DE102011088774A1

DE102011088774A1 - Getriebe für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102011088774A1
Application number: DE201110088774
Authority: DE
Inventors: Michael Wechs
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2013-06-20

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, und wobei zumindest eine der Eingangswellen auf einer Hauptachse angeordnet ist und wobei die Abtriebswelle auf der Hauptachse oder auf einer, insbesondere zur Hauptachse parallelen, Nebenachse angeordnet ist, und wobei zumindest ein Vorgelege mit zumindest einer Vorgelegewelle auf der Nebenachse angeordnet ist und wobei zumindest eine der Eingangswellen mittels zumindest zweier Radebenen und/oder mittels zumindest einem Schaltelement mit der Abtriebswelle verbindbar ist, wobei zumindest eine Schalteinrichtung, umfassend ein erstes und ein zweites Schaltelement, auf der Hauptachse angeordnet ist und zumindest ein Schaltelement auf der Nebenachse angeordnet ist, und dass die Abtriebswelle mittels des ersten Schaltelementes einer der Schalteinrichtungen mit zumindest einer der Eingangswellen verbindbar ist und dass mittels des zweiten Schaltelementes eine der Eingangswellen über eine Radebene und über ein Schaltelement auf der Nebenachse mit einer Vorgelegewelle verbindbar ist und dass mittels des Schaltelementes auf der Nebenachse 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, und wobei zumindest eine der Eingangswellen auf einer Hauptachse angeordnet ist und wobei die Abtriebswelle auf der Hauptachse oder auf einer, insbesondere zur Hauptachse parallelen, Nebenachse angeordnet ist und wobei zumindest ein Vorgelege mit zumindest einer 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 sog. 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 flexible Leistungsteilung ermöglicht, sowie eine verbesserte Lastschaltfähigkeit und eine verbesserte Hybridisierfähigkeit aufweist. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welches einfacher und kostengünstiger herstellbar ist und gleichzeitig eine zuverlässige Übertragung von Drehmoment zwischen Antrieb und Abtrieb ermöglicht. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, 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, und wobei zumindest eine der Eingangswellen auf einer Hauptachse angeordnet ist und wobei die Abtriebswelle auf der Hauptachse oder auf einer, insbesondere zur Hauptachse parallelen, Nebenachse angeordnet ist und wobei zumindest ein Vorgelege mit zumindest einer Vorgelegewelle auf der Nebenachse angeordnet ist und wobei zumindest eine der Eingangswellen mittels zumindest zweier Radebenen und/oder mittels zumindest einem Schaltelement mit der Abtriebswelle verbindbar ist, dadurch, dass zumindest eine Schalteinrichtung, umfassend ein erstes und ein zweites Schaltelement, auf der Hauptachse angeordnet ist und zumindest ein Schaltelement auf der Nebenachse angeordnet ist, und dass die Abtriebswelle mittels des ersten Schaltelements einer der Schalteinrichtungen mit zumindest einer der Eingangswellen verbindbar ist und dass mittels des zweiten Schaltelementes eine der Eingangswellen über eine Radebene und über ein Schaltelement auf der Nebenachse mit einer Vorgelegewelle verbindbar ist und dass mittels des Schaltelements auf der Nebenachse zwei Vorgelegewellen miteinander verbindbar sind.
Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass damit Übersetzungsreihen mit Direct-Drive und Over-Drive-Charakteristik realisiert werden können. Ein weiterer Vorteil ist, dass damit eine Verringerung einer mechanischen Spreizung durch Windung eines ersten Ganges des Getriebes ermöglicht wird. Darüber hinaus bietet das Getriebe auch eine verbesserte Lastschaltfähigkeit und eine gute Hybridisierfähigkeit, da eine elektrische Maschine auf besonders einfache Weise an das Getriebe ankoppelbar ist.
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.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Zweckmäßigerweise sind die zumindest zwei Eingangswellen und/oder zumindest zwei Vorgelegewellen koaxial zueinander angeordnet. Ein damit erzielter Vorteil ist, dass die Eingangs- und/oder die Vorlegewellen damit platzsparend jeweils zueinander angeordnet werden können. Ebenso können dadurch mehrere Eingangswellen und/oder mehrere Vorgelegewellen bereitgestellt werden, so dass eine Vielzahl von Gängen respektive Gangstufen mittels des Getriebes darstellbar sind.
Vorteilhafterweise ist zumindest eine der Vorgelegewellen als Vollwelle und die zumindest eine weitere Vorgelegewelle als Hohlwelle ausgebildet. Auf diese Weise können mehrere Vorgelegewellen in platzsparender Weise bereitgestellt werden, so dass das Getriebe insgesamt einen äußerst geringen Bauraum beansprucht. Damit kann das Getriebe in unterschiedlichsten Kraftfahrzeugen auch bei beengten Platzverhältnissen eingesetzt und eingebaut werden. Eine aufwändige und teure Anpassung für einen bestimmten Fahrzeugtyp kann damit entfallen.
Zweckmäßigerweise ist zumindest eine der Radebenen als Stirnradstufe ausgebildet und umfasst zumindest zwei Zahnräder, wobei eines der Zahnräder auf der Hauptachse und das zumindest eine weitere Zahnrad auf der Nebenachse angeordnet sind und wobei zumindest eines der Zahnräder als Festrad ausgebildet ist. Einer der Vorteile hierbei ist, dass eine einfache und äußerst kostengünstige Radebene, insbesondere zur Bereitstellung einer Unter- oder Übersetzungsstufe bereitgestellt werden kann. Ist zumindest eines der Zahnräder als Festrad ausgebildet, können die Übertragungselemente zusammen mit der Vorgelegewelle kostengünstiger hergestellt werden, insbesondere durch eine einstückige Ausbildung von Zahnrädern zusammen mit der Vorgelegewelle. Ebenso ist es möglich, anstelle von Zahnrädern allgemeine Übertragungselemente vorzusehen, mit denen eine Übertragung eines Drehmoments beispielsweise von einer Welle auf der Hauptachse auf eine Welle auf der Nebenachse ermöglicht wird.
Vorteilhafterweise ist zumindest eine Radebene als Rückwärtsgangstufe ausgebildet. Mittels der zumindest einen Rückwärtsgangstufe kann die Drehrichtung der Antriebswelle 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 Radebene, ausgebildet als Rückwärtsgangstufe, mit einem Schaltelement einer Schalteinrichtung verbunden, wobei die Radebene, ausgebildet als Rückwärtsgangstufe, entlang der Hauptachse und/oder Nebenachse zwischen einer Radebene und einem Schaltelement einer Schalteinrichtung angeordnet ist. Dies ermöglicht einerseits eine zuverlässige Einbindung der Radebene, ausgebildet als Rückwärtsgangstufe, in das Getriebe, zum anderen ergeben sich mehrere Möglichkeiten unterschiedliche Rückwärtsgangstufen durch entsprechende unterschiedliche Betätigungen der Schaltelemente im Getriebe zur Verfügung zu stellen.
Vorteilhafterweise ist die Radebene, ausgebildet als Rückwärtsgangstufe, zwischen zwei Schalteinrichtungen angeordnet, wobei eine der Schalteinrichtungen auf der Hauptachse und die andere Schalteinrichtung auf der Nebenachse angeordnet ist. Auf diese Weise können mindestens zwei Rückwärtsgangstufen durch das Getriebe bereitgestellt werden, so dass das Getriebe in verschiedenen Fahrzeugen flexibel einsetzbar ist. Durch Anordnung auf Hauptachse und Nebenachse kann die Erstreckung des Getriebes in axialer Richtung entlang von Haupt- und Nebenachse verkürzt werden, wodurch die Anzahl der Schaltelemente auf der Hauptachse reduziert werden kann, und somit auch insgesamt die axiale Erstreckung des Getriebes entlang der Hauptachse und damit auch der Nebenachse.
Zweckmäßigerweise ist das Schaltelement zur Betätigung der Rückwärtsgangstufe auf der Hauptachse angeordnet. Ein Vorteil hierbei ist, dass damit eine äußerst zuverlässige Übertragung von Drehmomenten von einer der Eingangswellen auf die Radebene, ausgebildet als Rückwärtsgangstufe, ermöglicht wird.
Vorteilhafterweise ist zumindest eine elektrische Maschine an zumindest einer Radebene und/oder zumindest einer Vorgelegewelle und/oder zumindest einer Eingangswelle zur Hybridisierung des Getriebes angeordnet. Auf diese Weise kann das Getriebe auch in Hybridfahrzeugen eingesetzt werden, 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 an die Abtriebswelle oder auch 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, zu koppeln.
Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, die Anbindung der elektrischen Maschine an das Getriebe mittels zumindest eines Schaltelementes, vorzugsweise an ein Übertragungselement einer Radebene, vorzunehmen. Der mit dieser ersten Anbindungs- oder Ankoppelmöglichkeit erzielte Vorteil ist, dass damit eine sogenannte Standladefähigkeit und ein elektrisches Fahren ohne Schleppverluste im Getriebe möglich sind. 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 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 mit dem Planetengetriebe derart 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 dieses weiteren Schaltelementes möglich.
Zweckmäßigerweise wird die elektrische Maschine an der Rückwärtsgangstufe und/oder an einer zur Rückwärtsgangstufe benachbarten Radebene angeordnet. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass eine einfache Anbindung der elektrischen Maschine an das Getriebe und damit eine zuverlässige Kraft- und Drehmomentübertragung von der elektrischen Maschine letztendlich insbesondere auf die Abtriebswelle möglich ist. Ist die elektrische Maschine an der Rückwärtsgangstufe angeordnet, kann beispielsweise mittels der elektrischen Maschine direkt Kraft auf die Rückwärtsgangstufe übertragen werden, so dass ein mit dem Getriebe ausgestattetes Kraftfahrzeug auf besonders einfache Weise ausschließlich mittels der elektrischen Maschine und des Getriebes zurückbewegt werden kann.
Vorteilhafterweise sind zumindest sechs Vorwärtsgangstufen und/oder zumindest drei Rückwärtsgangstufen darstellbar. Auf diese Weise kann damit für eine Vielzahl von Fahrzeugen eine ausreichende Anzahl von Vorwärtsgängen und Rückwärtsgängen durch das Getriebe zur Verfügung gestellt werden, insbesondere sowohl für Personenkraftwagen als auch für Lastkraftwagen.
Zweckmäßigerweise sind insgesamt sechs Radebenen und/oder sieben Schaltelemente und/oder zumindest drei Schalteinrichtungen angeordnet. Der Vorteil dabei ist, dass mit einer möglichst geringen Anzahl von Radebenen und/oder Schaltelementen und/oder Schalteinrichtungen eine Vielzahl möglicher Vorwärtsgänge und/oder Rückwärtsgänge durch das Getriebe, bei gleichzeitig geringem Bauraum dargestellt werden kann.
Vorteilhafterweise ist ein Schaltelement auf der Nebenachse zur Verbindung zweier Vorgelegewellen benachbart angeordnet zu und verbunden mit einer der Radebenen, welche mit der Schalteinrichtung auf der Hauptachse zur Verbindung einer der Eingangswellen mit der Abtriebswelle verbunden ist. Dies ermöglicht unter anderem, einen kompakten Aufbau: Durch Anordnung eines Schaltelements auf der Nebenachse im Wesentlichen an einer Radebene, welche mit einer Schalteinrichtung auf der Hauptachse verbunden ist, ist ein versetztes Anordnen von Schaltelement und Schalteinrichtung entlang der Haupt- und Nebenachse möglich, was insgesamt den für das Getriebe notwendigen Bauraum reduziert. Darüber hinaus ist eine zuverlässige Kraft- und Drehmomentübertragung von einer der Eingangswellen direkt auf eine Vorgelegewelle möglich. Sind mehrere Vorgelegewellen angeordnet, kann mittels des Schaltelements auf der Nebenachse flexibel die eine oder andere Vorgelegewelle entsprechend mit Drehmoment über die Schalteinrichtung, die Radebene und das Schaltelement auf der Nebenachse beaufschlagt werden.
Zweckmäßigerweise ist eine Schalteinrichtung auf eine der Achsen, umfassend Hauptachse und Nebenachse, zwischen zwei Schalteinrichtungen auf der jeweils anderen Achse angeordnet. Der damit erzielte Vorteil ist, dass damit die Schalteinrichtungen jeweils entlang der Haupt- und Nebenachse versetzt zueinander angeordnet werden, was eine kompaktere Bauweise des Getriebes insgesamt ermöglicht.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der dazugehörigen 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;
2a eine erste Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
2b eine zweite Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
3a ein Getriebe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3b ein Getriebe gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3c ein Getriebe gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3d ein Getriebe gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 ein Getriebe gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie
5 ein Getriebe gemäß einer siebten 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 der Antrieb AN mit der Abtriebswelle AW des Abtriebs AB zur Übertragung von Drehmomenten gekoppelt 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 dabei als Hohlwelle ausgebildet, wohingegen die erste Eingangswelle EW1 als Vollwelle ausgebildet ist. Die beiden Eingangswellen EW1, EW2 sind dabei koaxial zueinander angeordnet. Weiterhin umfasst das Getriebe 1 eine Hauptachse 2, die drehmoment- und kraftflussabwärts des Antriebs beginnend von den beiden Kupplungen K1, K2 zunächst eine erste Radebene I, eine zweite Radebene II, eine sechste Radebene VI in Form einer Rückwärtsgangstufe, eine zweite Schalteinrichtung SE2 mit Schaltelementen S3, S4 und einer Schaltbetätigungseinrichtung SB2 für die Schaltelemente S3, S4, eine dritte Radebene III, eine vierte Radebene IV, eine vierte Schalteinrichtung SE4 mit einem fünften Schaltelement S5 und einem sechsten Schaltelement S6, welche über eine vierte Schaltelementbetätigungseinrichtung SB4 betätigt werden können und eine fünfte Radebene V. Jede der genannten Radebenen I, II, III, IV, V und VI weist Übertragungselemente in Form von Zahnrädern auf, die mit jeweils einer Welle des Getriebes 1 verbunden sind. Exemplarisch sind die Zahnräder Z11, Z12 der Radebene I in 1 bezeichnet. Das Zahnrad Z11 auf der Hauptachse 2 ist dabei auf der Außenseite der ersten Eingangswelle EW1 angeordnet, das Zahnrad Z12 auf einer Nebenachse 3 auf einer zweiten Vorgelegewelle VW2a. Die fünfte Radebene V ist dabei mit einer Abtriebswelle AW des Abtriebs AB verbunden.
Parallel zur Hauptachse 2 ist eine Nebenachse 3 für ein Vorgelege 4 angeordnet. Das Vorgelege 4 umfasst dabei eine Vorgelegewelle VW1, als Vollwelle ausgebildet und eine dazu, angeordnet in einem ersten Teilbereich der ersten Vorgelegewelle VW1 und als Hohlwelle ausgebildete Vorgelegewelle VW2a. Auf der Vorgelegewelle VW1 sind Übertragungselemente in Form von Zahnrädern für die Radebenen VI und III zur Übertragung von Drehmomenten vorgesehen. Die zweite Vorgelegewelle VW2a umfasst ein Übertragungselement in Form eines Zahnrades für die Radebene I. Weiter ist eine dritte Vorgelegewelle VW2b ausgebildet als Hohlwelle und koaxial zur ersten Vorgelegewelle VW1 angeordnet. Die dritte Vorgelegewelle VW2b umfasst ein Übertragungselement in Form eines Zahnrades für die zweite Radebene II. Weiter ist eine vierte Vorgelegewelle VW3 auf der Nebenachse 3 angeordnet. Die vierte Vorgelegewelle VW3 umfasst Übertragungselemente für die Radebenen IV und V. Zwischen der Nebenachse 3 und der Hauptachse 2 weist die Radebene VI in Form der Rückwärtsgangstufe I ein Zwischenrad ZR zur Umkehrung der Drehrichtung auf, so dass mittels der Abtriebswelle AW bei gleicher Drehrichtung einer der Eingangswellen EW1, EW2 eine umgedrehte Drehrichtung zur Bereitstellung zumindest eines Rückwärtsgangs ermöglicht wird.
Im Folgenden werden nun die Schaltelemente S1 bis S7 beschrieben: Das Schaltelement S1 stellt bei Betätigung eine Übertragung von Drehmomenten von der ersten Vorgelegewelle VW1 auf die zweite Vorgelegewelle VW2a ausgebildet als Hohlwelle her. Auf der zweiten Vorgelegewelle VW2a ist ein Zahnrad Z12 angeordnet, welches mit einem Zahnrad Z11 auf der Hauptachse 2 zusammenwirkt. Das Zahnrad Z11 ist dabei auf der zweiten Eingangswelle EW2 angeordnet und mit dieser fest verbunden. Die beiden Zahnräder Z11 und Z12 bilden dabei die erste Radebene I. Das zweite Schaltelement S2 stellt eine Verbindung zwischen der dritten Vorgelegewelle VW2b und der ersten Vorgelegewelle VW1 her. Auf der zweiten Eingangswelle EW2 ist ebenfalls ein Übertragungselement angeordnet, welches mit einem Übertragungselement auf der dritten Vorgelegewelle VW2b zur Übertragung von Kraft- und Drehmomenten zwischen den beiden Wellen EW2 und VW2b zusammenwirkt. Die beiden Übertragungselemente bilden dabei die zweite Radebene II. Die beiden Schaltelemente S1, S2 sind weiter zu einer gemeinsamen ersten Schalteinrichtung SE1 zusammengefasst und mittels eines gemeinsamen Schalteinrichtungsbetätigungselements SB1 betätigbar, also in einen geöffneten oder in einem geschlossenen Zustand bringbar. Die erste Eingangswelle EW1 erstreckt sich weiter durch eine erste Hohlwelle H1a hindurch. Die erste Hohlwelle H1a ist dabei mit einem Übertragungselement auf der Hauptachse 2 verbunden, welches über ein Zwischenrad ZR mit einem Übertragungselement auf der ersten Vorgelegewelle VW1 zur Bildung der Rückwärtsgangstufe VI zusammenwirkt. Die erste Hohlwelle H1a ist dabei mit einem dritten Schaltelement S3 mit der ersten Eingangswelle EW1 verbindbar. Das vierte Schaltelement S4 ist mit einer zweiten Hohlwelle H1b verbunden, welche ein Übertragungselement zur Übertragung von Drehmomenten bei Betätigung des vierten Schaltelements S4 von der ersten Eingangswelle EW1 letztlich auf die erste Vorgelegewelle VW1 ermöglicht. Hierzu wirkt das entsprechende Übertragungselement der ersten Vorgelegewelle VW1 mit dem Übertragungselement auf der zweiten Hohlwelle H1b zusammen. Diese bilden die dritte Radebene III.
Das fünfte Schaltelement S5 ist mit einer dritten Hohlwelle H2a verbunden, wobei die dritte Hohlwelle H2a ein Übertragungselement zur Übertragung von Drehmomenten aufweist. Bei Betätigung des fünften Schaltelements S5 können diese von der ersten Eingangswelle EW1 auf eine dritte Vorgelegewelle VW3 übertragen werden. Hierzu wirkt ein entsprechendes Übertragungselement der dritten Vorgelegewelle VW3 mit dem Übertragungselement auf der dritten Hohlwelle H2a zusammen. Diese bilden die vierte Radebene IV. Das sechste Schaltelement S6 ist mit der Abtriebswelle AW des Abtriebs AB des Getriebes 1 verbunden. Die Abtriebswelle AW weist ein Übertragungselement auf, welches mit einem weiteren Übertragungselement auf der dritten Vorgelegewelle VW3 zusammenwirkt. Die beiden Übertragungselemente bilden so die fünfte Radebene V.
Die Schaltelemente S3 und S4 sind dabei zu einer gemeinsamen zweiten Schalteinrichtung SE2 zusammengefasst und mittels eines gemeinsamen Schalteinrichtungsbetätigungselements SB2 betätigbar, also in einen geöffneten oder einen geschlossenen Zustand bringbar. Dasselbe gilt für die beiden Schaltelemente S5 und S6, welche zu einer gemeinsamen vierten Schalteinrichtung SE4 zusammengefasst und mittels eines gemeinsamen Schalteinrichtungsbetätigungselements SB4 betätigbar, also in einen geöffneten oder einen geschlossenen Zustand bringbar, sind.
Schließlich ist ein siebtes Schaltelement S7 auf der Nebenachse 3 angeordnet. Das siebte Schaltelement S7 ist mit der dritten Vorgelegewelle VW3 verbunden und ermöglicht eine Übertragung von Kraft- und Drehmomenten zwischen der ersten Vorgelegewelle VW1 und der dritten Vorgelegewelle VW3. Das siebte Schaltelement S7 ist in einer dritten Schalteinrichtung SE3 angeordnet und mittels eines Schalteinrichtungsbetätigungselements SB3 betätigbar. Die Schaltelementbetätigungseinrichtungen SB1, SB2 und SB4 können dabei als Doppelsynchronisierungen, die Schaltelementbetätigungseinrichtung SB3 als Einfachsynchronisierung ausgeführt sein.
Die Übertragungselemente können dabei sowohl fest als auch lose mit der jeweiligen Welle, insbesondere mit den Eingangswellen EW1, EW2 und/oder mit zumindest einer der Vorgelegewellen VW1, VW2a, VW2b und VW3 oder mit zumindest einer der Hohlwellen H1a, H1b, H2a angeordnet werden. Die Übertragungselemente können dabei insbesondere in Form von Zahnrädern, vorzugsweise Stirnrädern 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, um verschiedene Vorwärts- und Rückwärtsgänge bereitzustellen.
Insgesamt weist das Getriebe 1 gemäß 1 zwei Eingangswellen EW1, EW2, eine ausgebildet als Voll- und die andere Welle als Hohlwelle, auf der Hauptachse 2 auf. Auf der zur Hauptachse 2 parallelen Nebenachse 3 sind vier Vorgelegewellen VW1, VW2a, VW2b und VW3 angeordnet, wobei die erste Vorgelegewelle VW1 als Vollwelle und die weiteren Vorgelegewellen VW2a, VW2b und VW3 als eine zu der ersten Vorgelegewelle VW1 koaxialen Hohwelle ausgebildet sind. Das Getriebe 1 gemäß 1 umfasst sechs Radebenen I bis VI, wobei die Radebene VI als Rückwärtsgangfahrstufe ausgebildet ist. Sämtliche Radebenen I bis VI sind insbesondere als Stirnradstufen mit diskreten Übersetzungen ausgebildet. Pro Radebene I bis VI sind jeweils zwei Übertragungselemente, insbesondere in Form von Zahnrädern angeordnet, die Rückwärtsgangfahrstufe VI umfasst dabei ein zusätzliches Zahnrad in Form eines Zwischenrades ZR. Insgesamt sind somit 13 Übertragungselemente, vorzugsweise in Form von Zahnrädern, angeordnet. Die erste und zweite Radebene I und II ermöglichen eine Kopplung von der zweiten Eingangswelle EW2 an die zweite und dritte Vorgelegewelle VW2a, VW2b. Die sechste Radebene VI ermöglicht eine Kopplung der ersten Eingangswelle EW1 und der ersten Vorgelegewelle VW1 mittels Betätigung des dritten Schaltelements S3. Die dritte Radebene III ermöglicht eine Kopplung der ersten Eingangswelle EW1 und der ersten Vorgelegewelle VW1 mittels des vierten Schaltelements S4. Die vierte Radebene IV ermöglicht bei Betätigung des fünften Schaltelements S5 eine Kopplung der ersten Eingangswelle EW1 mit der vierten Vorgelegewelle VW3. Mittels zusätzlicher Betätigung des siebten Schaltelements S7 ermöglicht die vierte Radebene IV eine Kopplung von der ersten Eingangswelle EW1 an die erste Vorgelegewelle VW1. Das sechste Schaltelement S6 ermöglicht eine Kopplung zwischen der ersten Eingangswelle EW1 und der Abtriebswelle AW. Das siebte Schaltelement S7 ermöglicht schließlich eine Kopplung zwischen dritter Vorgelegewelle VW3 und erster Vorgelegewelle VW1.
Insgesamt können in der Ausführungsform der 1 durch das Getriebe 1 mindestens sechs Vorwärtsgänge und mindestens drei Rückwärtsgänge zur Verfügung gestellt werden.
2a zeigt eine erste Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
In 2a ist eine Schaltmatrix für ein Getriebe 1 gemäß 1 in der Variante eines Sechsgang-Direct-Drive-Getriebes dargestellt. Waagerecht sind dabei jeweils eine Spalte für ein Schaltelement S1 bis S7 sowie für eine Betätigung der beiden Kupplungen K1, K2. Senkrecht hierzu nach unten sind zunächst sechs Vorwärtsgangstufen bezeichnet mit den Zahlen 1 bis 6 dargestellt, sowie drei Rückwärtsgangfahrstufen, bezeichnet mit R1, R2 und R3. Die in der Matrix frei gelassenen Einträge, also beispielsweise bei der Vorwärtsgangstufe 1 bei den Schaltelementen S2, S3, S6 und S7 sowie bei der Kupplung K1 zeigen an, dass das entsprechende Schaltelement bzw. die entsprechende Kupplung geöffnet ist, d. h. das Schaltelement bzw. die Kupplung überträgt hierbei keine Kraft bzw. kein Drehmoment zwischen den an das Schaltelement bzw. die Kupplung angeschlossenen jeweiligen Wellen.
Um den ersten Gang mittels des Getriebes 1 darzustellen, ist die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen sowie die Schaltelemente S2, S3, S6 und S7 geöffnet und die Schaltelemente S1, S4, S5 sind geschlossen. Um den zweiten Gang darzustellen ist die Kupplung K1 geschlossen und die Kupplung K2 geöffnet sowie die Schaltelemente S1, S2, S3, S4, S6 und S7 geöffnet und das Schaltelement S5 geschlossen. Um den dritten Gang darzustellen ist die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen sowie die Schaltelemente S2, S3, S4, S5 und S6 geöffnet und die Schaltelemente S1 und S7 geschlossen. Um den vierten Gang darzustellen ist die Kupplung K1 geschlossen und die Kupplung K2 geöffnet sowie die Schaltelemente S1, S2, S3, S5 und S6 geöffnet und die Schaltelemente S4 und S7 geschlossen. Um den fünften Gang darzustellen ist die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen sowie die Schaltelemente S1, S3, S4, S5, S6 geöffnet und die Schaltelemente S2, S7 geschlossen. Um den sechsten Gang darzustellen ist die Kupplung K1 geschlossen und die Kupplung K2 geöffnet sowie die Schaltelemente S1, S2, S3, S4, S5 und S7 geöffnet und das Schaltelement S6 geschlossen. Um den ersten Rückwärtsgang R1 darzustellen ist die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen sowie die Schaltelemente S2, S4, S6 und S7 geöffnet und die Schaltelemente S1, S3, S5 geschlossen. Um den zweiten Rückwärtsgang R2 darzustellen ist die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen und die Schaltelemente S1, S4, S6, S7 geöffnet und die Schaltelemente S2, S3 und S5 geschlossen. Um den dritten Rückwärtsgang R3 darzustellen ist die Kupplung K1 geschlossen und die Kupplung K2 geöffnet sowie die Schaltelemente S1, S2, S4, S5, S6 geöffnet und die Schaltelemente S3 und S7 geschlossen. Auf diese Weise sind mittels des Getriebes 1 gemäß 2a sechs Vorwärtsgänge und drei Rückwärtsgänge darstellbar.
2b zeigt eine zweite Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
In 2b ist wiederum eine Schaltmatrix für ein Getriebe 1 in Form eines Siebengang-Overdrive-Getriebes dargestellt. Auch hier kennzeichnen wieder freie Einträge in der Schaltmatrix ein entsprechend geöffnetes Schaltelement bzw. Kupplung für den entsprechenden Gang und einen mit einem Kreuz versehenen Eintrag ein für diesen Gang geschlossenes Schaltelement bzw. Kupplung. Um den ersten Gang darzustellen sind gemäß 2b die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen und die Schaltelemente S2, S3, S6 und S7 geöffnet und die Schaltelemente S1, S4, S5 geschlossen. Um den zweiten Gang darzustellen ist die Kupplung K1 geschlossen und die Kupplung K2 geöffnet und die Schaltelemente S1, S2, S3, S4, S6 und S7 geöffnet und das Schaltelement S5 geschlossen. Um den dritten Gang darzustellen ist die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen und die Schaltelemente S2, S3, S4, S5, S6 geöffnet und die Schaltelemente S1 und S7 geschlossen. Um den vierten Gang darzustellen ist die Kupplung K1 geschlossen und die Kupplung K2 geöffnet und die Schaltelemente S1, S2, S3, S5 und S6 geöffnet und die Schaltelemente S4, S7 geschlossen. Um den fünften Gang darzustellen ist die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen und die Schaltelemente S1, S3, S4, S5, S6 geöffnet und die Schaltelemente S2, S7 geschlossen. Um den sechsten Gang darzustellen ist die Kupplung K1 geschlossen und die Kupplung K2 geöffnet und die Schaltelemente S1, S2, S3, S4, S5 und S7 geöffnet und das Schaltelement S6 geschlossen. Um den siebten Gang darzustellen ist die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen und die Schaltelemente S1, S3, S5, S7 geöffnet und die die Schaltelemente S2, S4 und S6 geschlossen. Um den ersten Rückwärtsgang R1 darzustellen ist die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen und die Schaltelemente S2, S4, S6, S7 geöffnet und die Schaltelemente S1, S3, S5 geschlossen. Um den zweiten Rückwärtsgang R2 darzustellen ist die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen und die Schaltelemente S1, S4, S6, S7 geöffnet und die Schaltelemente S2, S3 und S5 geschlossen. Um den dritten Rückwärtsgang R3 darzustellen ist die Kupplung K1 geschlossen und die Kupplung K2 geöffnet und die Schaltelemente S1, S2, S4, S5, S6 geöffnet und die Schaltelemente S3 und S7 geschlossen. Auf diese Weise sind mittels des Getriebes 1 gemäß 2b sieben Vorwärtsgänge und drei Rückwärtsgänge darstellbar.
3a zeigt ein Getriebe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 3a ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß 1 gezeigt. Im Unterschied zum Getriebe 1 der 1 sind die erste und zweite Radebene I, II in ihrer Anordnung respektive Position im Getriebe 1 entlang der Hauptachse 2 und der Nebenachse 3 vertauscht. Das Übertragungselement der Radebene II, welches auf der dritten Vorgelegewelle VW2b angeordnet ist, ist nun mittels des ersten Schaltelements S1 mit der ersten Vorglegewelle VW1 verbindbar. Die zweite Vorgelegewelle VW2a ist nun mittels des zweiten Schaltelements S2 mit der ersten Vorgelegewelle VW1 verbindbar. Die entsprechenden Übertragungselemente auf der zweiten Eingangswelle EW2 sind dabei ebenfalls hinsichtlich ihrer Anordnung respektive Position entlang der Hauptachse 2 vertauscht angeordnet.
3b zeigt ein Getriebe gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 1 sind nun die beiden Radebenen III und die Radebene VI, welche als Rückwärtsgangfahrstufe ausgebildet ist, hinsichtlich ihrer Anordnung respektive Position im Getriebe 1 entlang der Hauptachse 2 und der Nebenachse 3 vertauscht angeordnet. Die Radebene III weist nun ein Übertragungselement auf der Vorgelegewelle VW1 auf, welches mit einem Übertragungselement auf der ersten Hohlwelle H1a zusammenwirkt. Die erste Hohlwelle H1a ist nun mittels des dritten Schaltelements S3 mit der ersten Eingangswelle EW1 verbindbar. Die sechste Radebene VI weist gemäß 3b ein Übertragungselement auf der Nebenachse 3 auf, welches mit der ersten Vorgelegewelle VW1 verbunden ist. Dieses Übertragungselement der Radebene VI auf der ersten Vorgelegewelle VW1 ist nun über ein Zwischenrad ZR mit einem Übertragungselement auf der zweiten Hohlwelle H1b verbunden. Die zweite Hohlwelle H1b ist mittels des Schaltelements S4 mit der ersten Eingangswelle EW1 verbindbar.
3c zeigt ein Getriebe gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
In 3c ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß 1 gezeigt. Im Unterschied zum Getriebe 1 der 1 ist die erste Schalteinrichtung SE1, umfassend die beiden Schaltelemente S1, S2, anstelle auf der Nebenachse 3 auf der Hauptachse 2 angeordnet. Das erste Schaltelement S1 ermöglicht nun eine Verbindung zwischen einer ersten Hohlwelle H1a, welche auf der radialen Außenseite von erster und zweiter Eingangswelle EW1, EW2 angeordnet ist, mit der zweiten Eingangswelle EW2. Auf der Außenseite der ersten Hohlwelle H1a ist ein Übertragungselement der ersten Radebene I angeordnet, welches mit einem Übertragungselement auf einer zweiten Vorgelegewelle VW2, welche koaxial zur ersten Vorgelegewelle VW1 angeordnet und als Hohlwelle ausgebildet ist, auf der Nebenachse 3 zusammenwirkt. Das zweite Schaltelement S2 ermöglicht nun eine Verbindung zwischen zweiter Eingangswelle EW2 und einer zweiten Hohlwelle H1b, welche auf der radialen Außenseite der zweiten Eingangswelle EW2 angeordnet ist. Die zweite Hohlwelle H1b weist ein Übertragungs-element auf, welches mit einem Übertragungselement auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 die zweite Radebene II bildet. Beide Schaltelemente S1, S2 sind in einer ersten Schalteinrichtung SE1 zusammengefasst und über ein gemeinsames Schalteinrichtungbetätigungselement SB1 betätigbar.
3d zeigt ein Getriebe gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 3d ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß 1 gezeigt. Im Unterschied zu dem Getriebe 1 der 1 ist nun die zweite Schalteinrichtung SE2 anstelle auf der Hauptachse 2 auf der Nebenachse 3 angeordnet. Die in 1 bezeichneten Hohlwellen H1a und H1b, welche koaxial zur ersten Eingangswelle EW1 angeordnet sind, entsprechen im Wesentlichen in 3d der fünften und sechsten Vorgelegewelle VW4a und VW4b. Die fünfte und sechste Vorgelegewelle VW4a und VW4b sind dabei koaxial zur ersten Vorgelegewelle VW1 angeordnet. Das dritte Schaltelement S3 der zweiten Schalteinrichtung SE2 ermöglicht bei Betätigung eine Verbindung zwischen der fünften Vorgelegewelle VW4a und der ersten Vorgelegewelle VW1. Auf der fünften Vorgelegewelle VW4a ist hierzu ein Übertragungselement angeordnet, welches mittels eines Zwischenrades ZR und eines Übertragungselementes auf der ersten Eingangswelle EW1 eine Verbindung zur Übertragung von Drehmomenten zwischen der ersten Eingangswelle EW1 und der ersten Vorgelegewelle VW1 zur Bildung einer Rückwärtsgangfahrstufe VI ermöglicht. Das vierte Schaltelement S4 ermöglicht eine Verbindung zwischen der ersten Vorgelegewelle VW1 mit der sechsten Vorgelegewelle VW4b. Auf der radialen Außenseite der sechsten Vorgelegewelle VW4b, welche als Hohlwelle, ebenso wie die fünfte Vorgelegewelle VW4a, ausgebildet ist, ist ein Übertragungselement angeordnet, welches mit einem Übertragungselement auf der Hauptachse 2, welches mit der ersten Eingangswelle EW1 verbunden ist, zur Übertragung von Drehmomenten zusammenwirkt. Diese bilden dann die dritte Radebene III.
4 ein Getriebe gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 4 ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß 1 gezeigt. Im Unterschied zum Getriebe der 1, bei dem die dritte Schalteinrichtung SE3 mit siebtem Schaltelement S7 auf der Nebenachse 3 zwischen der dritten Radstufe III und der vierten Radstufe IV zur Verbindung von erster Vorgelegewelle VW1 und dritter Vorgelegewelle VW3 angeordnet ist, ist nun gemäß 4 die dritte Schalteinrichtung S3 mit siebtem Schaltelement S7 rechts, also drehmomentabwärts der fünften Radstufe V angeordnet. Die dritte Schalteinrichtung SE3 mit siebtem Schaltelement S7 ermöglicht bei Betätigung des Schaltelements S7 wiederum eine Verbindung zwischen erster Vorgelegewelle VW1 und dritter Vorgelegewelle VW3 mittels der fünften Radstufe V.
5 zeigt ein Getriebe gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 5 ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß 1 gezeigt. Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 1 umfasst das Getriebe 1 gemäß 5 eine elektrische Maschine EM. Die elektrische Maschine EM ist über ein Übertragungselement mit dem Übertragungselement der dritten Radebene III, welche auf der ersten Vorgelegewelle VW1 angeordnet ist, zur Hybridisierung des Getriebes 1 verbunden. Die Anbindung der elektrischen Maschine EM an das Getriebe 1 kann ebenfalls an der Radebene VI, genauer mit einem Übertragungselement dieser sechsten Radebene VI auf der ersten Vorgelegewelle VW1 erfolgen.
Insgesamt können die Schaltelemente S1 bis S7 bei einem Getriebe 1 gemäß 1 auch als Koppeleinrichtungen bezeichnet werden, insbesondere als Synchronisierungen ausgebildet sein. Dabei wird das Schaltelement S1 der ersten Radebene I zugeordnet, das zweite Schaltelement S2 der zweiten Radebene II, das dritte Schaltelement S3 der sechsten Radebene VI in Form der Rückwärtsgangstufe, das vierte Schaltelement S4 der dritten Radebene III, das fünfte Schaltelement S5 der vierten Radebene IV, das sechste Schaltelement S6 der ersten oder zweiten Eingangswelle EW1, EW2 und der Abriebswelle AW und das siebte Schaltelement S7 der vierten und fünften Radebene IV, V.
Zusammenfassend bietet die vorliegende Erfindung mehrere Vorteile. Ein Vorteil ist unter anderem, dass eine mechanische Spreizung durch Windung des ersten Ganges des Getriebes vermindert wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Erfindung ein Getriebe mit einer guten Lastschaltfähigkeit und einer guten Hybridisierfähigkeit zur Verfügung stellt. Darüber hinaus ermöglicht die vorliegende Erfindung Übersetzungsreihen mit Direct-Drive- und Over-Drive-Charakteristik. Ein weiterer Vorteil ist, dass lediglich vier Aktuatoren zur Betätigung der Koppeleinrichtungen in Form der Schaltelemente bereitgestellt werden müssen, was die Kosten für das Getriebe verringert. Darüber hinaus bietet die Erfindung den Vorteil, durch sechs Radebenen und zumindest sieben Koppeleinrichtungen, zumindest sechs Vorwärtsgänge und drei Rückwärtsgänge zur Verfügung zu stellen.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
Bezugszeichenliste

1: Getriebe
2: Hauptachse
3: Nebenachse
4: Vorgelege
I, II, III, IV, V, VI: Radebene
AW: Abtriebswelle
EW1, EW2: Eingangswelle
H1a, H1b, H2: Hohlwelle
K1, K2: Kupplung
S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8: Schaltelement
SE1, SE2, SE3, SE4: Schalteinrichtung
VW1, VW2, VW2a, VW2b, VW3, VW4a, VW4b: Vorlegewelle
Z11, Z12: Zahnrad
ZR: Zwischenrad
SB1, SB2, SB3, SB4: Schalteinrichtungsbetätigungselement
EM: elektrische Maschine
AN: Antrieb
AB: Abtrieb

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006054281 A1 [0005]
DE 102010030569 A1 [0023]

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 (AW) als Abtriebswelle beider Teilgetriebe angeordnet ist, und wobei zumindest eine der Eingangswellen (EW1, EW2) auf einer Hauptachse (2) angeordnet ist und wobei die Abtriebswelle (AW) auf der Hauptachse (2) oder auf einer, insbesondere zur Hauptachse (2) parallelen, Nebenachse (3) angeordnet ist, und wobei zumindest ein Vorgelege (4) mit zumindest einer Vorgelegewelle (VW1, VW2, VW3, VW4) auf der Nebenachse (3) angeordnet ist und wobei zumindest eine der Eingangswellen (EW1, EW2) mittels zumindest zweier Radebenen (I, II, III, IV, V, VI) und/oder mittels zumindest einem Schaltelement (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8) mit der Abtriebswelle (AW) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Schalteinrichtung (SE1, SE2, SE3, SE4), umfassend ein erstes und ein zweites Schaltelement (S5, S6), auf der Hauptachse (2) angeordnet ist und zumindest ein Schaltelement (S7) auf der Nebenachse (3) angeordnet ist, und dass die Abtriebswelle (AW) mittels des ersten Schaltelementes (S6) einer der Schalteinrichtungen (SE1, SE2, SE3, SE4) mit zumindest einer der Eingangswellen (EW1, EW2) verbindbar ist und dass mittels des zweiten Schaltelementes (S5) eine der Eingangswellen (EW1, EW2) über eine Radebene (IV) und über ein Schaltelement (S7) auf der Nebenachse (3) mit einer Vorgelegewelle (VW1, VW3) verbindbar ist und dass mittels des Schaltelementes (S7) auf der Nebenachse (3) zwei Vorgelegewellen (VW1, VW3) miteinander verbindbar sind.
Getriebe (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Eingangswellen (EW1, EW2) und/oder zumindest zwei Vorgelegewellen (VW1, VW2; VW1, VW3) koaxial zueinander angeordnet sind.
Getriebe gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Vorgelegewellen (VW1, VW2, VW3, VW4) als Vollwelle (VW1) und die zumindest eine weitere Vorgelegewelle (VW2, VW3, VW4) als Hohlwelle ausgebildet sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Radebenen (I, II, III, IV, V, VI) als Stirnradstufe ausgebildet ist und zumindest zwei Zahnräder (Z11, Z12) umfasst, wobei eines der Zahnräder (Z11) auf der Hauptachse (2) und das zumindest eine weitere Zahnrad (Z12) auf der Nebenachse (3) angeordnet sind und wobei zumindest eines der Zahnräder (Z11, Z12) als Festrad ausgebildet ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Radebene (VI) als Rückwärtsgangstufe ausgebildet ist.
Getriebe gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Radebene (VI), ausgebildet als Rückwärtsgangstufe, mit einem Schaltelement einer Schalteinrichtung (SE2) verbunden ist und wobei die Radebene (VI), ausgebildet als Rückwärtsgangstufe, entlang der Hauptachse (2) oder Nebenachse (3) zwischen einer Radebene (II) und einem Schaltelement (S3) einer Schalteinrichtung (SE2) angeordnet ist.
Getriebe gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Radebene (VI), ausgebildet als Rückwärtsgangstufe, zwischen zwei Schalteinrichtungen (SE2, SE3) angeordnet ist, wobei eine der Schalteinrichtungen (SE2) auf der Hauptachse (2) und die andere Schalteinrichtung (SE3) auf der Nebenachse (3) angeordnet ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 5–7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (S3) zur Betätigung der Rückwärtsgangstufe (VI) auf der Hauptachse (2) angeordnet ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Maschine (EM) an zumindest einer Radebene (III) und/oder zumindest einer Vorgelegewelle (VW1, VW2, VW3, VW4) und/oder zumindest einer Eingangswelle (EW1, EW2) zur Hybridisierung des Getriebes (1) angeordnet ist.
Getriebe gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (EM) an der Rückwärtsgangstufe (VI) und/oder an einer zur Rückwärtsgangstufe (VI) benachbarten Radebene (II, III) angeordnet ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest sechs Vorwärtsgangstufen und/oder zumindest drei Rückwärtsgangstufen darstellbar sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–11, dadurch gekennzeichnet, dass insgesamt sechs Radebenen (I, II, III, IV, V, VI) und/oder sieben Schaltelemente (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7) und/oder zumindest drei Schalteinrichtungen (SE1, SE2, SE3, SE4) angeordnet sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltelement (S7) auf der Nebenachse (3) zur Verbindung zweier Vorgelegewellen (VW2, VW3) benachbart angeordnet zu und verbunden mit einer der Radebenen (IV) ist, welche mit der Schalteinrichtung (SE3) auf der Hauptachse (2) zur Verbindung einer der Eingangswellen (EW1) mit der Abtriebswelle (AW) verbunden ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schalteinrichtung (SE2, SE3) auf einer der Achsen (2, 3), umfassend Hauptachse (2) und Nebenachse (3), zwischen zwei Schalteinrichtungen (SE1, SE3; SE2, SE4) auf der jeweils anderen Achse (3, 2) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug mit einem Getriebe (1) gemäß einem der Ansprüche 1–14.