DE102012203058A1

DE102012203058A1 - Getriebe für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102012203058A1
Application number: DE201210203058
Authority: DE
Inventors: Michael Wechs
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2013-08-29

Abstract

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

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere Doppelkupplungsgetriebe, für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest zwei Teilgetriebe, wobei jedes der Teilgetriebe zumindest eine Eingangswelle umfasst, und wobei eine Ausgangswelle als Abtriebswelle beider Teilgetriebe angeordnet ist, wobei die zumindest eine Eingangswelle auf einer Hauptachse und die Abtriebswelle auf der Hauptachse oder auf einer, insbesondere zur Hauptachse parallelen, Nebenachse angeordnet ist, und wobei ein Vorgelege mit zumindest einer Vorgelegewelle angeordnet ist, wobei die zumindest eine Vorgelegewelle auf der Nebenachse angeordnet ist, und wobei zumindest eine der Eingangswellen mittels zumindest zweier Radebenen und/oder zumindest einem Schaltelement mit der Abtriebswelle verbindbar ist.
Derartige Getriebe für ein Kraftfahrzeug werden unter anderem als sogenannte Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt, bei welchen die Eingangswellen der beiden Teilgetriebe über je ein zugehöriges Lastschaltelement mit einem Antrieb, beispielsweise einem Verbrennungsmotor oder einem Elektromotor verbunden werden können, wobei die beiden Lastschaltelemente dabei in Form einer Doppelkupplung zusammengefasst werden. Die über ein solches Getriebe darstellbaren Gangstufen sind dann wechselweise auf die beiden Teilgetriebe aufgeteilt, so dass beispielsweise das eine Teilgetriebe die ungeraden Gänge und das entsprechend andere Teilgetriebe die geraden Gänge darstellt. Es ist weiterhin bekannt, die einzelnen Gangstufen durch eine oder mehrere Radstufen oder -ebenen, die jeweils unterschiedliche Übersetzungsstufen aufweisen, darzustellen. Mittels entsprechender Schaltelemente sind diese in den Kraft- bzw. Drehmomentfluss zwischen Antrieb und Abtrieb einbindbar, so dass eine entsprechende gewünschte Übersetzung zwischen Antrieb und Abtrieb des Getriebes jeweils dargestellt wird.
Durch eine wechselweise Aufteilung der Gänge auf die beiden Teilgetriebe ist es möglich, beim Fahren in einem dem einen Teilgetriebe zugeordneten Gang in dem jeweils anderen Teilgetriebe durch entsprechende Betätigung der Schalteinrichtungen bereits einen darauffolgenden Gang vorzuwählen, wobei ein letztendlicher Wechsel in den darauffolgenden Gang durch Öffnen des Lastschaltelementes des einen Teilgetriebes und ein kurz darauf folgendes Schließen des Lastschaltelementes des anderen Teilgetriebes ermöglicht wird. Auf diese Weise können die Gänge oder Gangstufen des Getriebes unter Last geschaltet werden, was ein Beschleunigungsvermögen des Kraftfahrzeugs aufgrund eines damit im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreien Gangwechsels verbessert und komfortablere Schaltvorgänge für einen Fahrzeugführer ermöglicht.
Derartige Doppelkupplungsgetriebe können hierbei auch mit einem zu An- und Abtrieb zusätzlich angeordneten Vorgelege ausgeführt werden, so dass in axialer Richtung ein kompakter Aufbau ermöglicht wird.
Aus der DE 10 2006 054 281 A1 ist ein derartiges Getriebe für ein Kraftfahrzeug in Form eines Doppelkupplungsgetriebes bekanntgeworden. Das Doppelkupplungsgetriebe umfasst dabei zwei Teilgetriebe mit jeweils einer Eingangswelle. Durch Verbindung der jeweiligen Eingangswelle über ein jeweiliges Lastschaltelement können die beiden Teilgetriebe jeweils abwechselnd in einen Kraft- oder Drehmomentfluss von einem Antrieb zu einem Abtrieb eingebunden werden, wobei die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes als Getriebezentral- und die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes als Getriebehohlwelle ausgeführt ist. Weiterhin ist eine Ausgangswelle angeordnet, die als Abtrieb beider Teilgetriebe ausgebildet ist, wobei eine Drehbewegung des Antriebs über mehrere Übersetzungsstufen auf den Abtrieb übersetzbar ist, in dem der Kraft- und Drehmomentfluss über ein Vorgelege geführt wird. Dabei werden zumindest zwei Radebenen mittels Betätigung zugehöriger Schaltelemente in den Kraft- und Drehmomentfluss geschaltet, wobei durch Kombination der Betätigung der Schaltelemente und dem Kraft- und Drehmomentfluss über entsprechende Radebene mehrere Übersetzungsstufen dargestellt werden können. Ebenso ist auch eine unübersetzte Übertragung der Drehbewegung des Antriebs auf eine Ausgangswelle des Abtriebs durch Betätigung entsprechender Schaltelemente möglich.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, welches eine gute Lastschaltfähigkeit und eine gute Hybridisierfähigkeit aufweist. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welches einfach und kostengünstig herstellbar ist und gleichzeitig eine zuverlässige Übertragung von Drehmomenten zwischen Antrieb und Abtrieb ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein alternatives Getriebe für ein Kraftfahrzeug anzugeben.
Die vorliegende Erfindung löst die Aufgaben bei einem Getriebe, insbesondere Doppelkupplungsgetriebe, für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest zwei Teilgetriebe, wobei jedes der Teilgetriebe zumindest eine Eingangswelle umfasst, und wobei eine Ausgangswelle als Abtriebswelle beider Teilgetriebe angeordnet ist, wobei die zumindest eine Eingangswelle auf einer Hauptachse und die Abtriebswelle auf der Hauptachse oder auf einer, insbesondere zur Hauptachse parallelen, Nebenachse angeordnet ist, und wobei ein Vorgelege mit zumindest einer Vorgelegewelle angeordnet ist, wobei die zumindest eine Vorgelegewelle auf der Nebenachse angeordnet ist, und wobei zumindest eine der Eingangswellen mittels zumindest zweier Radebenen und/oder zumindest einem Schaltelement mit der Abtriebswelle verbindbar ist, dadurch, dass N Schalteinrichtungen angeordnet sind, wobei N eine ganze Zahl größer oder gleich Drei ist, und dass jeweils zumindest eine der N Schalteinrichtungen auf der Nebenachse und zumindest zwei der N Schalteinrichtungen auf der Hauptachse angeordnet sind, und dass das Vorgelege zumindest drei Vorgelegewellen umfasst, wobei mittels der zumindest einen Schalteinrichtung auf der Nebenachse jeweils zwei Vorgelegewellen miteinander verbindbar sind.
Die Erfindung löst die Aufgaben ebenfalls bei einem Kraftfahrzeug, insbesondere einem Personen- oder Lastkraftwagen, mit einem Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16.
Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass auf diese Weise eine Verringerung der mechanischen Spreizung durch Windung des ersten Vorwärtsganges des Getriebes ermöglicht wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Getriebe eine gute Lastschaltfähigkeit und eine gute Hybridisierfähigkeit aufweist.
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 dieser Vorrichtung bzw. dem Schaltelement zusammenwirkenden weiteren Vorrichtungen übertragen kann.
Unter dem Begriff „Schalteinrichtung“ ist vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen zumindest ein Schaltelement und zumindest eine Schaltelementbetätigungseinrichtung zur Betätigung des zumindest einen Schaltelementes zu verstehen.
Unter dem Begriff „Übertragungselement“ ist vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen eine Vorrichtung zu verstehen, mit der ein Drehmoment übertragbar ist. Übertragungselemente können dabei vorzugsweise als Räder, vorzugsweise als Zahnräder, insbesondere Stirnräder, Kegelräder, Schneckenräder oder dergleichen ausgebildet sein.
Unter dem Begriff „benachbart“ in Bezug auf Schaltelemente und/oder Schalteinrichtungen sind vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen Schalteinrichtungen und/oder Schaltelemente zu verstehen, die entlang der Hauptachse oder der Nebenachse des Getriebes direkt nebeneinander entlang der jeweiligen Achse angeordnet sind und wobei jeweils eines der Schaltelemente der Schalteinrichtungen mittels einer Welle direkt mit dem jeweils anderen Schaltelement der benachbarten Schalteinrichtung verbunden ist.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Zweckmäßigerweise ist N eine gerade Zahl und jeweils N/2 Schalteinrichtungen sind auf der Hauptachse und auf der Nebenachse angeordnet. Auf diese Weise kann das Getriebe kompakt ausgeführt werden, da zumindest zwei der Schalteinrichtungen hinsichtlich ihres axialen Abstandes näher beieinander durch jeweilige Positionierung auf unterschiedlichen Achsen angeordnet werden können.
Vorteilhafterweise sind zumindest zwei der Eingangswellen koaxial zueinander und/ oder zumindest zwei der Vorgelegewellen koaxial zueinander angeordnet. Dies verringert den Bauraum für die zumindest zwei Eingangswellen und/oder die zumindest zwei Vorgelegewellen und damit auch des entsprechenden Getriebes insgesamt, so dass das Getriebe auch bei beengten Verhältnissen in einem Kraftfahrzeug einsetzbar ist. Ebenso können dadurch mehrere Vorgelegewellen bereitgestellt werden, was eine Darstellung einer Vielzahl von Gängen respektive Gangstufen mittels des Getriebes ermöglicht.
Zweckmäßigerweise ist die Anzahl N gleich Vier. Sind also N = 4 Schalteinrichtungen angeordnet, sind zumindest mehrere Vorwärtsgangstufen und Rückwärtsgangstufen durch das Getriebe darstellbar, wobei gleichzeitig das Getriebe kompakt ausgeführt werden kann, so dass dieses in einer Vielzahl von Fahrzeugen einsetzbar ist.
Vorteilhafterweise ist zumindest eine der Eingangswellen und/ oder zumindest eine der Vorgelegewellen als Hohlwelle und die jeweils andere Welle als Vollwelle ausgebildet. Damit ist eine besonders platzsparende Anordnung der beiden Eingangswellen und/ oder der beiden Vorgelegewellen möglich, da die als Hohlwelle ausgebildete Eingangswelle oder Vorgelegewelle koaxial und parallel zu der als Vollwelle ausgebildeten Eingangswelle oder Vorgelegewelle angeordnet werden kann. Bei der Ausbildung als Vollwelle oder als Hohlwelle können jeweilige Übertragungselemente, wenn diese fest mit der Vollwelle oder Hohlwelle verbunden werden sollen, mit der jeweiligen Welle einstückig und damit kostengünstig hergestellt werden. Eine zeitaufwendige und damit kostenintensive Festlegung von jeweiligen Übertragungselementen an der entsprechenden Welle kann damit entfallen.
Zweckmäßigerweise sind zumindest drei Radebenen mittels zumindest einem Schaltelement auf der Hauptachse mit zumindest einer der Eingangswellen verbindbar. Auf diese Weise können beispielsweise, wenn Übertragungselemente mehrerer Radebenen mit zumindest einer der Eingangswellen verbindbar oder koppelbar sind, eine Vielzahl von möglichen Gängen respektive Gangstufen durch das Getriebe bereitgestellt werden, ohne dass es einer hohen Anzahl von Bauteilen hierfür bedarf.
Vorteilhafterweise ist zumindest eine Radebene als Rückwärtsgangstufe ausgebildet. Mittels der zumindest einen Rückwärtsgangstufe kann die Drehrichtung der Abtriebswelle in Bezug auf eine der Eingangswellen umgekehrt werden, so dass zumindest ein Rückwärtsgang für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt werden kann, was die Flexibilität hinsichtlich des Einsatzes des Getriebes in verschiedenen Fahrzeugen wesentlich erhöht.
Zweckmäßigerweise ist die Rückwärtsgangstufe mittels zumindest einer der N Schalteinrichtungen betätigbar, wobei die zumindest eine Schalteinrichtung benachbart zur Seite des Abtriebs im Getriebe angeordnet ist. Auf diese Weise ist eine direkte und äußerst zuverlässige Übertragung von Kraft und Drehmomenten von einer der Vorgelegewellen auf die Abtriebswelle auch mittels der Rückwärtsgangstufe möglich.
Vorteilhafterweise ist die Rückwärtsgangstufe als erste Radebene drehmomentaufwärts von der Seite des Abtriebs im Getriebe angeordnet. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass die Rückwärtsgangstufe direkt mit der Abtriebswelle zusammenwirken kann und somit eine äußerst zuverlässige Übertragung von Kraft und Drehmomenten mittels der Rückwärtsgangstufe vom Vorgelege auf die Abtriebswelle ermöglicht wird. Darüber hinaus bietet die abtriebsseitige Anordnung der Rückwärtsgangstufe den Vorteil, dass diese im Wartungsfall einfach zugänglicher ist.
Zweckmäßigerweise ist eine elektrische Maschine an zumindest einer Radebene und/ oder an zumindest einer Vorgelegewelle und/ oder an einer der Eingangswellen zur Hybridisierung des Getriebes angeordnet.
Einer der erzielten Vorteile ist, dass das Getriebe auch in Hybridfahrzeugen eingesetzt werden kann, bei denen sowohl eine elektrische Maschine als auch ein Verbrennungsmotor mit dem Getriebe zur Übertragung von Kräften zum Antrieb des Hybridfahrzeugs zusammenwirken sollen. Die Anbindung der zumindest einen elektrischen Maschine kann dabei an zumindest eine der Eingangswellen oder der Abtriebswelle oder an zumindest eine der Vorgelegewellen erfolgen. Die elektrische Maschine kann ebenfalls an ein Übertragungselement in Form eines Festrades oder Losrades einer der Radebenen angebunden sein.
Es ist ebenso möglich, die elektrische Maschine an ein zusätzliches Festrad, also an ein Rad, welches fest mit einer der Wellen des Getriebes verbunden ist, anzubinden. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, die Anbindung der elektrischen Maschine an das Getriebe mittels zumindest einem Schaltelement, insbesondere an ein Übertragungselement einer Radebene, vorzunehmen. Der mit dieser ersten Anbindungsmöglichkeit erzielte Vorteil ist, dass damit eine sogenannte Standladefähigkeit und ein elektrisches Fahren ohne Schleppverluste im Getriebe möglich ist. Hierzu wird auf den Offenbarungsgehalt der DE 10 2010 030 569 A1 durch Verweis explizit Bezug genommen: Dabei ist eine erste Eingangswelle mit einem Lastschaltelement koppelbar. Eine zweite Eingangswelle, welche insbesondere koaxial zur ersten Eingangswelle angeordnet ist, ist direkt mit einem Rotor der elektrischen Maschine zu deren Antrieb verbunden. Hierdurch sind zwei parallele Kraftübertragungszweige eingangsseitig miteinander koppelbar.
Eine zweite Anbindungs- oder Ankoppelmöglichkeit der elektrischen Maschine an das Getriebe ist durch Anordnung eines Planetengetriebes im Getriebe möglich: An eine erste Eingangswelle kann dabei über ein entsprechendes Schaltelement, insbesondere in Form einer Trennkupplung, ein Verbrennungsmotor angekoppelt werden. Die elektrische Maschine greift zum einen an einer zweiten Eingangswelle an und zum anderen an die erste Eingangswelle des Getriebes über ein Planetengetriebe. Bei betätigter, also geschlossener Trennkupplung ist der Verbrennungsmotor ebenfalls über das Planetengetriebe an die zweite Eingangswelle gekoppelt. Das Planetengetriebe, umfassend ein Planetenrad, ein Hohlrad, Planetenräder sowie einen Planetenträger, ist dabei derart ausgebildet und wirkt mit dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Maschine derart zusammen, so dass der Planetenträger an der zweiten Eingangswelle angreift. Die elektrische Maschine ist dabei an das Sonnenrad des Planetengetriebes gekoppelt. Darüber hinaus kann ein weiteres Schaltelement in Form eines Überbrückungsschaltelementes angeordnet sein, welches derart mit dem Planetengetriebe zusammenwirkt, so dass bei betätigtem Überbrückungsschaltelement eine drehfeste Verbindung zwischen der elektrischen Maschine, der ersten Eingangswelle und der zweiten Eingangswelle besteht, wohingegen bei nicht betätigtem, also geöffnetem, Überbrückungsschaltelement die vorgenannte drehfeste Verbindung zwischen der elektrischen Maschine und der ersten und zweiten Eingangswelle nicht besteht, insbesondere also keine Drehzahlgleichheit zwischen den beiden Eingangswellen besteht.
Wird zwischen dem Schaltelement, welches zur Anbindung des Verbrennungsmotors an die erste Eingangswelle dient und Überbrückungsschaltelement ein weiteres Schaltelement angeordnet, ist mittels dieses weiteren Schaltelementes, insbesondere in Form eines Doppelschaltelementes, sowohl die vorgenannte erste Anbindungsmöglichkeit als auch die vorgenannte zweite Anbindungsmöglichkeit durch Betätigung des weiteren Schaltelementes möglich.
Vorteilhafterweise ist die elektrische Maschine an zumindest einer der Radebenen angeordnet, welche mit einer Vorgelegewelle, ausgebildet als Vollwelle verbunden sind. Auf diese Weise ist eine besonders einfache Anordnung bzw. -kopplung der elektrischen Maschine an das Getriebe und damit eine zuverlässige Kraft- und Drehmomentübertragung von der elektrischen Maschine auf das Getriebe, insbesondere letztendlich auf die Abtriebswelle, möglich.
Zweckmäßigerweise sind Übertragungselemente zumindest zweier Radebenen, insbesondere zumindest dreier Radebenen, auf der Nebenachse mit einer als Hohlwelle ausgebildeten Vorgelegewelle fest verbunden. Auf diese Weise können die Übertragungselemente zusammen mit der Vorgelegewelle kostengünstig hergestellt werden, insbesondere durch eine einstückige Ausbildung von Übertragungselementen zusammen mit der entsprechenden Vorgelegewelle, ausgebildet als Hohlwelle. Darüber hinaus ist auch eine Anbindung bzw. -kopplung einer elektrischen Maschine an das Getriebe bzw. an die entsprechenden Übertragungselemente äußerst zuverlässig möglich.
Vorteilhafterweise sind die N Schalteinrichtungen und die zumindest zwei Radebenen, vorzugsweise sechs Radebenen, so angeordnet, dass mindestens sechs Vorwärtsgänge und mindestens vier Rückwärtsgänge durch das Getriebe darstellbar sind. Auf diese Weise kann das Getriebe für eine Vielzahl von Fahrzeugen eine ausreichende Anzahl von Vorwärtsgangstufen und Rückwärtsgangstufen zur Verfügung stellen, insbesondere sowohl für Personenkraftwagen als auch für Lastkraftwagen.
Zweckmäßigerweise sind zumindest zwei Radebenen an die Abtriebswelle koppelbar. Auf diese Weise wird die Flexibilität des Getriebes und damit die Anzahl möglicher Verbindungen bzw. Kopplungen zwischen den drei Vorgelegewellen und der Abtriebswelle weiter erhöht, ohne dass sich der Bauraum des Getriebes wesentlich vergrößert.
Vorteilhafterweise ist die Rückwärtsgangstufe zwischen zwei Schaltelementen angeordnet. Der damit erzielte Vorteil ist, dass damit beispielsweise, wenn die Rückwärtsgangstufe mittels der beiden Schaltelemente betätigbar ist, also wenn eines der Schaltelemente auf der Hauptachse und das andere Schaltelement auf der Nebenachse angeordnet ist, die Rückwärtsgangstufe jeweils vollständig von Eingangs-, Vorgelege- und Abtriebswelle entkoppelt werden kann, die Rückwärtsgangstufe also vollständig lastfrei gestellt werden kann, was insgesamt den Verschleiß von Übertragungselementen der Rückwärtsgangstufe reduziert.
Zweckmäßigerweise sind die Schalteinrichtungen symmetrisch und/oder periodisch abwechselnd hinsichtlich ihrer Position entlang von Hauptachse und Nebenachse zwischen der Seite des Antriebs und der Seite des Abtriebs angeordnet. So ist beispielsweise eine Anordnung entlang von Haupt- und Nebenachse von der Antriebsseite zur Abtriebsseite folgendermaßen möglich: Die erste Schalteinrichtung ist auf der Nebenachse angeordnet, die zweite und dritte Schalteinrichtung sind auf der Hauptachse angeordnet und die vierte Schalteinrichtung ist wiederum auf der Nebenachse angeordnet. Ebenso kann die erste Schalteinrichtung auf der Nebenachse, die zweite Schalteinrichtung auf der Hauptachse, die dritte Schalteinrichtung wiederum auf der Nebenachse und die vierte Schalteinrichtung wiederum auf der Hauptachse angeordnet sein. Auf diese Weise sind die Schalteinrichtungen zumindest teilweise jeweils abwechselnd auf unterschiedlichen Achsen angeordnet und können so hinsichtlich ihrer axialen Positionen jeweils in kürzerer Entfernung zueinander angeordnet werden.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen, und aus dazugehöriger Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen.
Dabei zeigen jeweils in schematischer Form
1 ein Getriebe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ein Getriebe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3a, 3b Schaltmatrizen für ein Getriebe gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform der 1 und der 2;
4a ein Getriebe gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4b ein Getriebe gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ein Getriebe gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie
6 ein Getriebe gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
1 zeigt ein Getriebe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 ein Getriebe in Form eines Doppelkupplungsgetriebes. Das Doppelkupplungsgetriebe 1 weist zwei Lastschaltelemente in Form von Kupplungen K1, K2 auf. Mittels der Doppelkupplung K1, K2 kann dabei die Seite des Antriebs AN mit der Seite des Abtriebs AB des Getriebes 1 zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten gekoppelt bzw. verbunden werden. Hierzu ist die erste Kupplung K1 mit einer ersten Eingangswelle EW1 verbunden und die zweite Kupplung K2 ist mit einer zweiten Eingangswelle EW2 verbunden. Die zweite Eingangswelle EW2 ist dabei als Hohlwelle ausgebildet, wohingegen die erste Eingangswelle EW1 als Vollwelle ausgebildet ist. Die beiden Eingangswellen EW1, EW2 sind dabei koaxial und parallel zueinander angeordnet.
Weiterhin umfasst das Getriebe 1 eine Hauptachse 2, die drehmoment- und kraftflussabwärts des Antriebs AN beginnend von den beiden Kupplungen K1 und K2 zunächst eine erste Radebene I und ein erstes Schaltelement S1 aufweist und weiter ein zweites Schaltelement S2, eine zweite Radebene II, eine dritte Radebene III, eine vierte Radebene IV, ein fünftes Schaltelement S5, eine sechste Radebene VI in Form einer Rückwärtsgangfahrstufe, ein sechstes Schaltelement S6, ein siebtes Schaltelement S7 sowie eine fünfte Radebene V. Jede der genannten Radebenen I, II, III, IV, V und VI weist Übertragungselemente, insbesondere in Form von Zahnrädern auf, welche mit jeweils einer Welle des Getriebes 1 verbunden sind. Die erste Radebene I, die zweite Radebene II und die dritte Radebene III sind mittels jeweils einem Schaltelement der Schaltelemente S1, S2 an eine der Eingangswellen EW1, EW2 koppelbar. Die fünfte Radebene V ist mittels des siebten Schaltelements S7 und die sechste Radebene VI in Form der Rückwärtsgangstufe ist mittels des sechsten Schaltelements S6 an eine Abtriebswelle AW des Getriebes 1 koppelbar bzw. mit dieser verbindbar. Die Abtriebswelle AW ist als Vollwelle ausgebildet und auf der Hauptachse 2 parallel zu den beiden Eingangswellen EW1, EW2 angeordnet. Die erste Eingangswelle EW1, welche als Vollwelle ausgeführt ist, ist mittels des fünften Schaltelements S5 an die Abtriebswelle AW koppelbar.
Parallel zur Hauptachse 2 ist eine Nebenachse 3 für ein Vorgelege 4 angeordnet. Das Vorgelege 4 umfasst dabei eine erste Vorgelegewelle VW1, welche als Vollwelle ausgebildet ist und zwei, angeordnet jeweils in einem Teilbereich der ersten Vorgelegewelle VW1 und als Hohlwelle ausgebildete Vorgelegewellen VW2, VW3. Die zweite Vorgelegewelle VW2 ist dabei koaxial und parallel zur ersten Vorgelegewelle VW1 auf deren radialen Außenseite angeordnet. Die dritte Vorgelegewelle VW3 ist dabei koaxial und parallel zur zweiten Vorgelegewelle VW2 auf deren radialen Außenseite angeordnet. Auf der radialen Außenseite der zweiten Vorgelegewelle VW2 ist ein Übertragungselement für die vierte Radebene IV angeordnet. Auf der radialen Außenseite der dritten Vorgelegewelle VW3 ist ein Übertragungselement für die dritte Radebene III angeordnet. Zwischen der Nebenachse 3 und der Hauptachse 2 weist die sechste Radebene VI, welche in Form einer Rückwärtsgangstufe ausgebildet ist, ein Zwischenrad ZR zur Umkehrung der Drehrichtung auf, so dass mittels der Abtriebswelle AW bei gleicher Drehrichtung einer der Eingangswellen EW1, EW2 eine umgekehrte Drehrichtung zur Bereitstellung zumindest eines Rückwärtsgangs ermöglicht wird. Beginnend von der Seite des Antriebs AN weist die Nebenachse 3 zunächst die erste Radebene I auf und weiter die zweite Radebene II, ein drittes Schaltelement S3, ein viertes Schaltelement S4, die dritte Radebene III, die vierte Radebene IV, die sechste Radebene VI und die fünfte Radebene V.
Im Folgenden werden nun die sieben Schaltelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6 und S7 beschrieben. Das erste Schaltelement S1 ist auf der Hauptachse 2 angeordnet und einerseits mit der zweiten Eingangswelle EW2, andererseits mit einer ersten Hohlwelle H1 verbunden und stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der zweiten Eingangswelle EW2 und der ersten Hohlwelle H1 her. Die erste Hohlwelle H1 ist dabei koaxial und parallel zur zweiten Eingangswelle EW2 auf deren radialen Außenseite angeordnet. Auf der ersten Hohlwelle H1 ist ein Übertragungselement angeordnet, welches mit einem Übertragungselement auf der ersten Vorgelegewelle VW1 zur Bildung der ersten Radebene I zusammenwirkt. Das zweite Schaltelement S2 ist auf der Hauptachse 2 angeordnet und einerseits mit der ersten Eingangswelle EW1, andererseits mit einer zweiten Hohlwelle H2 verbunden und stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der ersten Eingangswelle EW1 und der zweiten Hohlwelle H2 her. Die zweite Hohlwelle H2 ist koaxial und parallel zur ersten Eingangswelle EW1 auf deren radialen Außenseite angeordnet. Auf der zweiten Hohlwelle H2 ist ein Übertragungselement angeordnet, welches mit einem Übertragungselement auf der ersten Vorgelegewelle VW1 zur Bildung der zweiten Radebene II zusammenwirkt.
Das dritte Schaltelement S3 ist auf der Nebenachse 3 angeordnet und einerseits mit der ersten Vorgelegewelle VW1, andererseits mit der zweiten zur ersten Vorgelegewelle VW1 koaxial und parallel sowie als Hohlwelle ausgebildeten Vorgelegewelle VW2 verbunden und stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der ersten Vorgelegewelle VW1 und der zweiten Vorgelegewelle VW2 her. Auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 ist ein Übertragungselement angeordnet, welches mit einem Übertragungselement auf der ersten Eingangswelle EW1 zur Bildung der vierten Radebene IV zusammenwirkt. Das vierte Schaltelement S4 ist auf der Nebenachse 3 angeordnet und einerseits mit der zweiten Vorgelegewelle VW2, andererseits mit der dritten Vorgelegewelle VW3 verbunden. Das vierte Schaltelement S4 stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der zweiten Vorgelegewelle VW2 und der dritten Vorgelegewelle VW3 her. Auf der dritten Vorgelegewelle VW3 ist ein Übertragungselement angeordnet, welches mit einem Übertragungselement auf der zweiten Eingangswelle EW2 zur Bildung der dritten Radebene III zusammenwirkt.
Das fünfte Schaltelement S5 ist auf der Hauptachse 2 angeordnet und einerseits mit der ersten Eingangswelle EW1, andererseits mit der Abtriebswelle AW verbunden und stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der ersten Eingangswelle EW1 und der Abtriebswelle AW her.
Das sechste Schaltelement S6 ist auf der Hauptachse 2 angeordnet und einerseits mit der Abtriebswelle AW, andererseits mit einer zur Abtriebswelle AW koaxial und parallel angeordneten dritten Hohlwelle H3 verbunden. Das sechste Schaltelement S6 stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der Abtriebswelle AW und der dritten Hohlwelle H3 her. Auf der dritten Hohlwelle H3 ist ein Übertragungselement angeordnet, welches mit einem Zwischenrad ZR zwischen Hauptachse 2 und Nebenachse 3 und einem Übertragungselement auf der ersten Vorgelegewelle VW1 zur Bildung der sechsten Radebene VI in Form der Rückwärtsgangfahrstufe zusammenwirkt. Das siebte Schaltelement S7 ist einerseits mit der Abtriebswelle AW, andererseits mit einer zur Abtriebswelle AW koaxial und parallel angeordneten vierten Hohlwelle H4 verbunden. Das siebte Schaltelement S7 stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der Abtriebswelle AW und der vierten Hohlwelle H4 her. Auf der vierten Hohlwelle H4 ist ein Übertragungselement angeordnet, welches mit einem Übertragungselement auf der ersten Vorgelegewelle VW1 zur Bildung der fünften Radebene V zusammenwirkt.
Das erste Schaltelement S1 und das zweite Schaltelement S2 auf der Hauptachse 2 sind in einer gemeinsamen ersten Schalteinrichtung SE1 zusammengefasst und mittels einer gemeinsamen ersten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB1 betätigbar. Das dritte Schaltelement S3 und das vierte Schaltelement S4 sind auf der Nebenachse 3 angeordnet, in einer zweiten Schalteinrichtung SE2 zusammengefasst und mittels einer zweiten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB2 betätigbar. Das fünfte Schaltelement S5 ist auf der Hauptachse 2 in einer dritten Schalteinrichtung SE3 angeordnet und mittels einer dritten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB3 betätigbar. Das sechste Schaltelement S6 und das siebte Schaltelement S7 auf der Hauptachse 2 sind in einer gemeinsamen vierten Schalteinrichtung SE4 zusammengefasst und mittels einer gemeinsamen vierten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB4 betätigbar.
Die Schaltelementbetätigungseinrichtungen SB1, SB2 und SB4 bzw. die Schalteinrichtungen SE1, SE2 und SE4 können als Doppelsynchronisierungen ausgeführt sein. Die Schaltelementbetätigungseinrichtung SB3 bzw. die Schalteinrichtung SE3 kann als Einfachsynchronisierung ausgeführt sein.
Insgesamt weist das Getriebe 1 gemäß 1 zwei Eingangswellen EW1, EW2 auf der Hauptachse 2 auf, eine ausgebildet als Vollwelle und die andere koaxial und parallel zu dieser und ausgebildet als Hohlwelle. Auf der zur Hauptachse 2 parallelen Nebenachse 3 sind drei Vorgelegewellen VW1, VW2 und VW3 angeordnet, wobei die erste Vorgelegewelle VW1 als Vollwelle und die zweite Vorgelegewelle VW2 und die dritte Vorgelegewelle VW3 koaxial und parallel zu dieser angeordnet und jeweils als Hohlwelle ausgebildet sind. Weiterhin ist die Abtriebswelle AW als Vollwelle ausgebildet und koaxial und parallel auf der Hauptachse 2 angeordnet. Das Getriebe 1 gemäß 1 umfasst sechs Radebenen I, II, III, IV, V und VI, wobei die sechste Radebene IV als Rückwärtsgangstufe ausgebildet ist. Sämtliche Radebenen I bis VI sind insbesondere als Stirnradstufen mit diskreten Übersetzungen ausgebildet. Pro Radebene I, II, III, IV, V und VI sind jeweils zwei Übertragungselemente, insbesondere in Form von Zahnrädern angeordnet. Die Rückwärtsgangstufe VI umfasst dabei ein zusätzliches Zahnrad in Form eines Zwischenrades ZR zwischen Hauptachse 2 und Nebenachse 3. Insgesamt sind somit 13 Übertragungselemente, insbesondere in Form von Zahnrädern, angeordnet.
Insgesamt können durch die Ausführungsform der 1 durch das Getriebe 1 zumindest sechs Vorwärtsgänge und mindestens vier Rückwärtsgänge zur Verfügung gestellt werden.
2 zeigt ein Getriebe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 2 ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß 1 gezeigt. Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 1 ist beim Getriebe 1 gemäß 2 das sechste Schaltelement S6 nun mit dem fünften Schaltelement S5 in der dritten Schalteinrichtung SE3 zusammengefasst und mittels der dritten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB3 betätigbar. Das sechste Schaltelement S6 ist wiederum mit der dritten Hohlwelle H3 verbunden und stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der ersten Abtriebswelle AW und der dritten Hohlwelle H3 her. Auf der dritten Hohlwelle H3 ist wie in 1 ein Übertragungselement angeordnet, welches mit dem Zwischenrad ZR und einen Übertragungselement auf der ersten Vorgelegewelle VW1 zur Bildung der sechsten Radebene VI zusammenwirkt. Das fünfte Schaltelement S5 und das sechste Schaltelement S6 sind – wie vorstehend ausgeführt – in der dritten Schalteinrichtung SE3 zusammengefasst und mittels der dritten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB3 betätigbar, wohingegen nun das siebte Schaltelement S7 allein in der vierten Schalteinrichtung SE4 angeordnet ist.
In 3a ist eine Schaltmatrix für ein Getriebe 1 gemäß 1 oder 2 dargestellt. Waagerecht sind dabei Spalten für jeweils ein Schaltelement S1 bis S7 sowie für die beiden Kupplungen K1 und K2 dargestellt. Senkrecht hierzu nach unten sind zunächst die sechs Vorwärtsgangstufen, bezeichnet mit den Zahlen 1 bis 6 dargestellt sowie vier Rückwärtsgangstufen, bezeichnet mit R1 bis R4. Die in der Schaltmatrix freigelassenen Einträge, also beispielsweise bei der Vorwärtsgangstufe 1 bei den Schaltelementen S1, S2, S3, S5 und S6 zeigen an, dass das entsprechende Schaltelement geöffnet ist, d.h., dass das Schaltelement hierbei keine Kräfte bzw. kein Drehmoment von den an das Schaltelement angeschlossenen jeweiligen Wellen überträgt. Ein mit einem Kreuz versehener Eintrag in der Schaltmatrix bezeichnet ein entsprechend betätigtes bzw. geschlossenes Schaltelement, also in der Schaltmatrix bei der Vorwärtsgangstufe 1 bei den Schaltelementen S4 und S7.
Um den ersten Gang mittels des Getriebes 1 gemäß 1 oder 2 darzustellen, sind die Kupplung K1 geschlossen und die Kupplung K2 geöffnet und die Schaltelemente S1, S2, S3, S5, und S6 geöffnet und die Schaltelemente S4 und S7 geschlossen. Um den zweiten Gang darzustellen, sind die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen und die Schaltelemente S2, S3, S4, S5, und S6 geöffnet und die Schaltelemente S1 und S7 geschlossen. Um den dritten Gang darzustellen, sind die Kupplung K1 geschlossen und die Kupplung K2 geöffnet und die Schaltelemente S1, S2, S4, S5, und S6 geöffnet und die Schaltelemente S3 und S7 geschlossen. Um den vierten Gang darzustellen, sind die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen und die Schaltelemente S1, S3, S4, S5, und S6 geöffnet und die Schaltelemente S2 und S7 geschlossen. Um den fünften Gang darzustellen, sind die Kupplung K1 geschlossen und die Kupplung K2 geöffnet und die Schaltelemente S1, S2, S3, S4, S6, S7 geöffnet und das Schaltelement S5 geschlossen. Um den sechsten Gang darzustellen, sind die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen und die Schaltelemente S1, S4, S5, S6, S7 geöffnet und die Schaltelemente S2 und S3 geschlossen. Um den ersten Rückwärtsgang R1 darzustellen, sind die Kupplung K1 geschlossen und die Kupplung K2 geöffnet und die Schaltelemente S1, S2, S3, S5, S7 geöffnet und die Schaltelemente S4 und S6 geschlossen. Um den zweiten Rückwärtsgang R2 darzustellen, sind die Kupplung K1 geschlossen und die Kupplung K2 geöffnet und die Schaltelemente S1, S2, S4, S5, S7 geöffnet und die Schaltelemente S3 und S6 geschlossen. Um den dritten Rückwärtsgang R3 darzustellen, sind die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen und die Schaltelemente S2, S3, S4, S5, S7 geöffnet und die Schaltelemente S1 und S6 geschlossen. Um den vierten Rückwärtsgang R4, darzustellen sind die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen und die Schaltelemente S1, S3, S4, S5, S7 geöffnet und die Schaltelemente S2 und S6 geschlossen.
Somit können mittels der Schaltmatrix gemäß 3a zumindest sechs Vorwärtsgänge und zumindest vier Rückwärtsgänge mittels des Getriebes 1 gemäß der 1 oder der 2 zur Verfügung gestellt werden.
In 3b ist eine weitere Schaltmatrix für ein Getriebe 1 gemäß der 1 und der 2 dargestellt. Um den ersten Gang mittels des Getriebes 1 gemäß 1 oder 2 darzustellen, sind die Kupplung K1 geschlossen und die Kupplung K2 geöffnet und die Schaltelemente S1, S2, S3, S5, S6 geöffnet und die Schaltelemente S4 und S7 geschlossen. Um den zweiten Gang darzustellen, sind die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen und die Schaltelemente S1, S3, S4, S5, S6 geöffnet und die Schaltelemente S2 und S7 geschlossen. Um den dritten Gang darzustellen, sind 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. Um den vierten Gang darzustellen, sind 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 fünften Gang darzustellen, sind die Kupplung K1 geschlossen und die Kupplung K2 geöffnet und die Schaltelemente S1, S2, S3, S4, S6, S7 geöffnet und das Schaltelement S5 geschlossen. Um den sechsten Gang darzustellen, sind die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen und die Schaltelemente S2, S4, S5, S6, S7 geöffnet und die Schaltelemente S1 und S3 geschlossen. Um den ersten Rückwärtsgang R1 darzustellen, sind die Kupplung K1 geschlossen und die Kupplung K2 geöffnet und die Schaltelemente S1, S2, S3, S5, S7 geöffnet und die Schaltelemente S4 und S6 geschlossen. Um den zweiten Rückwärtsgang R2 darzustellen, sind die Kupplung K1 geschlossen und die Kupplung K2 geöffnet und die Schaltelemente S1, S2, S4, S5, S7 geöffnet und die Schaltelemente S3 und S6 geschlossen. Um den dritten Rückwärtsgang R3 darzustellen, sind die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen und die Schaltelemente S2, S3, S4, S5, S7 geöffnet und die Schaltelemente S1 und S6 geschlossen. Um den vierten Rückwärtsgang R4 darzustellen, sind die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen und die Schaltelemente S1, S3, S4, S5, S7 geöffnet und die Schaltelemente S2 und S6 geschlossen.
Somit können mittels der Schaltmatrix gemäß 3b zumindest sechs Vorwärtsgänge und zumindest vier Rückwärtsgänge mittels des Getriebes 1 gemäß der 1 oder der 2 zur Verfügung gestellt werden.
4a zeigt ein Getriebe gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 4a ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß 1 gezeigt. Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 1 sind beim Getriebe 1 gemäß 4a die fünfte Radebene V und die sechste Radebene VI hinsichtlich ihrer Position entlang der Hauptachse 2 bzw. der Nebenachse 3 vertauscht angeordnet. Das Übertragungselement der fünften Radebene V auf der Hauptachse 2 ist nun mit der dritten Hohlwelle H3 verbunden und mittels des siebten Schaltelements S7 mit der Abtriebswelle AW koppelbar. Das Übertragungselement der sechsten Radebene VI auf der Hauptachse 2 ist nun mit der vierten Hohlwelle H4 verbunden. Nach wie vor ist zwischen den beiden Übertragungselementen der sechsten Radebene VI zwischen der Hauptachse 2 und der Nebenachse 3 das Zwischenrad ZR angeordnet. Das sechste Schaltelement S6 ist nun einerseits mit der Abtriebswelle AW, andererseits mit der vierten Hohlwelle H4 verbunden und stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der vierten Hohlwelle H4 und der Abtriebswelle AW her.
4b zeigt ein Getriebe gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 4b ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß 1 gezeigt. Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 1 ist beim Getriebe 1 gemäß 4b die vierte Schalteinrichtung SE4 anstelle auf der Hauptachse 2 nun auf der Nebenachse 3 angeordnet. Das sechste Schaltelement S6 ist nun einerseits mit der ersten Vorgelegewelle VW1, andererseits mit einer vierten Vorgelegewelle VW4 verbunden. Die vierte Vorgelegewelle VW4 ist parallel und koaxial zur ersten Vorgelegewelle VW1 angeordnet und als Hohlwelle ausgebildet. Auf der vierten Vorgelegewelle VW4 ist ein Übertragungselement angeordnet, welches mit einem Übertragungselement auf der Abtriebswelle AW auf der Hauptachse 2 und dem Zwischenrad ZR zur Bildung der sechsten Radebene VI in Form der Rückwärtsgangstufe zusammenwirkt. Das siebte Schaltelement S7 ist nun einerseits mit der ersten Vorgelegewelle VW1, andererseits mit einer fünften Vorgelegewelle VW5 verbunden. Die fünfte Vorgelegewelle VW5 ist parallel und koaxial zur ersten Vorgelegewelle VW1 angeordnet und als Hohlwelle ausgebildet. Auf der fünften Vorgelegewelle VW5 ist ein Übertragungselement angeordnet, welches mit einem Übertragungselement auf der Abtriebswelle AW zur Bildung der fünften Radebene V zusammenwirkt. Das sechste Schaltelement S6 und das siebte Schaltelement S7 sind mittels der vierten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB4 betätigbar und in der vierten Schalteinrichtung SE4 zusammengefasst.
5 zeigt ein Getriebe gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 5 ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß der 2 gezeigt. Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 2 ist beim Getriebe 1 gemäß 5 die vierte Schalteinrichtung SE4 anstelle auf der Hauptachse 2 nun auf der Nebenachse 3 angeordnet. Das siebte Schaltelement S7 ist nun einerseits mit der ersten Vorgelegewelle VW1, andererseits mit einer vierten Vorgelegewelle VW4 verbunden. Die vierte Vorgelegewelle VW4 ist parallel und koaxial zur ersten Vorgelegewelle VW1 angeordnet und als Hohlwelle ausgebildet. Auf der vierten Vorgelegewelle VW4 ist ein Übertragungselement angeordnet, welches mit einem Übertragungselement auf der Abtriebswelle AW zur Bildung der fünften Radebene V zusammenwirkt. Das siebte Schaltelement S7 auf der Nebenachse 3 ist mittels der vierten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB4 der vierten Schalteinrichtung SE4 betätigbar.
6 zeigt ein Getriebe gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 6 ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß 1 gezeigt. Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 1 umfasst das Getriebe 1 gemäß 6 eine elektrische Maschine EM zur Hybridisierung des Getriebes 1. Die elektrische Maschine EM ist über eine Welle und einem mit der Welle verbundenen Übertragungselement mit dem Übertragungselement auf der Nebenachse 3 der ersten Radebene I verbunden. Auf diese Weise kann die elektrische Maschine EM Kraft und Drehmomente auf das Übertragungselement der ersten Radebene I auf der Nebenachse 3 und somit auf die erste Vorgelegewelle VW1 übertragen und eine Hybridisierung des Getriebes 1 bereitstellen. Die Anbindung bzw. Ankopplung der elektrischen Maschine EM an das Getriebe 1 kann insbesondere ebenfalls auch an den Übertragungselementen der zweiten Radebene II, der dritten Radebene III, der fünften Radebene V sowie der sechsten Radebene VI erfolgen, also vorzugsweise an denjenigen Übertragungselementen auf der Nebenachse 3, welche auf der ersten Vorgelegewelle VW1, welche als Vollwelle ausgebildet ist, angeordnet sind.
Insgesamt können die Schaltelemente S1 bis S7 beim Getriebe 1 gemäß den 1 bis 6 auch als Koppeleinrichtungen bezeichnet werden und insbesondere als Synchronisierungen ausgebildet sein. Die Schaltelementbetätigungseinrichtungen SE1, SE2, SE3 und SE4 können als Doppelsynchronisierungen im Fall zweier Schaltelemente ausgebildet sein oder im Fall von einem Schaltelement als Einfachsynchronisierung. Die Übertragungselemente können insbesondere beim Getriebe 1 gemäß den 1 bis 6 sowohl fest als auch lose mit der jeweiligen Welle, insbesondere mit den Eingangswellen EW1, EW2 und/ oder zumindest einer der Vorgelegewellen VW1, VW3, VW4 und VW5 und/oder mit den Hohlwellen H1, H2, H3 oder H4 angeordnet oder verbunden werden. Die Übertragungselemente können dabei insbesondere in Form von Zahnrädern, vorzugsweise als Stirnräder ausgebildet sein, so dass die Radebenen I, II, III, IV, V und VI Stirnradstufen darstellen. Zur Bereitstellung verschiedener Vorwärts- und Rückwärtsgänge, also verschiedener Übersetzungen, können die Stirnradstufen, insbesondere deren Zahnräder, dementsprechend unterschiedliche Übersetzungen umfassen.
Weiter kann die erste Radebene I mittels zumindest einem Schaltelement an zumindest eine der Eingangswellen EW1, EW2 gekoppelt werden. Die Übertragungselemente der zweiten Radebene II und der dritten Radebene III auf der Hauptachse 2 sind mit der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Eingangswelle EW2 fest verbunden und mittels des zweiten Schaltelementes S2 an die erste Eingangswelle EW1 koppelbar. Die fünfte Radebene V und die sechste Radebene VI sind mittels zumindest einem der Schaltelemente S6, S7 an die Abtriebswelle AW koppelbar. Die erste Eingangswelle EW1, welche als Vollwelle ausgeführt ist, ist mittels des fünften Schaltelementes S5 an die Abtriebswelle AW koppelbar. Die vierte Radebene IV ist mittels des vierten Schaltelementes S4 an die erste Vorgelegewelle VW1, welche als Vollwelle ausgebildet ist, koppelbar. Das Übertragungselement der dritten Radebene III auf der Nebenachse 3 ist mittels des vierten Schaltelementes S4 an die zur ersten Vorgelegewelle VW1 koaxial gelagerte zweite Vorgelegewelle VW2, welche als Hohlwelle ausgebildet ist, und mit der das Übertragungselement der vierten Radebene IV fest verbunden ist, koppelbar bzw. verbindbar.
Beim Getriebe 1 gemäß den 1 bis 6 können das erste Schaltelement S1 der ersten Radebene I, das zweite Schaltelement S2 der zweiten und dritten Radebene II, III, das dritte Schaltelement S3 der vierten Radebene IV, das vierte Schaltelement S4 der dritten Radebene III, das fünfte Schaltelement S5 den beiden Eingangswellen EW1, EW2 und der Abtriebswelle AW, das sechste Schaltelemente S6 der sechsten Radebene VI in Form der Rückwärtsgangstufe und das siebte Schaltelement S7 der fünften Radebene V zugeordnet werden.
Zusammenfassend bietet die vorliegende Erfindung unter anderem den Vorteil, dass eine Verringerung der mechanischen Spreizung durch Windung des ersten Vorwärtsgangs ermöglicht wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Getriebe eine gute Lastschaltfähigkeit und eine gute Hybridisierfähigkeit aufweist. Ein weiterer Vorteil ist, dass bei insgesamt sechs Radebenen I bis VI zumindest sechs Vorwärtsgänge und zumindest vier Rückwärtsgänge zur Verfügung gestellt werden, insbesondere bei lediglich sieben Schaltelementen und/oder lediglich vier Aktuatoren in Form der Schalteinrichtungen SE1 bis SE4 zur Betätigung der sieben Schaltelemente S1 bis S7.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
Das Getriebe 1 gemäß den 1 bis 6 kann durch unterschiedliche Positionierungen der Radebenen und/oder der Schaltelemente funktionsgleich umgestaltet werden. Hierzu können die Schaltelemente, insbesondere ausgebildet als Synchronisierungen, wie vorstehend erwähnt, den Radebenen bzw. den Wellen zugeordnet werden.
Die Schaltmatrizen gemäß den 3a und 3b verändern sich somit durch eine Neuanordnung der Radebenen und/ oder der Schaltelemente und/ oder der Schalteintungen nicht.
Bezugszeichenliste

1: Getriebe
2: Hauptachse
3: Nebenachse
4: Vorgelege
I, II, III, IV, V, VI: Radebene
AW: Abtriebswelle
EW1, EW2: Eingangswelle
H1, H2, H3, H4: Hohlwelle
K1, K2: Kupplung
S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7: Schaltelement
SB1, SB2, SB3, SB4: Schaltelementbetätigungseinrichtung
SE1, SE2, SE3, SE4: Schalteinrichtung
VW1, VW2, VW3, VW4, VW5: Vorgelegewelle
ZR: Zwischenrad
AN: Antrieb
AB: Abtrieb
EM: elektrische Maschine

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 102006054281 A1 [0005]
DE 102010030569 A1 [0026]

Claims

Getriebe (1), insbesondere Doppelkupplungsgetriebe, für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest zwei Teilgetriebe, wobei jedes der Teilgetriebe zumindest eine Eingangswelle (EW1, EW2) umfasst, und wobei eine Ausgangswelle als Abtriebswelle (AW) beider Teilgetriebe angeordnet ist, wobei die zumindest eine Eingangswelle (EW1, EW2) auf einer Hauptachse (2) und die Abtriebswelle (AW) auf der Hauptachse (2) oder auf einer, insbesondere zur Hauptachse (2) parallelen, Nebenachse (3) angeordnet ist, und wobei ein Vorgelege (4) mit zumindest einer Vorgelegewelle (VW1, VW2, VW3, VW4, VW5) angeordnet ist, wobei die zumindest eine Vorgelegewelle (VW1, VW2, VW3, VW4, VW5) 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 zumindest einem Schaltelement (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7) mit der Abtriebswelle (AW) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass N Schalteinrichtungen (SE1, SE2, SE3, SE4) angeordnet sind, wobei N eine ganze Zahl größer oder gleich Drei ist, und dass jeweils zumindest eine der N Schalteinrichtungen (SE2) auf der Nebenachse (3) und zumindest zwei der N Schalteinrichtungen (SE1, SE3) auf der Hauptachse (2) angeordnet sind, und dass das Vorgelege (4) zumindest drei Vorgelegewellen (VW1, VW2, VW3, VW4, VW5) umfasst, wobei mittels der zumindest einen Schalteinrichtung (SE2) auf der Nebenachse (3) jeweils zwei Vorgelegewellen (VW1, VW2, VW3) miteinander verbindbar sind.
Getriebe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass N eine gerade Zahl ist und jeweils N/2 Schalteinrichtungen (SE1, SE3; SE2, SE4) auf der Hauptachse (2) und auf der Nebenachse (3) angeordnet sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der Eingangswellen (EW1, EW2) koaxial zueinander und/ oder zumindest zwei der Vorgelegewellen (VW1, VW2, VW3; VW1, VW4, VW5) koaxial zueinander angeordnet sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl N gleich Vier ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Eingangswellen (EW1, EW2) und/ oder zumindest eine der Vorgelegewellen (VW1, VW2, VW3, VW4, VW5) als Hohlwelle und die jeweils andere Welle als Vollwelle ausgebildet ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest drei Radebenen (I, II, III) mittels zumindest einem Schaltelement (S1, S2) auf der Hauptachse (2) mit zumindest einer der Eingangswellen (EW1, EW2) verbindbar sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Radebene (VI) als Rückwärtsgangstufe ausgebildet ist.
Getriebe gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwärtsgangstufe (VI) mittels zumindest einer der N Schalteinrichtungen (SE1, SE2, SE3, SE4) betätigbar ist, wobei die zumindest eine Schalteinrichtung (SE4) benachbart zur Seite des Abtriebs (AB) im Getriebe (1) angeordnet ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 7–8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwärtsgangstufe (VI) als erste Radebene drehmomentaufwärts von der Seite des Abtriebs (AB) im Getriebe (1) angeordnet ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Maschine (EM) an zumindest einer Radebene (I, II, III, IV, V, VI) und/ oder an zumindest einer Vorgelegewelle (VW1, VW2, VW3, VW4, VW5) und/ oder an zumindest einer der Eingangswellen (EW1, EW2) zur Hybridisierung des Getriebes (1) angeordnet ist.
Getriebe gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (EM) an zumindest einer der Radebenen (I, II, V, VI) angeordnet ist, welche mit einer Vorgelegewelle (VW1), ausgebildet als Vollwelle, verbunden sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–11, dadurch gekennzeichnet, dass Übertragungselemente zumindest zweier Radebenen (III, IV), insbesondere zumindest dreier Radebenen (III, IV, V; III, IV, VI)) auf der Nebenachse (3) mit einer als Hohlwelle ausgebildeten Vorgelegewelle (VW2, VW3, VW4, VW5) fest verbunden sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–12, dadurch gekennzeichnet, dass die N Schalteinrichtungen (SE1, SE2, SE3, SE4) und die zumindest zwei Radebenen (I, II, III, IV, V, VI), vorzugsweise sechs Radebenen (I, II, III, IV, V, VI), so angeordnet sind, dass mindestens sechs Vorwärtsgänge und mindestens vier Rückwärtsgänge durch das Getriebe (1) darstellbar sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Radebenen (V, VI) an die Abtriebswelle (AW) koppelbar sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 7–14, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwärtsgangstufe (VI) zwischen zwei Schaltelementen (S5, S6) angeordnet ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtungen (SE1, SE2, SE3, SE4) symmetrisch und/ oder periodisch abwechselnd hinsichtlich ihrer Position entlang von Hauptachse (2) und Nebenachse (3) zwischen der Seite des Antriebs (AN) und der Seite des Abtriebs (AB) angeordnet sind.
Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personen- oder eine Lastkraftwagen, mit einem Getriebe (1) gemäß einem der Ansprüche 1–16.