DE102011089453A1

DE102011089453A1 - Getriebe

Info

Publication number: DE102011089453A1
Application number: DE102011089453A
Authority: DE
Inventors: Ralf Dreibholz; Jürgen Wafzig; Michael Wechs; Thomas Rosemeier; Johannes Kaltenbach; Rudolf Kauffeldt; Markus Renninger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2013-06-27

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe mit zwei koaxial zueinander angeordneten Eingangswellen (EW1, EW2). Bei dem Getriebe nach der Erfindung sind die Zahnräder (VR, EG2–EG7; VG2–VG7) und die Schalteinrichtungen (SE1–SE5) so angeordnet, dass zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest ein Rückwärtsgang schaltbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe mit zwei koaxial zueinander angeordneten Eingangswellen, wobei die erste Eingangswelle innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Eingangswelle angeordnet ist, zwei koaxial zueinander angeordneten und einer ersten Vorgelegewellenachse zugeordneten Vorgelegewellen, wobei die erste Vorgelegewelle innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Vorgelegewelle angeordnet ist, die zweite Vorgelegewelle drehbar auf der ersten Vorgelegewelle gelagert und mit dieser koppelbar ist, einer dritten Vorgelegewelle, die einer zweiten, achsversetzt zu der ersten Vorgelegewellenachse vorgesehenen zweiten Vorgelegewellenachse zugeordnet ist, einer Abtriebswelle, welche über ein Abtriebsrad in Wirkverbindung mit der ersten und der dritten Vorgelegewelle steht, zumindest einem auf einer der Eingangs- oder Vorgelegewellen drehfest angeordneten und als Festrad ausgebildeten Zahnrad, das mit einem als Losrad auf einer der Vorgelege- oder Eingangswellen angeordneten Zahnrad im Eingriff steht, mit mehreren Schalteinrichtungen zur drehfesten Verbindung von zumindest einem Losrad mit einer der Wellen.
Ein solches Getriebe ist beispielsweise aus der DE 10 2007 049 267 A1 bekannt. Entsprechende Getriebe werden beispielsweise in Doppelkupplungsgetrieben eingesetzt, die sich dadurch auszeichnen, dass zwei Lastschaltelemente in Form von Kupplungen eingangsseitig mit einer Triebwelle eines Antriebsaggregats in Wirkverbindung stehen. Eines der beiden Lastschaltelemente ist ausgangsseitig mit einer der Getriebeeingangswellen verbunden, während das andere der beiden Lastschaltelemente ausgangsseitig mit der anderen Eingangswelle verbunden ist. Die beiden Getriebeeingangswellen sind zur Darstellung von Übersetzungen über Radsätze, die über Schalteinrichtungen in den Kraftfluss zu- oder abschaltbar sind, mit der wenigstens einen Vorgelegewelle verbindbar. Ein Radsatz zum Schalten von Übersetzungen, d. h. von verschiedenen Gangstufen hat dabei üblicherweise zwei miteinander mittelbar oder unmittelbar kämmende Zahnräder, von denen das eine Zahnrad einer der Eingangswellen und das andere Zahnrad einer der Vorgelegewellen zugeordnet ist und von denen eines als Losrad mit der zugeordneten Welle über die Schalteinrichtung kuppelbar ist, wohingegen das andere als Festrad an der zugeordneten Welle vorgesehen ist.
Sofern ein gattungsgemäßes Getriebe in einem Doppelkupplungsgetriebe zum Einsatz kommt, erfolgt dies mit dem Ziel, das Doppelkupplungsgetriebe beim Hoch- bzw. Runterschalten möglichst zugkraftunterbrechungsfrei betreiben zu können. Solche zugkraftunterbrechungsfreien Übersetzungswechsel bedingen regelmäßig, dass den Losrädern zugeordnete Schalteinrichtungen, mit denen die Losräder zur Realisierung von Übersetzungen bzw. Gangstufen mit der jeweils zugehörigen Welle verdrehfest verbindbar sind, nicht unmittelbar hintereinander folgenden Gangstufen zugeordnet sind.
Jenseits dessen besteht bei Getrieben grundsätzlich die Anforderung einer kompakten raumsparenden Bauweise. Mitunter gelten strenge Vorgaben sowohl für den radialen Bauraumbedarf, wie auch den axialen Bauraumbedarf und zwar abhängig von den entsprechenden Fahrzeugsystemen, in denen das Getriebe zum Einsatz kommt.
Ökonomische Überlegungen erfordern des Weiteren, dass Schalteinrichtungen mehrfach verwendet werden können, um mit einer geringen Anzahl von Aktoren möglichst viele Gangstufen realisieren zu können, was die Ausgestaltung de Getriebes kostengünstig macht. So ist man bemüht, möglichst doppelsynchronisierende Schalteinrichtungen in einem Getriebe zu realisieren.
Aus Gründen eines hohen Wirkungsgrades ist der Fachmann des Weiteren bemüht, bei der Ausgestaltung des Getriebes möglichst wenige simultane Zahneingriffe zu verwirklichen, d. h. die Anzahl der zur Realisierung jeder bestimmten Gangstufe notwendig miteinander in Wirkverbindung stehenden Zahnrädern gering zu halten.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Getriebe der eingangs genannten Art in Vorgelegebauweise zur Verfügung zu stellen, welche den obigen Anforderungen in bestmöglicher Weise gerecht wird.
Zur Lösung dieses Problems wird mit der vorliegenden Erfindung ein Getriebe mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen.
Dieses unterscheidet sich dadurch von dem Stand der Technik, dass auf der zweiten Vorgelegewelle zumindest zwei Zahnräder verdrehfest angeordnet sind, von denen ein Zahnrad mit einem als Losrad vorgesehenen und mit einer der Eingangswellen koppelbaren Zahnrad und von denen das andere mit einem als Losrad vorgesehenen und mit zumindest der anderen Eingangswelle koppelbarem Zahnrad im Eingriff steht. Dieses letztgenannte und mit der Eingangswelle koppelbare Zahnrad ist verdrehfest auf einer von der ersten Eingangswelle durchsetzten Hohlwelle angeordnet, die auf der ersten und der zweiten Eingangswelle koppelbar ist und auf der ein weiteres verdrehtest als Festrad vorgesehenes Zahnrad angeordnet ist, welches mit einem als Losrad vorgesehenen und mit der ersten Vorgelegewelle koppelbaren Zahnrad im Eingriff steht.
Durch die beiden unterschiedlichen Wellenachsen zugeordneten über einen Radsatz miteinander in Verbindung stehenden Hohlwellen, nämlich die zweite Vorgelegewelle und die der Eingangswelle zugeordnete Hohlwelle, ist es möglich, eine oder mehrere Gangstufen des Getriebes als Windungsgänge zu verwirklichen, die sich dadurch auszeichnen, dass der Kraftfluss zunächst von einer der Eingangswellen über eine Gangstufe zu der Achse der Vorgelegewelle erfolgt, von dort erneut zurück auf die Achse der Eingangswellen und von hier wiederum auf eine der Achsen der Vorgelegewellen. Dazu ist bei dem erfindungsgemäßen Getriebe zumindest ein verdrehtest auf der zweiten Vorgelegewelle angeordnetes Zahnrad mit beiden Eingangswellen koppelbar. Das andere auf der zweiten Vorgelegewelle verdrehtest angeordnete Zahnrad steht regelmäßig im Eingriff mit einem als Losrad zu der zweiten Eingangswelle vorgesehenen Zahnrad, das nur mit dieser zweiten Eingangswelle koppelbar ist. Vorzugsweise ist das Getriebe dabei so ausgebildet, dass drei Gangstufen als Windungsgänge verwirklicht werden können, von denen vorzugsweise zwei Gangstufen als Vorwärtsgangstufen und eine Gangstufe als Rückwärtsgang ausgebildet sind. Dabei wird für die Verwirklichung des erfindungsgemäßen Getriebes vorzugsweise lediglich eine einzige Vorgelegewellenachse realisiert. Neben der der ersten Vorgelegewellenachse zugeordneten Hohlwelle und der von der Eingangswelle durchsetzten Hohlwelle sind vorzugsweise zur Übertragung des Drehmoments zur Verwirklichung unterschiedlicher Gangstufen bei dem erfindungsgemäßen Getriebe keine weiteren Hohlwellen vorgesehen.
Gemäß ihrem zweiten Aspekt bildet die vorliegende Erfindung ein gattungsgemäßes Getriebe dahingehend weiter, dass die Zahnräder und die Schalteinrichtungen so innerhalb des Getriebes angeordnet sind, dass zumindest acht Vorwärtsgänge und wenigstens ein Rückwärtsgang schaltbar sind.
Üblicherweise sind genau acht Vorwärtsgänge schaltbar und regelmäßig ist auch die Möglichkeit gegeben, zwei schaltbare Rückwärtsgänge zu realisieren, so dass das Getriebe sich auch eignet für einen Hybridantrieb mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine, die triebseitig mit den Eingangswellen in Verbindung stehen bzw. mit diesen in Verbindung gebracht werden können, so dass sowohl mit dem Verbrennungsmotor, als auch mit der elektrischen Maschine ein Rückwärtsgang realisiert werden kann, sofern die elektrische Maschine einerseits und der Verbrennungsmotor andererseits unterschiedlichen Eingangswellen und damit Teilgetrieben innerhalb der Getriebeeinheit zugeordnet sind oder werden können.
Mit Blick auf eine möglichst kompakte Ausgestaltung des Getriebes in axialer Richtung hat diese vorzugsweise sechs Radebenen. Als Radebene sei dabei eine sich üblicherweise quer zu der axialen Erstreckung der Eingangs- bzw. Vorgelegewellen erstreckende Ebene bezeichnet, auf welcher sich zumindest ein Radsatz befindet. Dabei handelt es sich bei diesem Radsatz um einen Radsatz zum Schalten der Gänge, insbesondere allein der Vorwärtsgänge. Davon unberührt bleiben eventuell innerhalb des Getriebes oder endseitig an den Wellen vorgesehene Abtriebszahnräder oder Abtriebskonstantenpaare. Solche, am Schalten der verschiedenen Gangstufen nicht beteiligbare Zahnräder bilden keine Radebenen im Sinne der vorliegenden Anmeldung aus, sondern Radebenen im weiteren Sinn.
Weiterhin bevorzugt hat das erfindungsgemäße Getriebe zum Schalten der vorzugsweise genau acht Vorwärtsgänge und des bzw. der beiden Rückwärtsgänge 14 Zahnräder. Es handelt sich hierbei üblicherweise um 10 der jeweiligen Eingangswellenachsen und der ersten Vorgelegewellenachse und zu Paaren gruppierte zugeordnete Zahnräder. Danach sind auf fünf Ebenen Zahnräder der ersten Eingangswellenachse und fünf Zahnräder der Vorgelegewellenachse zugeordnet. Auf einer Radebene, vorzugsweise einer einzigen Radebene, befinden sich des Weiteren vorzugsweise Zahnräder, von denen ein Zahnrad der ersten Vorgelegewellenachse, ein weiteres der zweiten Vorgelegewellenachse und ein drittes der Eingangswellenachse zugeordnet und ein viertes als Zwischenrad zur Umdrehung des Drehsinns in dem Rückwärtsgang regelmäßig zwischen den Vorgelegewellenachsen und der Eingangswellenachse angeordnet ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind zum Schalten der zumindest acht Vorwärtsgänge und des oder der beiden Rückwärtsgänge sechs Schalteinrichtungen vorgesehen. Aus ökonomischen Gründen ist es zu bevorzugen, von diesen sechs Schalteinrichtungen drei als doppeltwirkende Schalteinrichtungen auszubilden mit jeweils zwei Schaltelementen, denen lediglich ein Aktuator zugeordnet ist. Des Weiteren sind drei Einzel-Schalteinrichtungen vorgesehen. Während die Doppel-Schalteinrichtungen jeweils zwei Losräder mit den ihnen zugeordneten Wellen kuppeln können, erlaubt eine Einzel-Schalteinrichtung lediglich die Kopplung eines einzigen Zahnrades mit der zugeordneten Welle über ein einziges Schaltelement.
So weist das Getriebe vorzugsweise insgesamt sechs Aktoren zum Schalten der zumindest acht Vorwärtsgänge und der üblicherweise zwei Rückwärtsgänge auf.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist eine der doppelt wirkenden Schalteinrichtungen, durch welche üblicherweise die Hohlwelle an die zweite Eingangswelle koppelbar ist, zwischen den verdrehfest auf der zweiten Vorgelegewelle angeordneten Zahnrädern vorgesehen und der Achse der Eingangswellen zugeordnet, wohingegen eine weitere doppelt wirkende Schalteinrichtung, durch welche die zweite Vorgelegewelle mit der ersten Vorgelegewelle koppelbar ist, der ersten Vorgelegewellenachse zugeordnet und zwischen der ersten und zweiten Radebene vorgesehen ist. Diese Ausgestaltung erlaubt auch die Verwirklichung von Windungsgängen in ökonomischer Weise. Neben diesen beiden doppelt wirkenden Schalteinrichtungen, die üblicherweise zwischen der ersten und dritten Radebene vorgesehen sind, befindet sich dabei eine dritte und letzte doppelt wirkende Schalteinrichtung vorzugsweise zwischen der vierten und fünften oder zwischen der fünften und sechsten Radebene. Dabei wird die erste Radebene durch diejenige Radebene gebildet, die in Richtung des Kraftflusses dem Antrieb am nächsten angeordnet ist, wohingegen die sechste, d. h. letzte Radebene am weitesten entfernt von dem antriebsseitigen Ende des Getriebes vorgesehen ist. Jedenfalls im Falle eines Doppelkupplungsgetriebes wird die erste Radebene unmittelbar benachbart zu den beiden Lastschaltelementen vorgesehen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind die zwei verdrehfest auf der zweiten Vorgelegewelle angeordneten Zahnräder der zweiten und dritten und die zwei verdrehfest auf der Hohlwelle angeordneten Zahnräder der dritten und vierten Radebene zugeordnet.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung sind auf der ersten oder zweiten Radebene zwei unterschiedlichen Gangstufen zugeordnete Zahnräder vorgesehen. Wie bereits zuvor erwähnt, ist regelmäßig eine dieser Gangstufen die Rückwärts-Gangstufe. Die andere ist aus Platzgründen eine möglichst geringe Gangstufe, d. h. eine Gangstufe, die dem zweiten oder dritten Gang zugeordnet ist. Auf der zweiten Vorgelegewellenachse ist vorzugsweise bei Doppelt-Belegung einer einzigen Gangebene mit Zahnrädern von zwei Gangstufen die erste oder zweite Radebene mit einem einzigen Zahnrad, insbesondere mit einem Losrad bestückt. Mitunter kann auf der sechsten und damit letzten Radebene ein weiteres Zahnrad der zweiten Vorgelegewellenachse zugeordnet sein. Das entsprechende Zahnrad fehlt dann auf der ersten Vorgelegewellenachse, so dass auch in diesem Fall auf der zweiten bis sechsten Radebene lediglich jeweils ein Radsatz vorgesehen ist und auf allen Radebenen nur lediglich ein Radsatz für eine Vorwärtsgangstufe vorgesehen ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist das auf der ersten Radebene vorgesehene und der Eingangswellenachse zugeordnete Zahnrad als Festrad, vorzugsweise auf der zweiten Eingangswelle angeordnet. Die der ersten und zweiten Vorgelegewellenachse zugeordneten und auf der ersten Radebene angeordneten Zahnräder sind bevorzugt jeweils als Losräder vorgesehen und an die erste Vorgelegewelle bzw. die dritte Vorgelegewelle koppelbar. Sämtliche auf der zweiten Vorgelegewellenachse vorgesehene Zahnräder sind vorzugsweise als Losräder ausgebildet und mit der dritten Vorgelegewelle koppelbar.
Der auf der sechsten Radebene vorgesehene Radsatz kann entweder an eine der Eingangswellen oder aber an eine der Vorgelegewellen koppelbar sein. Dabei handelt es sich üblicherweise um die erste, üblicherweise als Vollwelle ausgebildete Vorgelegewelle. Vorzugsweise ist auf der sechsten Radebene ein Festrad an der ersten Eingangswelle angeordnet, welches mit einem Losrad kämmt. Dieses Losrad kann entweder der ersten oder der zweiten Vorgelegewellenachse zugeordnet sein. Mit Blick auf einen geringen radialen Bauraum ist es zu bevorzugen, dieses Losrad auf der ersten Vorgelegewellenachse vorzusehen. Alternativ kann aber die dritte Vorgelegewelle in etwa mit der gleichen axialen Erstreckung wie die übrigen Wellen des Getriebes vorgesehen und an ihrem der Antriebsseiten abgewandten Ende mit dem auf der fünften und sechsten Gangebene vorgesehenen Zahnrädern bestückt sein.
Weiterhin ist es zu bevorzugen, die auf der zweiten, dritten und vierten Radebene vorgesehenen Radsätze sowohl an zumindest eine der Eingangswellen, als auch an die erste Vorgelegewelle koppelbar auszubilden. Dabei sind üblicherweise die auf der vierten und fünften Radebene der Eingangswellenachse zugeordneten Zahnräder auf der Hohlwelle angeordnet und dementsprechend vorzugsweise mit den beiden Eingangswellen koppelbar, wohingegen der auf der zweiten Radebene vorgesehene Radsatz eingangswellenseitig lediglich an die zweite Eingangswelle koppelbar ist. Die der ersten Vorgelegewellenachse zugeordneten Zahnräder der zweiten bis vierten Radebene sind bevorzugt jeweils an die erste Vorgelegewelle koppelbar.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind die auf der dritten, vierten und fünften Radebene vorgesehenen Radsätze an dieselbe Eingangswelle koppelbar. Hierbei handelt es sich üblicherweise um die erste Eingangswelle. Die auf der dritten und vierten Radebene vorgesehenen Radsätze sind des Weiteren vorzugsweise an beide Eingangswellen und an die erste Vorgelegewelle koppelbar, wohingegen der auf der fünften Radebene vorgesehene Radsatz bevorzugt ein als Festrad auf der ersten Vorgelegewelle angeordnetes Zahnrad umfasst. So ist der auf der fünften Radebene vorgesehene Radsatz vorzugsweise lediglich an die erste Eingangswelle koppelbar.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist auf der ersten oder zweiten Radebene die Gangstufe R verwirklicht und mit aufsteigenden Radebenen folgende Gangstufen vorgesehen: 2, 8, 6, 3, 7, 5. Dabei ist die zweite Gangstufe demjenigen Radsatz zugeordnet, der den zweiten Gang überträgt, die dritte Gangstufe demjenigen Radsatz, der zur Verwirklichung der Übersetzung entsprechend der dritten Gangstufe vorgesehen ist. In der fünften Gangstufe befinden sich diejenigen zwei Zahnräder, die miteinander kämmen, wenn die fünfte Gangstufe über das Getriebe übertragen wird. Entsprechendes gilt für die sechste, siebte und achte Gangstufe.
Es ist indes ohne Weiteres möglich, die beiden auf den beiden letzten Radebenen vorgesehenen Gangstufen gegeneinander zu vertauschen. In diesem Fall endet die Reihenfolge mit ...6, 3, 5, 7.
Ohne substanzielle Beeinträchtigung des geringen Bauraums können alternativ auf den Radebenen 1 bis 6 mit aufsteigender Ordnungsnummer die Gangstufen 5, 7, 3, 6, 8, 2 vorgesehen sein. Bei dieser Reihenfolge können die auf den ersten beiden Radebenen vorgesehenen Gangstufen gegeneinander vertauscht werden.
Die R-Gangstufe kann der ersten oder zweiten Radebene zugeordnet sein. Das Zwischenrad der R-Gangstufe kann dabei zwischen der Eingangswellenachse und der ersten oder zweiten Vorgelegewellenachse angeordnet sein.
Mit Blick auf einen möglichst geringen radialen Bauraum sind vorzugsweise die auf der zweiten bis sechsten Radebene vorgesehenen Zahnräder von Gangstufen lediglich der Eingangswellenachse und der ersten Vorgelegewellenachse zugeordnet. Danach befinden sich keine Zahnräder von Gangstufen in diesen Ebenen auf der zweiten Vorgelegewellenachse. Besonders bevorzugt gilt diese Maßgabe zumindest für die Radebenen zwei bis fünf.
Vorzugsweise werden indes die erste und vierte Gangstufe sowie eine der Rückwärts-Gangstufen als Windungsgang verwirklicht.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung erfolgt hierbei in der ersten Gangstufe der Kraftfluss von der einen der Eingangswellen über die Zahnräder der sechsten Gangstufe zu der zweiten Vorgelegewelle über die Zahnräder der achten Gangstufe zu der anderen Eingangswelle und über die Zahnräder der zweiten Gangstufe zu der ersten oder dritten Vorgelegewelle. Die eine Eingangswelle ist hierbei üblicherweise die als Vollwelle ausgebildete erste Eingangswelle. Es ergibt sich die Besonderheit, dass der Radsatz der sechsten Gangstufe auf der Achse der Eingangswellen an diejenige Eingangswelle koppelbar ist, die den ungeraden Gangstufen zugeordnet ist.
Zur Ausgestaltung der vierten Gangstufe als Windungsgang erfolgt der Kraftfluss gemäß einer bevorzugten Weiterbildung von der anderen, d. h. üblicherweise der zweiten Eingangswelle über die Zahnräder der achten Gangstufe zu der zweiten Vorgelegewelle und über die Zahnräder der sechsten Gangstufe zu der einen, d. h. ersten Eingangswelle und schließlich über die Zahnräder der dritten Gangstufe zu der ersten Vorgelegewelle.
Schließlich wird einer der Rückwärtsgänge als Windungsgang mit einem Kraftfluss von einer der Eingangswellen über Zahnräder der sechsten Gangstufe zu der zweiten Vorgelegewelle über Zahnräder der achten Gangstufe zu der anderen Eingangswelle und schließlich über Zahnräder der R-Gangstufe zu der ersten oder dritten Vorgelegewelle übertragen. Auch hierbei ergibt sich die Besonderheit, dass der Radsatz der sechsten Gangstufe auf der Achse der Eingangswellen an diejenige Eingangswelle koppelbar ist, die den ungeraden Gangstufen zugeordnet ist.
Das auf diese Weise erfindungsgemäß verwirklichte und nach obiger Maßgabe bevorzugt weitergebildete Getriebe erweist sich als kompaktbauend mit guter Lastschaltfähigkeit und guter Hybridisierungsfähigkeit. Das Getriebe lässt sich wirtschaftlich herstellen, da bevorzugt lediglich sechs Aktoren zur Betätigung der Kopplungseinrichtungen zum Einsatz kommen. Durch die Ausgestaltung des ersten Gangs als Windungsgang wird die mechanische Spreizung und somit der Drehzahlverlust reduziert.
Sofern das erfindungsgemäße Getriebe als Doppelkupplungsgetriebe verwirklicht wird, sind die beiden Eingangswellen bevorzugt mit zwei Lastschaltelementen verbunden, deren Eingangsseiten mit der Triebwelle eines Antriebs verbunden sind. Bei diesem Antrieb kann es sich um jeden beliebigen Antrieb handeln, so um einen Verbrennungsmotor oder eine elektrische Maschine.
Das Getriebe lässt sich aber auch als Getriebe in einem Hybridantrieb nutzen. In diesem Fall steht eine der Eingangswellen in der Regel mittelbar, d. h. entkoppelbar über eine Kupplung in Triebverbindung mit einer Triebwelle eines Verbrennungsmotors, wohingegen die andere Eingangswelle in Triebverbindung mit einer elektrischen Maschine steht. Um die Gänge desjenigen Teilgetriebes, welches in Triebverbindung mit der elektrischen Maschine steht, auch für den Verbrennungsmotor mindestens teilweise nutzen zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die beiden Teilgetriebe miteinander über ein Schaltelement koppelbar sind. Dies kann dadurch geschehen, dass die beiden Eingangswellen mit einem zusätzlichen Schaltelement direkt koppelbar ausgeführt werden. Eine entsprechende, konkrete Lösung ist in der unveröffentlichten DE 10 2010 030 569 der Anmelderin beschrieben, deren Inhalt bezüglich der Anbindung des Getriebes auf der Antriebsseite durch Bezugnahme in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldungsunterlagen aufgenommen wird. Die dort beschriebenen bevorzugten Weiterbildungen sind in gleicher Weise Weiterbildungen des vorliegenden erfindungsgemäßen Getriebes.
Die die erste und dritte Vorgelegewelle auf einer Ebene mit der Abtriebswelle verbindenden Abtriebsräder können nach Wahl an einem stirnseitigen Ende der zum Schalten vorgesehenen Radsätze oder zwischen einzelnen dieser Radsätzen angeordnet sein. Dabei bietet sich eine Anordnung zwischen der dritten und vierten oder der fünften und sechsten Radebene an. Auch kann der Abtrieb nach Belieben an jedem Ende der Abtriebswelle, d. h. sowohl an der Antriebsseite der Getriebeeinrichtung, als auch an der gegenüberliegenden Stirnseite erfolgen. Der Abtrieb kann aber auch unmittelbar über eine der ersten und dritten Vorgelegewellen erfolgen. Auch hier kann nach Wahl das antriebsseitige Ende oder das gegenüberliegende Ende zum Abtrieb genutzt werden.
Das erfindungsgemäße Getriebe kann allerdings auch ein einer elektrischen Maschine zuzuführendes Drehmoment übersetzungsmäßig verändern. Eine solche elektrische Maschine kann insbesondere mit einem als Losrad des Getriebes ausgebildeten Zahnrad kämmen. Auch eine koaxiale Anordnung einer Welle einer elektrischen Maschine zu der Achse der Eingangs- oder den beiden Vorgelegewellen ist denkbar. In diesem Fall ist die elektrische Maschine üblicherweise über eine Kupplung an die zugehörige Welle koppelbar. Die elektrische Maschine kann auch mit einem Losrad des Getriebes zwangsgekoppelt sein. Dabei ist insbesondere an ein Zahnrad der dritten, sechsten oder achten Gangstufe bzw. der zweiten, dritten oder vierten Radebene gedacht, da diese Radsätze kein der ersten oder zweiten Eingangswelle und der ersten, ggf. dritten Vorgelegewelle zugeordnetes Festrad haben. Vielmehr sind diese Radsätze erst über ein Schaltelement mit einer der Eingangswellen und damit der Doppelkupplung koppelbar und auch erst durch Schalten eines Schaltelementes mit dem Abtrieb koppelbar. Damit ist über die elektrische Maschine Standlagefähigkeit und elektrisches Fahren ohne Schleppverluste durch die Kupplung möglich.
Bei einigen Anbindungsvarianten der elektrischen Maschine an ein Zahnrad oder an eine Welle des Getriebes ist eine günstige Übersetzung von der elektrischen Maschine zum Verbrennungsmotor bei gleichzeitigem Neutral-Gang zum Abtrieb hin realisierbar. Bei einem Start des Verbrennungsmotors durch die elektrische Maschine benötigt die elektrische Maschine dann weniger Drehmoment als dies bei direkter Anbindung der Fall wäre.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der Zeichnung. In dieser zeigen:
1 ein Räderschema eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Getriebes;
2 eine Schaltmatrix zu dem ersten Ausführungsbeispiel;
3 eine tabellarische Übersicht zur Zuordnung zwischen Schaltelementen von Schalteinrichtungen und Gangstufen;
4 ein Räderschema eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Getriebes;
5 eine Schaltmatrix zu dem zweiten Ausführungsbeispiel;
6 ein Räderschema eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Getriebes und
7 eine Schaltmatrix zu dem dritten Ausführungsbeispiel.
Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Getriebes anhand eines Beispiels eines mit Bezugszeichen 1 gekennzeichneten Doppelkupplungsgetriebes in Vorgelegebauweise. Das Doppelkupplungsgetriebe 1 weist auf seiner mit Bezugszeichen EA gekennzeichneten Eingangswellenachse eine erste, als Vollwelle ausgebildete Eingangswelle EW1, eine zweite konzentrisch hierzu vorgesehene und als Hohlwelle ausgebildete Eingangswelle EW2 sowie eine Doppelkupplungsanordnung mit zwei Lastschaltelementen K1, K2 auf. Diese Lastschaltelemente K1, K2 sind vorliegend als reibschlüssige Lamellenkupplungen ausgeführt. Die beiden Lastschaltelemente K1, K2 bilden auch die Anfahrelemente des Doppelkupplungsgetriebes 1. Dementsprechend ist ein Eingangselement der jeweiligen Lastschaltelemente K1, K2 im eingebauten Zustand des Doppelkupplungsgetriebes 1 mit einem in der Zeichnung nicht näher dargestellten Antriebsaggregat, beispielsweise einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugantriebsstranges, verbunden oder wirkverbunden.
Über das Doppelkupplungsgetriebe 1 ist die erste Eingangswelle EW1 unter Zwischenschaltung des Lastschaltelementes K1 mit dem Antriebsaggregat verbindbar, wohingegen die zweite Eingangswelle EW2 über das Lastschaltelement K2 mit dem entsprechenden Antriebsaggregat verbindbar ist.
Auf einer parallel zu der Eingangswellenachse EA vorgesehenen ersten Vorgelegewellenachse VA1 sind zwei Vorgelegewellen koaxial zueinander vorgesehen, nämlich eine erste, als Vollwelle ausgebildete Vorgelegewelle VW1 und eine zweite, als Hohlwelle ausgebildete Vorgelegewelle VW2, innerhalb derer die erste Vorgelegewelle VW1 angeordnet ist. Die Vorgelegewelle VW1 durchsetzt die Vorgelegewelle VW2 und überragt diese in axialer Richtung beidseitig.
Achsversetzt zu der ersten Vorgelegewellenachse VA1 ist eine auf einer zweiten Vorgelegewellenachse VA2 angeordnete dritte Vorgelegewelle VW3 vorgesehen. Auf dieser befindet sich lediglich ein als Losrad vorgesehenes Zahnrad VR. Die dritte Vorgelegewelle VW3 und die erste Vorgelegewelle VW1 sind über Abtriebsräder AR1 bzw. AR2 mit einer Abtriebswelle AB gekoppelt. Diese weist hierzu ein jeweils mit den zuvor genannten Abtriebsrädern AR1 und AR2 kämmendes Abtriebsrad AR3 auf. Über diese drei Abtriebsräder AR1 bis AR3 sind die erste Vorgelegewelle VW1, die dritte Vorgelegewelle VW3 und die Abtriebswelle AW miteinander zwangsgekoppelt.
Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt neben den Abtriebsrädern AR1 bis AR3 lediglich diejenigen Zahnräder, die zum Schalten und Durchleiten des Drehmoments in verschiedenen Gangstufen durch das Getriebe erforderlich sind. Diese werden nachfolgend näher erläutert, wobei die Lage innerhalb des Getriebes unter Bezugnahme auf Radebenen E1–E6 vorgestellt wird, welche in aufsteigender Reihenfolge von links nach rechts vorgesehen sind. Die erste Radebene E1 befindet sich unmittelbar benachbart zu der Doppelkupplungsanordnung bzw. vorliegend neben den Abtriebsrädern AR1 bis AR3 und damit an einer Antriebsseite AN, wohingegen die letzte Radebene E6 sich am gegenüberliegenden axialen Ende des Doppelkupplungsgetriebes 1 befindet, einer denkbaren Abtriebsseite AB1.
Auf der ersten Radebene E1 befinden sich zwei Zahnräder, wobei das der zweiten Eingangswelle EW2 zugeordnete Zahnrad EG2 als Festrad auf dieser zweiten Eingangswelle EW2 vorgesehen ist. Das zugeordnete und hiermit unmittelbar im Eingriff stehende Zahnrad VG2 der ersten Vorgelegewellenachse VA1 ist als Losrad ausgebildet und über ein Schaltelement S2 der Schalteinrichtung SE2 mit der ersten Vorgelegewelle VW1 koppelbar. Der auf der ersten Radebene E1 vorgesehene Radsatz R2 ist als zweite Gangstufe ausgebildet, d. h. zur Darstellung der Übersetzung entsprechend der zweiten Gangstufe ausgebildet. Auf der ersten Radebene E1 befindet sich ferner der zweiten Vorgelegewellenachse VA2 zugeordnet ein Zahnrad VR, welches die Rückwärtsgangstufen überträgt und über eine erste Schalteinrichtung SE1 mit der dritten Vorgelegewelle VW3 koppelbar ist. Dieses Zahnrad VR kämmt unter Zwischenlage eines Zwischenrades ZR mit dem Zahnrad EG2. Dieses Zahnrad EG2 hat dementsprechend zwei Eingriffspartner, nämlich die Zahnräder VG2 und ZR.
Dementsprechend befinden sich auf der ersten Radebene E1 der Radsatz RR als Gangstufe für einen der Rückwärtsgänge und der Radsatz R2, über welchen das Drehmoment in der zweiten Gangstufe von der zweiten Eingangswelle EW2 über die erste Vorgelegewelle VW3 zu der Abtriebswelle AB übertragen wird. In dem Rückwärtsgang ist die Schalteinrichtung SE1 aktiviert, bei der es sich um eine Einzel-Schalteinrichtung handelt und die über ein Schaltelement S1 lediglich das Zahnrad VR mit der dritten Vorgelegewelle VW3 koppelt. In dem zweiten Gang ist eine Schalteinrichtung SE2 aktiviert, deren Schaltelement S2 das Losrad VG2 mit der ersten Vorgelegewelle VW1 koppelt.
Auf der zweiten Radebene E2 befindet sich ein als Losrad auf der Eingangswellenseite vorgesehenes Zahnrad EG8. Dieses ist drehbar auf der zweiten Eingangswelle EW2 gelagert und über S3 einer dritten Schalteinrichtung SE3 mit der zweiten Eingangswelle EW2 koppelbar. Dieses Zahnrad EG8 kämmt mit einem der ersten Vorgelegewellenachse VA1 zugeordneten Zahnrad VG8, das verdrehfest auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 angeordnet ist, die über die zweite Schalteinrichtung SE2 mit der ersten Vorgelegewelle VW1 koppelbar ist. Die zuvor beschriebene Radstufe R8 ist als achte Gangstufe ausgelegt, d. h. vermittelt das Drehmoment von der Eingangswellenachse EA auf die Vorgelegewellenachse VA in der achten Gangstufe.
Auf der dritten Radebene E3 befindet sich ein Radsatz R6, der eingangswellenseitig ein Zahnrad EG6 umfasst, welches verdrehfest auf einer Hohlwelle HW befestigt ist. Diese Hohlwelle HW trägt ein weiteres verdrehfest daran befestigtes Zahnrad EG3, welches auf der vierten Radebene E4 vorgesehen ist. Das einganswellenseitige Zahnrad EG6 der dritten Radebene E3 steht im Eingriff mit einem verdrehfest auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 angeordneten Zahnrad VG6. Das weitere, auf der vierten Radebene E4 vorgesehene eingangswellenseitige Zahnrad EG3 steht im Eingriff mit einem als Losrad auf der ersten Vorgelegewelle VW1 vorgesehenen Zahnrad VG3.
Zwischen der dritten und der vierten Radebene E3, E4, befindet sich eine vierte, der ersten Vorgelegewellenachse VA1 zugeordnete Schalteinrichtung SE4, welche wie die zuvor beschriebene erste Schalteinrichtung SE1 als Einzel-Schalteinrichtung ausgebildet ist und einen Aktor hat, um das zugeordnete Losrad VG3 über das Schaltelement S6 mit der zugehörigen Welle VW1 zu koppeln. Die Schalteinrichtungen SE2 und SE3 sind hingegen für eine sogenannte Doppelsynchronisierung ausgebildet, so dass durch jeweils einen der den jeweiligen Schalteinrichtungen SE2 und SE3 zugeordneten Aktoren jeweils zwei unterschiedliche und mit S2 bis S5 gekennzeichnete Schaltelemente betätigbar sind, um die jeweiligen Losräder VG2, EG8 bzw. Hohlwellen VW2 bzw. HW mit der zugeordneten Welle zu koppeln.
Eine weitere, doppelt wirkende Schalteinrichtung SE5 ist zwischen der vierten und der fünften Radebene E4, E5 vorgesehen und vorliegend der Eingangswellenachse EA zugeordnet, um über die Schaltelemente S7 und S8 entweder die Hohlwelle HW oder ein Losrad EG7 mit der ersten Eingangswelle EW1 zu koppeln. Dieses Losrad EG7 bildet zusammen mit einem Festrad VG7 der ersten Vorgelegewelle (VW1) auf der fünften Radebene E5 einen Radsatz R7, der über die zur Doppelsynchronisierung vorgesehene Schalteinrichtung SE5 mit der ersten Eingangswelle EW1 koppelbar ist. Der Radsatz R7 schaltet die siebte Gangstufe.
Eine weitere, einzeln wirkende Schalteinrichtung SE6 befindet sich an dem abtriebsseitigen Ende der ersten Vorgelegewelle VW1, um ein als Festrad EG5 auf der ersten Eingangswelle EW1 angeordnetes Zahnrad, welches mit einem als Losrad VG5 auf der ersten Vorgelegewelle VW1 angeordneten Zahnrad im Eingriff steht, an besagte erste Vorgelegewelle VW1 über ein einziges Schaltelement S9 zu koppeln. Die Zahnräder EG5, VG5 befinden sich auf der sechsten Radebene und bilden einen fünften Radsatz R5 aus, über den in der fünften Gangstufe das Drehmoment von der Eingangswellenachse EA auf die Vorgelegewellenachse VA übertragen wird.
Die Hohlwelle HW ist danach über das Schaltelement S5 der dritten Schalteinrichtung SE3 mit der zweiten Eingangswelle EW2 und über das Schaltelement S7 der fünften Schalteinrichtung SE5 mit der ersten Eingangswelle EW1 koppelbar.
Die Zuordnung der auf den Ebenen 2 bis 4 vorgesehenen Zahnrädern zu den entsprechenden Wellen, deren Koppelbarkeit und insbesondere die Anordnung von zwei Hohlwellen VW2, HW auf den beiden Achsen EA, VA1 ermöglicht die Verwirklichung von drei Windungsgängen, die nachfolgend noch näher erläutert werden. Jedenfalls besteht die Besonderheit des gezeigten Ausführungsbeispiels, die auch eine Besonderheit des erfindungsgemäßen Getriebes darstellt, darin, dass die Radsätze R8, R6, R3 der zweiten, dritten und vierten Radebene E2, E3, E4 sowohl an eine der Eingangswellen EW1, EW2 als auch an die erste Vorgelegewelle VW1 koppelbar sind. Dabei sind die auf der dritten und vierten Radebene E3, E4 vorgesehenen Radsätze R6, R3 jeweils sowohl an die erste Eingangswelle EW1 als auch an die zweite Eingangswelle EW2 koppelbar.
Das Schalten der Windungsgänge ist dadurch möglich, dass auf der dritten Radebene E3 die beiden Hohlwellen VW2 und HW mit ihren zugeordneten Festrädern EG6 bzw. VG6 unmittelbar gekoppelt sind, so dass der Kraftfluss von der zweiten zu der vierten Radebene E2, E4 nicht nur koaxial über eine der ersten Eingangs- bzw. Vorgelegewellen EW1, VW1, sondern darüber hinaus auch durch einen Sprung von der Eingangswellenachse EA zu der ersten Vorgelegewellenachse VA1 bewirkt werden kann. Dabei ist auch wesentlich, dass die der dritten und vierten Radebene zugeordneten Radsätze R6, R3 wahlweise entweder an die erste Eingangswelle EW1 oder an die zweite Eingangswelle EW2 und des Weiteren an die erste Vorgelegewelle VW1 koppelbar sind.
Es versteht sich von selbst, dass die Schalteinrichtung SE6 alternativ auch der Eingangswellenachse EA zugeordnet sein kann. Es kommt lediglich darauf an, den Radsatz R5 koppelbar mit der zugehörigen Welle EW1, VW1 vorzusehen. Auch kann die sechste Schalteinrichtung SE6 alternativ zwischen der fünften und sechsten Radebene E5, E6 angeordnet sein. Bei einer solchen Abwandlung kann die Position der Doppel-Schalteinrichtung SE5 gegen die Position der Einzel-Schalteinrichtung SE6 vertauscht werden, so dass Letztere zwischen den Radebenen E4 und E5 angeordnet ist, wohingegen Erstere zwischen den Radebenen E5 und E6 angeordnet wird. Die Schalteinrichtung SE5 umfasst die Schaltelemente S8 und S9, SE6 und S7.
Aufgrund der Zuordnung der einzelnen Zahnräder zu den unterschiedlichen Eingangswellen EW1, EW2 ergeben sich bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel eines Doppelkupplungsgetriebes zwei unterschiedliche Teilgetriebe, die in 1 mit gestrichelten Linien angedeutet und mit Bezugszeichen 2 bzw. 3 gekennzeichnet sind. Wegen der Zuordnung entweder als Festräder oder als Losräder der Zahnräder EG2, ER, EG8, EG6 zu der zweiten Eingangswelle EW2 gehören diese zu dem ersten Teilgetriebe 2, wohingegen die ab der vierten Radebene E4 vorgesehenen Zahnräder und damit die Radsätze R3, R7, R5 dem zweiten Teilgetriebe 3 zuzuordnen sind. Es ist aber möglich die Gangstufen für die Vorwärtsgänge innerhalb der Teilgetriebe 2, 3 gegeneinander zu tauschen. Hat das konkret gezeigte Ausführungsbeispiel mit steigender Radebene E1 bis E6 folgende Reihenfolge der Vorwärts-Gangstufen 2, 8, 6, 3, 7, 5, so folgt nach einem Tauschen der Teilgetriebe 2, 3 die Reihenfolge der Vorwärts-Gangstufen mit aufsteigender Radebene E1 bis E6 zu 5, 7, 3, 6; 8, 2. Auch können bei der ersten Alternative mit der Reihenfolge 2, 8, 6, 3, 7, 5 mit steigender Radebene die Gangstufen 5 und 7 gegeneinander vertauscht werden.
Zusammenfassend lässt sich das zuvor beschriebene Doppelkupplungsgetriebe dadurch kennzeichnen, dass auf sechs Radebenen E1–E6 insgesamt 14 Zahnräder vorgesehen sind, nämlich die 10 Zahnräder zum Schalten der Vorwärtsgänge auf fünf Ebenen E2 bis E6. Auf der ersten Ebene E1 ist der Radsatz RR zum Schalten des Rückwärtsganges mit einem Zwischenrad ZR zwischen den den beiden Wellen EW2, VA2 zugeordneten Zahnrädern EG2, VR und der Radsatz für die kleinste vorgegebene Gangstufe R2 vorgesehen. Es sind sechs Schalteinrichtungen SE1–SE6 vorgesehen mit insgesamt neun Schaltelementen S1–S9, d. h. drei doppelt wirkende Schalteinrichtungen SE2, SE3 und SE5 sowie drei Schalteinrichtungen SE1, SE4 und SE6 als Einzel-Schalteeinrichtungen, so dass das Doppelkupplungsgetriebe 1 mit sechs Aktoren auskommt.
Zu 1 sind mit Bezugszeichen AB2 bis AB6 weitere denkbare Abtriebsstellen des Doppelkupplungsgetriebes 1 eingetragen, die bei entsprechenden räumlichen Vorgaben nach Wahl verwirklicht werden können. Die Abtriebskonstantenanordnung AR1, AR2, AR3 kann ferner an verschiedenen Stellen innerhalb des Getriebes 1 angeordnet sein, so z. B. zwischen den Radebenen E3 und E4, zwischen den Radebenen E5 und E6 und am stirnseitigen Ende der zum Schalten vorgesehenen Radsätze RR, R2, R3 und R5 bis R8.
Insbesondere unter Bezugnahme auf die 2 und 3 wird nachfolgend die Darstellung unterschiedlicher Gangstufen durch Schalten von einem oder mehreren Schaltelementen beschrieben. Die Übersetzungen 2 bis 3 und 5 bis 8, d. h. die entsprechenden Gangstufen können in dem Doppelkupplungsgetriebe 1 durch alleiniges Zuschalten eines einzigen Radsatzes geschaltet werden. Dabei ist in den Übersetzungen 2, 5, 7 entsprechend den jeweiligen Gangstufen 2, 5, 7 jeweils lediglich ein Schaltelement S2, S9; S8 zu schalten. Für die Darstellung der Gangstufen zu den Vorwärtsgängen 3, 6 und 8 sind jeweils zwei Schaltelemente zu schalten. In der Gangstufe entsprechend der Übersetzung ”3” sind die Schaltelemente S6 und S7 zu schalten; in der sechsten Gangstufe die Schaltelemente S3 und S5 und in der achten Gangstufe die Schaltelemente S3 und S4. Für das Schalten eines der beiden Rückwärtsgänge R2 muss lediglich das Schaltelement S1 geschaltet werden.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei Gangstufen als sogenannte Windungsgänge verwirklicht. In dem ersten Vorwärtsgang sind die Schaltelemente S2, S4 und S7 geschaltet, so dass der Kraftfluss bei geschlossener Kupplung K1 über die erste Eingangswelle EW1 zunächst durch den Radsatz der sechsten Gangstufe erfolgt. Das Drehmoment wird dann über die als Hohlwelle ausgebildete zweite Vorgelegewelle VW2 übertragen und über den Radsatz R8 der achten Gangstufe zu der Eingangswellenachse EA überführt. Von dort wird das Drehmoment auf die zweite Eingangswelle EW2 übertragen, um schließlich über den Radsatz R2 auf der ersten Radebene E1 auf die Vorgelegewellenachse VA übertragen und über das zweite Schaltelement S2 in die erste Vorgelegewelle VW1 eingeleitet zu werden.
In der vierten Gangstufe erfolgt der Kraftfluss durch entsprechendes Schalten der Schaltelemente S4 und S6 von der zweiten Eingangswelle EW2 über den Radsatz R8 der achten Gangstufe zu der zweiten Vorgelegewelle VW2, von dort über den Radsatz R6 der sechsten Gangstufe zurück auf die Eingangswellenachse EA. Dort überträgt die erste Hohlwelle HW das Drehmoment auf den Radsatz R3 der dritten Gangstufe, welche den Kraftfluss über das Schaltelement S6 zu der ersten Vorgelegewelle VW1 überträgt.
Auch einer der Rückwärtsgänge R1 ist als Windungsgang verwirklicht. Durch Schalten der Schaltelemente S1, S4 und S7 erfolgt der Kraftfluss in dieser R1-Gangstufe von der ersten Eingangswelle EW1 über die Zahnräder der sechsten Gangstufe zu der zweiten Vorgelegewelle VW2, von dort über den Radsatz R8 der achten Gangstufe zu der zweiten Eingangswelle EW2 und von dort wiederum über den Radsatz RR des Rückwärtsganges auf die dritte Vorgelegewelle VW3, die über das Abtriebskonstantenrad AR2, AR3 mit der Antriebswelle AW gekoppelt ist.
Wie insbesondere die 2 und 3 verdeutlichen, ist das Doppelkupplungsgetriebe 1 so ausgebildet, dass ein zugkraftunterbrechungsfreier Übersetzungswechsel zwischen benachbarten Gangstufen möglich ist, da keine der Schalteinrichtungen zwei Radsätzen zu unmittelbar hintereinander folgenden Gangstufen zugeordnet ist und die Lastschaltelemente K1, K2 jeweils alternierend geschaltet werden.
Die Abtriebsräder AR1 bis AR3 können alternativ bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel an der anderen Stirnseite des Getriebes 1 oder zwischen den Radebenen E3 und E4 oder den Radebenen E5 und E6 vorgesehen sein. Eine elektrische Maschine kann mit den Radsätzen R8, R6, oder R3 gekoppelt sein, so dass diese Maschine sowohl zu der Doppelkupplung K1, K2 als auch zum Abtrieb jeweils durch ein Schaltelement trennbar ist, wodurch Standlagefähigkeit und elektrisches Fahren ohne Schleppverluste durch die Kupplung möglich ist.
Die 4 und 5 zeigen ein gegenüber dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 abgewandeltes Ausführungsbeispiel. Gleiche Elemente sind gegenüber dem zuvor diskutierten Beispiel mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Zahnräder VR, ZR für die Rückwärts-Gangstufe nicht der ersten, sondern der zweiten Radebene E2 zugeordnet. Aber auch hier ist das der zweiten Vorgelegewellenachse VA2 zugeordnete Zahnrad VR der Rückwärts-Gangstufe als Losrad vorgesehen.
Die 5 zeigt die zugehörige Schaltmatrix. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind der erste, der vierte und die Rückwärts-Gangstufe R1 als Windungsgänge in der zuvor beschriebenen Weise ausgebildet. Der Kraftfluss in der ersten Gangstufe erfolgt dementsprechend über die sechste, die achte und die zweite Gangstufe, wohingegen der Kraftfluss in der vierten Gangstufe über die Zahnräder der achten, sechsten und dritten Gangstufe erfolgt. In dem R1-Rückwärtsgang erfolgt der Kraftfluss über die Zahnräder der sechsten und der achten Gangstufe mit Austrag des Drehmomentes über die Zahnräder der R-Gangstufe und über das Abtriebskonstantenrad AR2, AR3 zu der Antriebswelle AW.
Auch für das zweite Ausführungsbeispiel gelten die zu dem ersten Ausführungsbeispiel genannten Abwandlungen und Variationen, unter anderem auch die Variation der Radsätze pro Radebene von gezeigt 2, 8, 6, 3, 7, 5 mit der Möglichkeit der Vertauschung der Radsätze 7 und 5 auf den beiden letzten Radebenen E5, E6 zu einer Anordnung der verschiedenen Radsätze mit steigender Radebene von 5, 7, 3, 6, 8, 2, wobei auch hier die Radsätze auf den ersten beiden Radebenen gegeneinander vertauscht werden können.
Für das erste und zweite Ausführungsbeispiel gilt im Übrigen, dass die Lage des Zwischenrades ZR geändert werden kann, so dass dieses sich nicht zwischen der zweiten Vorgelegewellenachse VA2 und der Eingangswellenachse EA befindet, sondern zwischen dieser Achse EA und der ersten Vorgelegewellenachse VA1. Die Radsätze R2 bzw. RR bei dem ersten Ausführungsbeispiel können dementsprechend gegeneinander vertauscht sein.
Die 6 und 7 zeigen eine Ausgestaltung, bei welcher die R-Gangstufe auf der ersten Radebene E1 vorgesehen ist, wohingegen die zweite und die achte Vorwärtsgangstufe gemeinsam auf der zweiten Radebene E2 angeordnet sind.
Bezugszeichenliste

1: Doppelkupplungsgetriebe
2: Teilgetriebe, der ersten Eingangswelle EW1 zugeordnet
3: zweites Teilgetriebe, der zweiten Eingangswelle EW2 zugeordnet
AB: Abtriebsseite
AN: Antriebsseite
EA: Eingangswellenachse
VA1: erste Vorgelegewellenachse
VA2: zweite Vorgelegewellenachse
AW: Abtriebswelle
EW1: erste Eingangswelle
EW2: zweite Eingangswelle
VW1: erste Vorgelegewelle
VW2: zweite Vorgelegewelle
VW3: dritte Vorgelegewelle
E1–E6: Radebene
EG2, EG3, EG5–EG8: einer Eingangswelle zugeordnetes Zahnrad
VG2, VG3, VG5–VG8: einer Vorgelegewelle zugeordnetes Zahnrad
VR: einer Vorgelegewelle zugeordnetes Zahnrad des Rückwärtsganges
ZR: Zwischenrad
SE1–SE6: Schalteinrichtung
S1–S9: Schaltelement
R2, R3, R5–R8: Radsätze Vorwärtsgänge
RR: Radsatz Rückwärtsgang
K1: erstes Lastschaltelement
K2: zweites Lastschaltelement
AR1: der ersten Vorgelegewelle VW1 zugeordnetes Abtriebsrad
AR2: der dritten Vorgelegewelle VW3 zugeordnetes Abtriebsrad
AR3: der Abtriebswelle AW zugeordnetes Abtriebsrad

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102007049267 A1 [0002]
DE 102010030569 [0035]

Claims

Getriebe mit 1.1. zwei koaxial zueinander angeordneten Eingangswellen (EW1, EW2), wobei die erste Eingangswelle (EW1) innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Eingangswelle (EW2) angeordnet ist, 1.2. zwei koaxial zueinander angeordneten und einer ersten Vorgelegewellenachse (VA1) zugeordneten Vorgelegewellen (VW1, VW2), wobei die erste Vorgelegewelle (VW1) innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Vorgelegewelle (VW2) angeordnet ist, die zweite Vorgelegewelle (VW2) drehbar auf der ersten Vorgelegewelle (VW1) gelagert und mit dieser koppelbar ist, 1.3. einer dritten Vorgelegewelle (VW3), die einer zweiten, achsversetzt zu der ersten Vorgelegewellenachse (VA1) vorgesehenen zweiten Vorgelegewellenachse (VA2) zugeordnet ist, 1.4. einer Abtriebswelle (AW), welche über Abtriebsräder (AR1, AR2, AR3) in Wirkverbindung mit der ersten und der dritten Vorgelegewelle (VW1, VW3) steht; 1.5. zumindest einem auf einer der Eingangs- oder Vorgelegewellen (EW1, EW2, VW1, VW2, VW3) drehfest angeordneten und als Festrad ausgebildeten Zahnrad (EG2), das mit einem als Losrad (VR, VG2) auf einer der Vorgelege- oder Eingangswellen (VW1, VW2, VW3, EW1, EW2) angeordneten Zahnrad im Eingriff steht, 1.6. mit mehreren Schalteinrichtungen (SE1 bis SE6) zur drehfesten Verbindung von zumindest einem Losrad mit einer der Wellen (EW1, EW2, VW1, VW3, VW3), dadurch gekennzeichnet, 1.7. dass auf der zweiten Vorgelegewelle (VW2) zumindest zwei Zahnräder (VG6, VG8) verdrehfest angeordnet sind, von denen ein Zahnrad (VG8) mit einem als Losrad (EG8) vorgesehenen und mit der zweiten Eingangswelle (EW2) koppelbaren Zahnrad und von denen das andere (VG6) mit einem als Festrad (EG6) vorgesehenen und zumindest mit der ersten Eingangswelle (EW1) koppelbaren Zahnrad (EG6) im Eingriff steht, welches verdrehfest auf einer zumindest von der ersten Eingangswelle (EW1) durchsetzten Hohlwelle (HW) angeordnet ist, auf der ein weiteres Zahnrad verdrehfest vorgesehen ist, welches mit einem als Losrad (VG3) vorgesehenen und mit der ersten Vorgelegewelle (VW1) koppelbaren Zahnrad im Eingriff steht.
Getriebe mit 2.1. zwei koaxial zueinander angeordneten Eingangswellen (EW1, EW2), wobei die erste Eingangswelle (EW1) innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Eingangswelle (EW2) angeordnet ist, 2.2. zwei koaxial zueinander angeordneten und einer ersten Vorgelegewellenachse (VA1) zugeordneten Vorgelegewellen (VW1, VW2), wobei die erste Vorgelegewelle (VW1) innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Vorgelegewelle (VW2) angeordnet ist, die zweite Vorgelegewelle (VW2) drehbar auf der ersten Vorgelegewelle (VW1) gelagert und mit dieser koppelbar ist, 2.3. einer dritten Vorgelegewellen (VW3), die einer zweiten, achsversetzt zu der ersten Vorgelegewellenachse (VA1) vorgesehenen zweiten Vorgelegewellenachse (VA2) zugeordnet ist, 2.4. einer Abtriebswelle (AW), welche über Abtriebsräder (AR1, AR2, AR3) in Wirkverbindung mit der ersten und der dritten Vorgelegewelle (VW1, VW3) steht; 2.5. zumindest einem auf einer der Eingangs- oder Vorgelegewellen (EW1, EW2, VW1, VW2, VW3) drehfest angeordneten und als Festrad ausgebildeten Zahnrad (EG2), das mit einem als Losrad (VR, VG2) auf einer der Vorgelege- oder Eingangswellen (VW1, VW2, VW3, EW1, EW2) angeordneten Zahnrad im Eingriff steht, 2.6. mit mehreren Schalteinrichtungen (SEI, SE5) zur drehfesten Verbindung von zumindest einem Losrad mit einer der Wellen (EW1, EW2, VW1, VW3, VW3) oder zum Koppeln von Wellen, insbesondere nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, 2.7. dass die Zahnräder (VR, EG2, EG3, EG5–EG8; VG2, VG3, VG5–VG8, ZR) und die Schalteinrichtungen (SE1–SE5) so angeordnet sind, dass zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest ein Rückwärtsgang schaltbar sind.
Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (EG2, EG3, EG5–EG8; VG2, VG3, VG5–VG8, VR, ZR) und die Schalteinrichtungen (SE1–SE5) so angeordnet sind, dass zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest zwei Rückwärtsgänge schaltbar sind.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schalten der zumindest acht Vorwärtsgänge und des bzw. der beiden Rückwärtsgänge sechs Radebenen (E1–E6) mit wenigstens zwei kämmenden und auf unterschiedlichen Wellen (EW1, EW2, VW1, VW2, VW3) angeordneten Zahnräder (EG2, EG3, EG5–EG8; VG2, VG3, VG5–VG8, VR, ZR) vorgesehen sind.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schalten der zumindest acht Vorwärtsgänge und des bzw. der beiden Rückwärtsgänge vierzehn Zahnräder (EG2, EG3, EG5–EG8; VG2, VG3, VG5–VG8, VR, ZR) vorgesehen sind.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schalten der zumindest acht Vorwärtsgänge und des bzw. der beiden Rückwärtsgänge sechs Schalteinrichtungen (SE1–SE6) mit insgesamt sechs Aktoren vorgesehen sind.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine doppelt wirkende Schalteinrichtung (SE3) den Eingangswellen (EW1, EW2) zugeordnet und zwischen der zweiten und dritten Radebene vorgesehen ist und dass eine weitere doppelt wirkende Schalteinrichtung (SE2) der ersten Vorgelegewellenachse (VA2) zugeordnet und zwischen der ersten und zweiten Radebene vorgesehen ist.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei verdrehfest auf der zweiten Vorgelegewelle (VW2) angeordneten Zahnräder (VG8, VG6) der zweiten und dritten Radebene (E2, E3) und die zwei verdrehfest auf der Hohlwelle (HW) angeordneten Zahnräder (E6, E3) der dritten und vierten Radebene (E3, E4) zugeordnet sind.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der ersten oder zweiten Radebene (E1, E2) zwei unterschiedlichen Gangstufen zugeordnete Zahnräder (EG2, EG8) vorgesehen sind.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der auf der ersten Radebene (E1) vorgesehene und der ersten Vorgelegewelle zugeordnete Radsatz (R2) an die erste Vorgelegewelle (VW1) koppelbar ist und dass der auf der ersten oder zweiten Radebene (E1, E2) vorgesehene und der zweiten Vorgelegewellenachse (VA2) zugeordnete Radsatz (RR) an die dritte Vorgelegewelle (VW3) koppelbar ist.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der auf der sechsten Radebene (E6) vorgesehene Radsatz (R5) an die erste oder dritte Vorgelegewelle koppelbar ist.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der auf der sechsten Radebene (R6) vorgesehene Radsatz (R5) an die erste Eingangswelle (EW1) koppelbar ist.
Getriebe nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf der sechsten Gangebene (E6) entweder das auf der ersten Eingangswellenachse (VA1) vorgesehene Zahnrad oder das auf der ersten bzw. der dritten Vorgelegewellenachse (VA1, VA2) vorgesehene Zahnrad als kuppelbares Losrad (VG5) und das andere als verdrehfest angeordnetes Festrad (EG5) vorgesehen ist.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der auf der fünften Radebene vorgesehene Radsatz (R7) an eine der Eingangswellen (EW1) koppelbar ist.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der auf der zweiten, dritten und vierten Radebene (E2–E4) vorgesehenen Radsätze (R8, R6, R3) sowohl an zumindest eine der Eingangswellen (EW1, EW2) als auch an die erste Vorgelegewelle (VW1) koppelbar sind.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der dritten und vierten Radebene (E3, E4) vorgesehenen Radsätze (R6, R3) an beide Eingangswellen (EW1, EW2) und an die erste Vorgelegewelle (VW1) koppelbar sind.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zu der R-Gangstufe vorgesehene Radsatz (RR) an die dritte Vorgelegewellenachse (VA3) koppelbar ist.
Getriebe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der ersten oder zweiten Radebene die R-Gangstufe mit einer weiteren Gangstufe vorgesehen ist und dass mit aufsteigenden Radebenen die Gangstufen der Vorwärtsgänge in folgender Reihenfolge vorgesehen sind: 2, 8, 6, 3, 7, 5, wobei die auf den letzten beiden Radebenen vorgesehenen Gangstufen auch gegeneinander vertauscht sein können.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass auf der fünften oder sechsten Radebene die R-Gangstufe mit einer weiteren Gangstufe vorgesehen ist und dass mit aufsteigenden Radebenen die Gangstufen der Vorwärtsgänge in folgender Reihenfolge vorgesehen sind: 5, 7, 3, 6, 8, 2, wobei die auf den ersten beiden Radebenen vorgesehenen Gangstufen auch gegeneinander vertauscht sein können.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Gangstufe der Kraftfluss von der einen der Eingangswellen (EW1) über die Zahnräder (EG6, VG6) der sechsten Gangstufe zu der zweiten Vorgelegewelle (VW2), über die Zahnräder (VG8, EG8) der achten Gangstufe zu der anderen Eingangswelle (EW2) und über die Zahnräder (EG2, VG2) der zweiten Gangstufe zu der ersten oder dritten Vorgelegewelle (VW1, VW3) erfolgt.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der vierten Gangstufe der Kraftfluss von der anderen der Eingangswellen (EW2) über die Zahnräder (EG8, VG8) der achten Gangstufe zu der zweiten Vorgelegewelle (VW2), über die Zahnräder (VG6, EG6) der sechsten Gangstufe zu der einen Eingangswelle (EW1) und über die Zahnräder (EG3, VG3) der dritten Gangstufe zu der ersten Vorgelegewelle (VW1) erfolgt.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche mit zwei R-Gangstufen (R1), dadurch gekennzeichnet, dass in einer der R-Gangstufen (R1) der Kraftfluss von einer der Eingangswellen (EW1) über die Zahnräder (EG6, VG6) der sechsten Gangstufe zu der zweiten (mittelbaren) Vorgelegewelle (VW2), über die Zahnräder (VG8, EG8) der achten Gangstufe zu der anderen Eingangswelle (EW2) und über die Zahnräder (EG2, ZR, VR) der R-Gangstufe zu der ersten oder dritten Vorgelegewelle (VW1, VW3) erfolgt.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine elektrische Maschine, die an ein Zahnrad angebunden ist, welches zu einem Radsatz gehört, der ein verdrehfest auf der zweiten Vorgelegewelle (VW2) und/oder der Hohlwelle (HW) angeordnetes Zahnrad aufweist.