades einer der Radebenen angebunden sein.
Es ist ebenso möglich, die elektrische Maschine an ein zusätzliches Festrad, also an ein Rad, welches fest mit einer der Wellen des Getriebes verbunden ist, anzubinden. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, die Anbindung der elektrischen Maschine an das Getriebe mittels zumindest eines Schaltelementes, insbesondere an ein Übertragungselement einer Radebene, vorzunehmen. Der mit dieser ersten Anbindungsmöglichkeit erzielte Vorteil ist, dass damit eine sogenannte Standladefähigkeit und ein elektrisches Fahren ohne Schleppverluste im Getriebe möglich ist. Hierzu wird auf den Offenbarungsgehalt der DE 10 2010 030 569 A1 durch Verweis explizit Bezug genommen: Dabei ist eine erste Eingangswelle mit einem Lastschaltelement koppelbar. Eine zweite Eingangswelle, welche insbesondere koaxial zur ersten Eingangswelle angeordnet ist, ist direkt mit einem Rotor der elektrischen Maschine zu deren Antrieb verbunden. Hierdurch sind zwei parallele Kraftübertragungszweige eingangsseitig miteinander koppelbar.
Eine zweite Anbindungs- oder Ankoppelmöglichkeit der elektrischen Maschine an das Getriebe ist durch Anordnung eines Planetengetriebes im Getriebe möglich: An eine erste Eingangswelle kann dabei über ein entsprechendes Schaltelement, insbesondere in Form einer Trennkupplung, ein Verbrennungsmotor angekoppelt werden. Die elektrische Maschine greift zum einen an einer zweiten Eingangswelle an und zum anderen an die erste Eingangswelle des Getriebes über ein Planetengetriebe. Bei betätigter, also geschlossener Trennkupplung ist der Verbrennungsmotor ebenfalls über das Planetengetriebe an die zweite Eingangswelle gekoppelt. Das Planetengetriebe, umfassend ein Planetenrad, ein Hohlrad, Planetenräder sowie einen Planetenträger, ist dabei derart ausgebildet und wirkt mit dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Maschine derart zusammen, so dass der Planetenträger an der zweiten Eingangswelle angreift. Die elektrische Maschine ist dabei an das Sonnenrad des Planetengetriebes gekoppelt. Darüber hinaus kann ein weiteres Schaltelement in Form eines Überbrückungsschaltelementes angeordnet sein, welches derart mit dem Planetengetriebe zusammenwirkt, so dass bei betätigtem Überbrückungsschaltelement eine drehfeste Verbindung zwischen der elektrischen Maschine, der ersten Eingangswelle und der zweiten Eingangswelle besteht, wohingegen bei nicht betätigtem, also geöffnetem, Überbrückungsschaltelement die vorgenannte drehfeste Verbindung zwischen der elektrischen Maschine und der ersten und zweiten Eingangswelle nicht besteht, insbesondere also keine Drehzahlgleichheit zwischen den beiden Eingangswellen besteht.
Wird zwischen dem Schaltelement, welches zur Anbindung des Verbrennungsmotors an die erste Eingangswelle dient und Überbrückungsschaltelement ein weiteres Schaltelement angeordnet, ist mittels dieses weiteren Schaltelementes, insbesondere in Form eines Doppelschaltelementes, sowohl die vorgenannte erste Anbindungsmöglichkeit als auch die vorgenannte zweite Anbindungsmöglichkeit durch Betätigung des weiteren Schaltelementes möglich.
Vorteilhafterweise ist die elektrische Maschine an zumindest einer der Radebenen angeordnet, welche mit der Vorgelegewelle, ausgebildet als Hohlwelle verbunden sind. Auf diese Weise ist eine besonders einfache Anbindung bzw. -kopplung der elektrischen Maschine an das Getriebe und damit eine zuverlässige Kraft- und Drehmomentübertragung von der elektrischen Maschine auf das Getriebe, insbesondere letztendlich auf die Abtriebswelle, möglich.
Zweckmäßigerweise sind Übertragungselemente zumindest zweier, insbesondere zumindest dreier Radebenen auf der Nebenachse mit einer als Hohlwelle ausgebildeten Vorgelegewelle, insbesondere fest, verbunden. Auf diese Weise können die Übertragungselemente zusammen mit der Vorgelegewelle kostengünstig hergestellt werden, insbesondere durch eine einstückige Ausbildung von Übertragungselementen zusammen mit der entsprechenden Vorgelegewelle, ausgebildet als Hohlwelle. Darüber hinaus ist auch eine Anbindung bzw. -kopplung einer elektrischen Maschine an das Getriebe bzw. an die entsprechenden Übertragungselemente äußerst zuverlässig möglich.
Vorteilhafterweise sind die N Schalteinrichtungen und die zumindest zwei Radebenen so angeordnet, dass mindestens sechs, insbesondere sieben Vorwärtsgänge und mindestens ein Rückwärtsgang durch das Getriebe darstellbar sind. Auf diese Weise kann das Getriebe für eine Vielzahl von Fahrzeugen eine ausreichende Anzahl von Vorwärtsgangstufen und Rückwärtsgangstufen zur Verfügung stellen, insbesondere sowohl für Personenkraftwagen als auch für Lastkraftwagen.
Zweckmäßigerweise ist zumindest eine der Radebenen zur Bereitstellung einer Overdrive-Charakteristik zuschaltbar. Der erzielte Vorteil ist, dass damit eine Absenkung der für eine bestimmte Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs notwendigen Motordrehzahl bei dadurch verringertem Drehmoment ermöglicht wird. Durch Zuschaltung der zumindest einen Radebene reduziert sich eine Eingangsdrehzahl einer der Eingangswellen bei gleichbleibender Ausgangsdrehzahl der Abtriebswelle des Getriebes.
Vorteilhafterweise ist eine Radebene als Abtriebskonstante ausgebildet. Der damit erzielte Vorteil ist, dass damit eine zuverlässige Kraft- und Drehmomentübertragung vom Antrieb über zumindest eine Eingangswelle durch das Getriebe hindurch auf die Abtriebswelle für den Abtrieb ermöglicht wird. Bei der Ausbildung der Radebene als Abtriebskonstante sind die jeweiligen Übertragungselemente, insbesondere in Form von Zahnrädern, fest auf den jeweiligen Wellen angeordnet.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen, und aus dazugehöriger Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen.
Dabei zeigen jeweils in schematischer Form
1 ein Getriebe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ein Getriebe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3a eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform der 1 und der 2;
3b eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der zweiten Ausführungsform der 2;
4a ein Getriebe gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4b ein Getriebe gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ein Getriebe gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; sowie
6 ein Getriebe gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
1 zeigt ein Getriebe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 ein Getriebe in Form eines Doppelkupplungsgetriebes. Das Doppelkupplungsgetriebe 1 weist zwei Lastschaltelemente in Form von Kupplungen K1, K2 auf. Mittels der Doppelkupplung K1, K2 kann dabei die Seite des Antriebs AN mit der Seite des Abtriebs AB zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten gekoppelt bzw. verbunden werden. Hierzu ist die erste Kupplung K1 mit einer ersten Eingangswelle EW1 verbunden und die zweite Kupplung K2 ist mit einer zweiten Eingangswelle EW2 verbunden. Die zweite Eingangswelle EW2 ist als Hohlwelle ausgebildet, wohingegen die erste Eingangswelle EW1 als Vollwelle ausgebildet ist. Die beiden Eingangswellen EW1, EW2 sind dabei koaxial und parallel zueinander angeordnet. Weiterhin umfasst das Getriebe 1 eine Hauptachse 2, die drehmoment- und kraftflussabwärts des Antriebs AN beginnend von den beiden Kupplungen K1, K2 zunächst eine sechste Radebene VI in Form einer Rückwärtsgangfahrstufe, eine erste Radebene I, ein drittes Schaltelement S3 und ein viertes Schaltelement S4 aufweist und weiter eine zweite Radebene II, ein fünftes Schaltelement S5, ein sechstes Schaltelement S6, eine dritte Radebene III, eine vierte Radebene IV, ein siebtes Schaltelement S7, ein achtes Schaltelement S8 und eine als Abtriebskonstante ausgebildete fünfte Radebene V. Jede der genannten Radebenen I, II, III, IV, V und VI weist Übertragungselemente, insbesondere in Form von Zahnrädern auf, welche mit jeweils einer Welle des Getriebes 1 verbunden sind. Dabei sind die Radebenen I, III und IV mittels eines Schaltelements mit einer der Eingangswellen EW1, EW2 koppelbar. Die zweite Radebene II ist mittels Schaltelementen an beide Eingangswellen EW1, EW2 koppelbar. Die erste Eingangswelle EW1, welche als Vollwelle ausgeführt ist, ist mittels eines Schaltelementes mit einer Abtriebswelle AW des Getriebes 1 verbindbar. Die Abtriebswelle AW ist auf der Hauptachse 2 angeordnet.
Parallel zur Hauptachse 2 ist eine Nebenachse 3 für ein Vorgelege 4 angeordnet. Das Vorgelege 4 umfasst dabei eine erste Vorgelegewelle VW1, welche als Vollwelle ausgebildet ist, und zwei hierzu jeweils angeordnet in einem Teilbereich der ersten Vorgelegewelle VW1 und als Hohlwelle ausgebildete Vorgelegewellen VW2, VW3. Die zweite Vorgelegewelle VW2 ist dabei koaxial und parallel zur ersten Vorgelegewelle VW1 auf deren radialen Außenseite angeordnet. Auf der radialen Außenseite der zweiten Vorgelegewelle VW2 ist die ebenfalls als Hohlwelle ausgebildete und koaxial und parallel zur zweiten Vorgelegewelle VW2 angeordnete dritte Vorgelegewelle VW3 angeordnet. Auf der dritten Vorgelegewelle VW3 ist ein Übertragungselement der sechsten Radebene VI angeordnet. Auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 sind Übertragungselemente der ersten und zweiten Radebene I, II angeordnet. Auf der ersten Vorgelegewelle VW1 sind Übertragungselemente der dritten, vierten und fünften Radebene III, IV, V angeordnet. Zwischen der Nebenachse 3 und der Hauptachse 2 weist die sechste Radebene VI in Form der Rückwärtsgangstufe ein Zwischenrad ZR zur Umkehrung der Drehrichtung auf, so dass mittels der Abtriebswelle AW bei gleicher Drehrichtung einer der Eingangswellen EW1, EW2 eine umgekehrte Drehrichtung zur Bereitstellung zumindest eines Rückwärtsganges ermöglicht wird.
Im Folgenden werden nun die Schaltelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7 und S8 beschrieben. Das erste Schaltelement S1 ist auf der Nebenachse 3 angeordnet und einerseits mit der ersten Vorgelegewelle VW1, andererseits mit der zweiten Vorgelegewelle VW2 verbunden und stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der ersten Vorgelegewelle VW1 und der zweiten Vorgelegewelle VW2 her. Das zweite Schaltelement S2 ist auf der Nebenachse 3 angeordnet und einerseits mit der zweiten Vorgelegewelle VW2, andererseits mit der dritten Vorgelegewelle VW3 verbunden und stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der zweiten Vorgelegewelle VW2 und der dritten Vorgelegewelle VW3 her. Das dritte Schaltelement S3 ist einerseits mit der zweiten Eingangswelle EW2, andererseits mit einer koaxial und parallel zur zweiten Eingangswelle EW2 angeordneten und als Hohlwelle ausgebildeten ersten Hohlwelle H1 verbunden.
Das dritte Schaltelement S3 stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der zweiten Eingangswelle EW2 und der ersten Hohlwelle H1 her. Auf der Hohlwelle H1 ist ein Übertragungselement angeordnet, welches mit einem Übertragungselement auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 auf der Nebenachse 3 zur Bildung der ersten Radebene I zusammenwirkt. Das vierte Schaltelement S4 ist einerseits mit der zweiten Eingangswelle EW2, andererseits mit einer zur zweiten Eingangswelle EW2 koaxial und parallel angeordneten und als Hohlwelle ausgebildeten Verbindungswelle H12 verbunden und stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der zweiten Eingangswelle EW2 und der Verbindungswelle H12 her. Auf der Verbindungswelle H12 ist ein Übertragungselement angeordnet, welches mit einem Übertragungselement auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 zur Bildung der zweiten Radebene II zusammenwirkt.
Das fünfte Schaltelement S5 ist einerseits mit der ersten Eingangswelle EW1, andererseits mit der Verbindungswelle H12 verbunden und stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der ersten Eingangswelle EW1 und der Verbindungswelle H12 her. Das sechste Schaltelement S6 ist einerseits mit der ersten Eingangswelle EW1, andererseits mit einer zur ersten Eingangswelle EW1 koaxial und parallel angeordneten und als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Hohlwelle H2 verbunden. Das sechste Schaltelement S6 stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der ersten Eingangswelle EW1 und der zweiten Hohlwelle H2 her. Auf der zweiten Hohlwelle H2 ist ein Übertragungselement angeordnet, welches mit einem Übertragungselement auf der ersten Vorgelegewelle VW1 zur Bildung der dritten Radebene III zusammenwirkt.
Das siebte Schaltelement S7 ist einerseits mit der ersten Eingangswelle EW1, andererseits mit einer zur ersten Eingangswelle EW1 koaxial und parallel angeordneten und als Hohlwelle ausgebildeten dritten Hohlwelle H3 verbunden. Das siebte Schaltelement S7 stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der ersten Eingangswelle EW1 und der dritten Hohlwelle H3 her. Auf der dritten Hohlwelle H3 ist ein Übertragungselement angeordnet, welches mit einem Übertragungselement auf der ersten Vorgelegewelle VW1 zur Bildung der vierten Radebene IV zusammenwirkt. Das achte Schaltelement S8 ist einerseits mit der ersten Eingangswelle EW1, andererseits mit der Abtriebswelle AW verbunden und stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der ersten Eingangswelle EW1 und der Abtriebswelle AW her. Auf der Abtriebswelle AW ist ein Übertragungselement angeordnet, welches mit einem Übertragungselement auf der ersten Vorgelegewelle VW1 zur Bildung der fünften Radebene V zusammenwirkt.
Das erste Schaltelement S1 und das zweite Schaltelement S2 sind in einer gemeinsamen ersten Schalteinrichtung SE1 zusammengefasst und mittels einer gemeinsamen ersten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB1 betätigbar. Das dritte Schaltelement S3 und das vierte Schaltelement S4 sind in einer gemeinsamen zweiten Schalteinrichtung SE2 angeordnet und mittels einer gemeinsamen zweiten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB2 betätigbar. Das fünfte Schaltelement S5 und das sechste Schaltelement S6 sind in einer gemeinsamen dritten Schalteinrichtung SE3 zusammengefasst und mittels einer gemeinsamen dritten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB3 betätigbar. Das siebte Schaltelement S7 und das achte Schaltelement S8 sind in einer gemeinsamen vierten Schalteinrichtung SE4 zusammengefasst und mittels einer gemeinsamen vierten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB4 betätigbar.
Die Schaltelementbetätigungseinrichtungen SB1, SB2, SB3 und SB4 bzw. die Schalteinrichtungen SE1, SE2, SE3, SE4 können als Doppelsynchronisierungen ausgeführt sein. Die Übertragungselemente können insbesondere beim Getriebe 1 gemäß der 1–6 sowohl fest als auch los mit der jeweiligen Welle, insbesondere mit den Eingangswellen EW1, EW2 und/oder zumindest einer der Vorgelegewellen VW1, VW2 und/oder mit den Hohlwellen H1, H2, H12, H3 angeordnet oder verbunden werden. Die Übertragungselemente können dabei insbesondere in Form von Zahnrädern, vorzugsweise als Stirnräder ausgebildet sein, so dass die Radebenen I, II, III, IV, V und VI Stirnradstufen darstellen. Zur Bereitstellung verschiedener Vorwärts- und Rückwärtsgänge, also verschiedener Übersetzungen, können die Stirnradstufen, insbesondere deren Zahnräder, dementsprechend unterschiedliche Übersetzungen umfassen oder bereitstellen.
Insgesamt weist das Getriebe 1 gemäß 1 zwei Eingangswellen EW1, EW2 auf, eine ausgebildet als Vollwelle und die andere koaxial zu dieser und ausgebildet als Hohlwelle auf der Hauptachse 2. Auf der zur Hauptachse 2 parallelen Nebenachse 3 sind drei Vorgelegewellen VW1, VW2 und VW3 angeordnet, wobei die erste Vorgelegewelle VW1 als Vollwelle und die beiden anderen Vorgelegewellen VW2, VW3 koaxial und parallel zu dieser angeordnet sind und als Hohlwelle ausgebildet sind. Weiterhin ist die Abtriebswelle AW als Vollwelle ausgebildet und koaxial und parallel zur Hauptachse 2 angeordnet. Das Getriebe 1 gemäß 1 umfasst sechs Radebenen I, II, III, IV, V und VI, wobei die sechste Radebene VI als Rückwärtsgangstufe ausgebildet ist. Sämtliche Radebenen I bis VI sind insbesondere als Stirnradstufen mit diskreten Übersetzungen ausgebildet. Pro Radebene I, II, III, IV, V und VI sind jeweils zwei Übertragungselemente, insbesondere in Form von Zahnrädern, angeordnet. Die Rückwärtsgangstufe VI umfasst dabei ein zusätzliches Zahnrad in Form eines Zwischenrades ZR zwischen der Hauptachse 2 und der Nebenachse 3. Insgesamt sind somit 13 Übertragungselemente, insbesondere in Form von Zahnrädern, angeordnet.
Die erste, dritte und vierte Radebene I, III und IV sind mittels des dritten, sechsten und siebten Schaltelements S3, S6, S7 mit einer der Eingangswellen EW1, EW2 koppelbar. Die zweite Radebene II ist mittels des vierten und fünften Schaltelements S4, S5 an beide Eingangswellen EW1, EW2 koppelbar. Die sechste Radebene VI in Form der Rückwärtsgangfahrstufe ist mittels zumindest einem der ersten beiden Schaltelemente S1, S2 an die erste und/ oder zweite Vorgelegewelle VW1, VW2 koppelbar. Die erste Eingangswelle EW1, welche als Vollwelle ausgeführt ist, ist mittels des achten Schaltelements S8 an die Abtriebswelle AW koppelbar. Die Übertragungselemente der ersten und zweiten Radebene I, II, welche auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 angeordnet sind, sind mit dieser fest verbunden und mittels des ersten Schaltelements S1 an die erste Vorgelegewelle VW1 ausgebildet als Vollwelle koppelbar. Die Übertragungselemente, insbesondere Zahnräder, der fünften Radebene V auf Hauptachse 2 und Nebenachse 3 sind mit der Abtriebswelle AW als auch entsprechend mit der ersten Vorgelegewelle VW1 fest verbunden. Die fünfte Radebene V ist somit als Abtriebskonstante ausgebildet.
Insgesamt können die Ausführungsformen der 1 durch das Getriebe 1 zumindest sechs Vorwärtsgänge und mindestens ein Rückwärtsgang zur Verfügung gestellt werden.
2 zeigt ein Getriebe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 2 ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß 1 gezeigt. Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 1 ist beim Getriebe 1 gemäß 2 das Übertragungselement auf der Nebenachse 3 der dritten Radebene III zuschaltbar ausgebildet, um eine Overdrive-Charakteristik bereitzustellen. Ist die dritte Radebene III zugeschaltet, ist das Übertragungselement der dritten Radebene III mit einer als Hohlwelle ausgebildeten vierten Vorgelegewelle VW2a verbunden. Die vierte Vorgelegewelle VW2a ist wiederum mit der zweiten Vorgelegewelle VW2 verbunden. Im Unterschied zur 1 ist somit das Übertragungselement auf der Nebenachse 3 der dritten Radebene III nicht auf einer Vollwelle, in 1 die erste Vorgelegewelle VW1, angeordnet, sondern auf einer Hohlwelle in Form der vierten Vorgelegewelle VW2a. Die vierte Vorgelegewelle VW2a stellt im Wesentlichen eine Verlängerung der zweiten Vorgelegewelle VW2 in Richtung der Seite des Abtriebs AB dar. Das Übertragungselement der dritten Radebene III auf der vierten Vorgelegewelle VW2a wirkt dann mit dem Übertragungselement auf der zweiten Hohlwelle H2 zur Bereitstellung der dritten Radebene III zusammen.
3a zeigt eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform der 1 und der 2.
In 3a ist eine Schaltmatrix für ein Getriebe 1 gemäß 1 dargestellt. Waagerecht sind dabei Spalten für jeweils ein Schaltelement S1 bis S8 sowie für die beiden Kupplungen K1 und K2 dargestellt. Senkrecht hierzu nach unten sind zunächst die sechs Vorwärtsgangstufen, bezeichnet mit den Zahlen 1 bis 6 dargestellt, sowie eine Rückwärtsgangstufe, bezeichnet mit R1. Die in der Schaltmatrix freigelassenen Einträge, also beispielsweise bei der Vorwärtsgangstufe 1 bei den Schaltelementen S1, S2, S4, S6 und S8 zeigen an, dass das entsprechende Schaltelement geöffnet ist, d. h. dass das Schaltelement hierbei keine Kräfte bzw. kein Drehmoment von den an das Schaltelement angeschlossenen jeweiligen Wellen überträgt. Ein mit einem Kreuz versehener Eintrag in der Schaltmatrix bezeichnet ein entsprechendes geschlossenes Schaltelement, also in der Schaltmatrix bei der Vorwärtsgangstufe 1 bei den Schaltelementen S3 S5 und S7.
Um den ersten Gang mittels des Getriebes 1 gemäß 1 darzustellen sind die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen und die Schaltelemente S1, S2, S4, S6, S8 geöffnet und die Schaltelemente S3, S5 und S7 geschlossen. Um den zweiten Gang darzustellen sind die Kupplung K1 geschlossen und die Kupplung K2 geöffnet und die Schaltelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6 und S8 geöffnet und das Schaltelement S7 geschlossen. Um den dritten Gang darzustellen sind die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen und die Schaltelemente S2, S4, S5, S6, S7 und S8 geöffnet und die Schaltelemente S1 und S3 geschlossen. Um den vierten Gang darzustellen sind die Kupplung K1 geschlossen und die Kupplung K2 geöffnet und die Schaltelemente S1, S2, S3, S4, S5, S7 und S8 geöffnet und das Schaltelement S6 geschlossen. Um den fünften Gang darzustellen sind die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen und die Schaltelemente S2, S3, S5, S6, S7 und S8 geöffnet und die Schaltelemente S1 und S4 geschlossen. Um den sechsten Gang darzustellen sind die Kupplung K1 geschlossen und die Kupplung K2 geöffnet und die Schaltelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7 geöffnet und das Schaltelement S8 geschlossen. Um den Rückwärtsgang R darzustellen sind die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen und die Schaltelemente S1, S3, S4, S6 und S8 geöffnet und die Schaltelemente S2, S5 und S7 geschlossen.
Somit können mittels der Schaltmatrix gemäß 3a ein Sechsgang-Direct-Drive-Getriebe mit dem Getriebe gemäß der 1 und 2 zur Verfügung gestellt werden.
3b zeigt eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der zweiten Ausführungsform der 2.
In 3b ist eine Schaltmatrix für ein Getriebe 1 gemäß 2 dargestellt. Um den ersten Gang mittels des Getriebes 1 darzustellen sind die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen und die Schaltelement S1, S2, S4, S6 und S8 geöffnet und die Schaltelemente S3, S5 und S7 geschlossen. Um den zweiten Gang darzustellen sind die Kupplung K1 geschlossen und die Kupplung K2 geöffnet und die Schaltelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6 und S8 geöffnet und das Schaltelement S7 geschlossen. Um den dritten Gang darzustellen sind die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen und die Schaltelemente S2, S4, S5, S6, S7 und S8 geöffnet und die Schaltelemente S1 und S3 geschlossen. Um den vierten Gang darzustellen sind die Kupplung K1 geschlossen und die Kupplung K2 geöffnet und die Schaltelemente S1, S2, S3, S4, S5, S7 und S8 geöffnet und das Schaltelement S6 geschlossen. Um den fünften Gang darzustellen sind die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen und die Schaltelemente S2, S3, S5, S6, S7, S8 geöffnet und die Schaltelemente S1 und S4 geschlossen. Um den sechsten Gang darzustellen sind die Kupplung K1 geschlossen und die Kupplung K2 geöffnet und die Schaltelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7 geöffnet und das Schaltelement S8 geschlossen. Um den siebten Gang darzustellen sind die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen und die Schaltelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 geöffnet. Um den Rückwärtsgang R darzustellen sind die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen und die Schaltelemente S1, S3, S4, S6 und S8 geöffnet und die Schaltelemente S2, S5 und S7 geschlossen. Auf diese Weise kann ein Sieben-Gang-Overdrive-Getriebe gemäß 2 mit sieben Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang zur Verfügung gestellt werden.
4a zeigt ein Getriebe gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 4a ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß 1 gezeigt. Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 1 sind beim Getriebe 1 gemäß 4a die beiden Radebenen I und VI vertauscht hinsichtlich ihrer Position entlang der Hauptachse 2 bzw. Nebenachse 3 angeordnet. Das Übertragungselement der Rückwärtsgangstufe VI auf der Hauptachse 2 ist nun mit der ersten Hohlwelle H1 verbunden und diese mittels des zweiten Schaltelementes S2 mit der zweiten Eingangswelle EW2 verbindbar. Das zweite Schaltelement S2 und das vierte Schaltelement S4 bilden nun die zweite Schalteinrichtung SE2. Die beiden Schaltelemente S2, S4 sind mittels der zweiten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB2 betätigbar. Die Radebene VI wird also durch ein Übertragungselement auf der ersten Hohlwelle H1 auf der Hauptachse 2, einem Zwischenrad ZR zwischen Hauptachse 2 und Nebenachse 3 sowie einem Übertragungselement auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 gebildet. Das Übertragungselement der ersten Radebene I auf der Hauptachse 2 ist nun mit der zweiten Eingangswelle EW2 verbunden und das Übertragungselement auf der Nebenachse 3 der ersten Radebene I ist mit der dritten Vorgelegewelle VW3 verbunden. Das Übertragungselement der ersten Radebene I ist mittels des dritten Schaltelements S3 mit der zweiten Vorgelegewelle VW2 verbindbar. Das erste Schaltelement S1 und das dritte Schaltelement S3 sind nun in der ersten Schalteinrichtung SE1 zusammengefasst und mittels der gemeinsamen ersten Schalteinrichtungsbetätigungseinrichtung SB1 betätigbar. Die erste Radebene I wird also durch ein Übertragungselement auf der zweiten Eingangswelle EW2 und der dritten Vorgelegewelle VW3 auf der Nebenachse 3 gebildet.
4b zeigt ein Getriebe gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 4b ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß 1 gezeigt. Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 1 sind beim Getriebe 1 gemäß 4b die beiden Radebenen III und IV vertauscht hinsichtlich ihrer Position entlang der Hauptachse 2 bzw. Nebenachse 3 angeordnet. Das Übertragungselement der dritten Radebene III auf der Hauptachse 2 ist nun mit der dritten Hohlwelle H3 verbunden und mittels des sechsten Schaltelements S6 mit der ersten Eingangswelle EW1 verbindbar. Die dritte Radebene III wird somit durch ein Übertragungselement auf der dritten Hohlwelle H3 und einem Übertragungselement auf der ersten Vorgelegewelle VW1 gebildet. Das sechste Schaltelement S6 und das achte Schaltelement S8 bilden nun die vierte Schalteinrichtung SE4. Die beiden Schaltelemente S6, S8 sind somit mittels der vierten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB4 betätigbar. Die vierte Radebene IV wird nun durch ein Übertragungselement auf der zweiten Hohlwelle H2 und einem Übertragungselement auf der ersten Vorgelegewelle VW1 gebildet, wobei das siebte Schaltelement S7 nun eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der zweiten Hohlwelle H2 und der ersten Eingangswelle EW1 ermöglicht. Das fünfte Schaltelement S5 und das siebte Schaltelement S7 sind nun in der dritten Schalteinrichtung SE3 zusammengefasst und mittels der dritten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB3 betätigbar.
5 zeigt ein Getriebe gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 5 ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß 2 gezeigt. Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 2 und analog zu 4a sind beim Getriebe 1 gemäß 5 die beiden Radebenen VI und I hinsichtlich ihrer Position entlang der Hauptachse 2 bzw. Nebenachse 3 vertauscht angeordnet. Das Übertragungselement der Rückwärtsgangstufe VI auf der Hauptachse 2 ist nun mit der ersten Hohlwelle H1 verbunden und mittels des zweiten Schaltelementes S2 mit der zweiten Eingangswelle EW2 verbindbar. Das zweite Schaltelement S2 und das vierte Schaltelement S4 bilden nun die zweite Schalteinrichtung SE2. Die beiden Schaltelemente S2, S4 sind mittels der zweiten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB2 betätigbar. Die Radebene VI wird also durch ein Übertragungselement auf der ersten Hohlwelle H1 auf der Hauptachse 2, einem Zwischenrad ZR zwischen Hauptachse 2 und Nebenachse 3 sowie einem Übertragungselement auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 auf der Nebenachse 3 gebildet. Das Übertragungselement der ersten Radebene I auf der Hauptachse 2 ist nun mit der zweiten Eingangswelle EW2 verbunden und das Übertragungselement auf der Nebenachse 3 der ersten Radebene I ist mit der dritten Vorgelegewelle VW3 verbunden. Mittels des dritten Schaltelements S3 sind die zweite Vorgelegewelle VW2 und die dritte Vorgelegewelle VW3 verbindbar. Das erste Schaltelement S1 und das dritte Schaltelement S3 sind nun in der ersten Schalteinrichtung SE1 zusammengefasst und mittels der gemeinsamen ersten Schalteinrichtungsbetätigungseinrichtung SB1 betätigbar. Die erste Radebene I wird also durch ein Übertragungselement auf der zweiten Eingangswelle EW2 und der dritten Vorgelegewelle VW3 auf der Nebenachse 3 gebildet.
6 zeigt ein Getriebe gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 6 ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß 1 gezeigt. Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 1 umfasst das Getriebe 1 gemäß 6 eine elektrische Maschine EM. Die elektrische Maschine EM ist über eine Welle und einem mit der Welle verbundenen Übertragungselement mit dem Übertragungselement der ersten Radebene I, welches auf der Nebenachse 3 angeordnet ist, verbunden. Auf diese Weise kann die elektrische Maschine EM Kraft und Drehmomente auf das Übertragungselement der ersten Radebene I auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 übertragen und so eine Hybridisierung des Getriebes 1 gemäß 6 bereitstellen. Die Anbindung bzw. Ankopplung der elektrischen Maschine EM an das Getriebe 1 kann ebenfalls auch an den Übertragungselementen der zweiten Radebene II erfolgen. Ist das Getriebe mit einer Overdrive-Charakteristik, insbesondere in Form der 2 ausgeführt, kann die Ankopplung der elektrischen Maschine EM an das Getriebe auch an die dritte Radebene III erfolgen, also an den Radebenen oder -stufen, welche ein Übertragungselement auf der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Vorgelegewelle VW2 oder vierten Vorgelegewelle VW2a aufweisen.
Insgesamt können die Schaltelemente S1 bis S8 beim Getriebe 1 gemäß den 1 bis 6 auch als Koppeleinrichtungen bezeichnet werden und insbesondere als Synchronisierungen ausgebildet sein. Dabei kann das erste Schaltelement S1 der ersten und zweiten Radebene I, II zugeordnet werden, das zweite Schaltelemente S2 der sechsten Radebene VI in Form der Rückwärtsgangfahrstufe, das dritte Schaltelement S3 der ersten Radebene I, das vierte Schaltelement S4 der zweiten Radebene II, das fünfte Schaltelement S5 der zweiten Radebene II, das sechste Schaltelement S6 der dritten Radebene III, das siebte Schaltelement S7 der vierten Radebene IV und das achte Schaltelement S8 den Eingangswellen EW1, EW2 und der Abtriebswelle AW. Die fünfte Radebene V ist dabei als Abtriebskonstante ausgebildet.
Zusammenfassend bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass damit Übersetzungsreihen mit Direct-Drive- und Overdrive-Charakteristik für das Getriebe realisiert werden können. Ein weiterer Vorteil ist, dass eine Verringerung der mechanischen Spreizung durch Windung des ersten Vorwärtsganges ermöglicht wird. Darüber hinaus bietet die Erfindung den Vorteil, dass lediglich vier Aktuatoren in Form der Schalteinrichtungen zur Betätigung von acht Schaltelementen zur Verfügung gestellt werden müssen. Ebenso bietet die Erfindung den Vorteil, bei sechs Radebenen und lediglich vier Schalteinrichtungen mindestens sechs Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang zur Verfügung stellen zu können. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass das Getriebe eine gute Lastschaltfähigkeit und eine gute Hybridisierfähigkeit aufweist.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
Das Getriebe 1 der 1 bis 6 kann durch unterschiedliche Positionierungen der Radebenen und/oder der Schaltelemente funktionsgleich umgestaltet werden. Hierzu können die Schaltelemente, insbesondere ausgebildet als Synchronisierungen, wie vorstehend erwähnt, den Radebenen bzw. den Wellen zugeordnet werden. Die Schaltmatrizen gemäß den 3a und 3b verändern sich somit durch eine Neuanordnung der Radebenen und/oder der Schaltelemente und/oder der Schalteinrichtungen nicht.
Bezugszeichenliste

1: Getriebe
2: Hauptachse
3: Nebenachse
4: Vorgelege
I, II, III, IV, V, VI: Radebene
AW: Abtriebswelle
EW1, EW2: Eingangswelle
H1, H12, H2, H3: Hohlwelle
K1, K2: Kupplung
S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8: Schaltelement
SB1, SB2, SB3, SB4: Schaltelementbetätigungseinrichtung
SE1, SE2, SE3, SE4: Schalteinrichtung
VW1, VW2, VW2a, VW3: Vorgelegewelle
ZR: Zwischenrad
AN: Antrieb
AB: Abtrieb
EM: elektrische Maschine

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006054281 A1 [0005]
DE 102010030569 A1 [0026]

Claims

Getriebe (1), insbesondere Doppelkupplungsgetriebe, für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest zwei Teilgetriebe, wobei jedes der Teilgetriebe zumindest eine Eingangswelle (EW1, EW2) umfasst, und wobei eine Ausgangswelle als Abtriebswelle (AW) beider Teilgetriebe angeordnet ist, wobei die zumindest eine Eingangswelle (EW1, EW2) auf einer Hauptachse (2) und die Abtriebswelle (AW) auf der Hauptachse (2) oder auf einer, insbesondere zur Hauptachse (2) parallelen, Nebenachse (3) angeordnet ist, und wobei ein Vorgelege (4) mit zumindest einer Vorgelegewelle (VW1, VW2, VW3a, VW3b) angeordnet ist, wobei die zumindest eine Vorgelegewelle (VW1, VW2, VW3a, VW3b) auf der Nebenachse (3) angeordnet ist, und wobei zumindest eine der Eingangswellen (EW1, EW2) mittels zumindest zweier Radebenen (I, II, III, IV, V, VI, VII) und/oder zumindest einem Schaltelement (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8) mit der Abtriebswelle (AW) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass N Schalteinrichtungen (SE1, SE2, SE3, SE4) angeordnet sind, wobei N eine ganze Zahl größer oder gleich Zwei ist, und dass zumindest eine der N Schalteinrichtungen (SE1) auf der Nebenachse (3) angeordnet ist, und dass das Vorgelege (4) zumindest drei Vorgelegewellen (VW1, VW2, VW3) umfasst, wobei mittels der zumindest einen Schalteinrichtung (SE1) auf der Nebenachse (3) jeweils zwei Vorgelegewellen (VW1, VW2, VW3) miteinander verbindbar sind.
Getriebe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Vorgelegewellen (VW1, VW2, VW3) mittels jeweils einem Schaltelement (S4, S5) von zwei zueinander benachbarten Schalteinrichtungen (SE2, SE3), welche über eine Verbindungswelle (H12) miteinander verbunden sind, über eine Radebene (II) mit den zumindest zwei Eingangswellen (EW1, EW2) verbindbar ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der Eingangswellen (EW1, EW2) koaxial zueinander und/oder zumindest zwei der Vorgelegewellen (VW1, VW2, VW3) koaxial zueinander angeordnet sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl N gleich Vier ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Eingangswellen (EW1, EW2) und/ oder zumindest eine der Vorgelegewellen (VW1, VW2, VW3) als Hohlwelle und die jeweils andere Welle als Vollwelle ausgebildet ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest drei, insbesondere zumindest vier Radebenen (I, II, III, IV) mittels zumindest einem Schaltelement (S3, S4, S5, S6, S7) mit zumindest einer der Eingangswellen (EW1, EW2) verbindbar sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Radebene (VI) als Rückwärtsgangstufe ausgebildet ist.
Getriebe gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwärtsgangstufe (VI) mittels zumindest einer der N Schalteinrichtungen (SE1, SE2, SE3, SE4) betätigbar ist, wobei die zumindest eine Schalteinrichtung (SE1) benachbart zur Seite des Antriebs (AN) im Getriebe (1) angeordnet ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 7–8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwärtsgangstufe (VI) als erste Radebene drehmomentabwärts von der Seite des Antriebs (AN) im Getriebe (1) angeordnet ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Maschine (EM) an zumindest einer Radebene (I, II, III, IV, V, VI, VII) und/ oder an zumindest einer Vorgelegewelle (VW1, VW2, VW3) und/ oder an zumindest einer der Eingangswellen (EW1, EW2) zur Hybridisierung des Getriebes (1) angeordnet ist.
Getriebe gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (EM) an zumindest einer der Radebenen (I, II, III) angeordnet ist, welche mit einer Vorgelegewelle (VW1), ausgebildet als Hohlwelle, verbunden sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–11, dadurch gekennzeichnet, dass Übertragungselemente zumindest zweier, insbesondere zumindest dreier Radebenen (I, II, III) auf der Nebenachse (3) mit einer als Hohlwelle ausgebildeten Vorgelegewelle (VW2, VW3), insbesondere fest, verbunden sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–12, dadurch gekennzeichnet, dass die N Schalteinrichtungen (SE1, SE2, SE3, SE4) und die zumindest zwei Radebenen (I, II, III, IV, V, VI) so angeordnet sind, dass mindestens sechs, insbesondere sieben Vorwärtsgänge und mindestens ein Rückwärtsgang durch das Getriebe (1) darstellbar sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Radebenen (III) zur Bereitstellung einer Overdrive-Charakteristik zuschaltbar ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Radebene (V) als Abtriebskonstante ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personen- oder eine Lastkraftwagen, mit einem Getriebe (1) gemäß einem der Ansprüche 1–15.