DE102012206631B4

DE102012206631B4 - Doppelkupplungs-Mehrganggetriebe

Info

Publication number: DE102012206631B4
Application number: DE102012206631.4A
Authority: DE
Inventors: Edward W. Mellet; Scott H. Wittkopp; Craig S. Ross
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2012-04-23
Publication date: 2015-04-09
Anticipated expiration: 2032-04-24
Also published as: US8534150B2; CN102758886A; DE102012206631A1; CN102758886B; US20120272761A1

Abstract

Getriebe, umfassend: ein Getriebegehäuse; eine Doppelkupplungsanordnung, die ein Kupplungsgehäuse aufweist, das mit einem Schwungrad einer Maschine verbindbar ist, wobei das Kupplungsgehäuse in dem Getriebegehäuse drehbar gelagert ist; einen ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten und siebten Zahnradsatz, wobei jeder der Zahnradsätze ein erstes Zahnrad in Kämmung mit einem zweiten Zahnrad umfasst, und wobei der erste Zahnradsatz ein drittes Zahnrad in Kämmung mit dem zweiten Zahnrad umfasst und der sechste Zahnradsatz ein drittes Zahnrad in Kämmung mit dem ersten Zahnrad umfasst; ein erstes Getriebeeingangswellenelement, das in dem Getriebegehäuse drehbar gelagert ist, und wobei die ersten Zahnräder des fünften, sechsten und siebten Zahnradsatzes drehfest zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Getriebeeingangswellenelement verbunden sind; ein zweites Getriebeeingangswellenelement, das in dem Getriebegehäuse drehbar gelagert ist, wobei die ersten Zahnräder des ersten, zweiten, dritten und vierten Zahnradsatzes drehfest zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Getriebeeingangswellenelement verbunden sind, und wobei das zweite Getriebeeingangswellenelement konzentrisch mit dem ersten Getriebeeingangswellenelement ist und das erste Getriebeeingangswellenelement zumindest teilweise umgibt; eine erste Vorgelegewelle, die in dem Getriebegehäuse drehbar gelagert ist und von dem ersten und zweiten Getriebeeingangswellenelement beabstandet ist und parallel zu diesen liegt, wobei jedes der zweiten Zahnräder des ersten, zweiten, dritten, sechsten und siebten Zahnradsatzes selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle verbindbar ist; eine zweite Vorgelegewelle, die in dem Getriebegehäuse drehbar gelagert ist und von dem ersten und zweiten Getriebeeingangswellenelement beabstandet ist und parallel zu diesen liegt, wobei jedes der zweiten Zahnräder des vierten und fünften Zahnradsatzes und der dritten Zahnräder des ersten und sechsten Zahnradsatzes selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle verbindbar ist; und fünf Synchronanordnungen jeweils zum selektiven Koppeln von zumindest einem der Zahnräder des ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten und siebten Zahnradsatzes mit zumindest einer von der ersten Vorgelegewelle und der zweiten Vorgelegewelle, und ...

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft Getriebe und genauer ein kompaktes Doppelkupplungsgetriebe, das drei Drehachsen aufweist, um zumindest neun Gänge, die einen Rückwärtsgang einschließen, herzustellen.
Die Aussagen in diesem Abschnitt bieten lediglich Hintergrundinformationen, die mit der vorliegenden Offenbarung in Beziehung stehen, und brauchen keinen Stand der Technik zu bilden.
Ein typisches Mehrganggetriebe mit Vorgelegewellen und koplanaren Zahnradsätzen verwendet Vorgelegewellenzahnräder mit einem unterschiedlichen, dedizierten Zahnradpaar oder -satz, um jeden Vorwärtsgang zu erreichen. Dementsprechend beträgt die bei dieser typischen Konstruktion erforderliche Gesamtzahl von Zahnrädern das Zweifache der Zahl von Vorwärtsgängen plus drei für Rückwärts. Dies benötigt eine große Zahl von erforderlichen Zahnradpaaren, insbesondere in Getrieben, die eine relativ große Zahl von Vorwärtsgängen aufweisen.
Obgleich gegenwärtige Getriebe ihren vorgesehenen Zweck erfüllen, ist der Bedarf für neue und verbesserte Getriebekonfigurationen, die ein verbessertes Leistungsvermögen, insbesondere von den Standpunkten des Wirkungsgrades, des Ansprechvermögens und des ruhigen Betriebes aus, sowie einen verbesserten Bauraum, primär reduzierte Größe und reduziertes Gewicht, zeigen, im Wesentlichen konstant. Dementsprechend besteht in der Technik Bedarf an einem Getriebe, das einen verbesserten Bauraum aufweist, während es die gewünschten Übersetzungsverhältnisse und Drehmomentbereiche bereitstellt.
DE 10 2004 020 955 A1 offenbart Sechs- und Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe mit koaxial zu den Antriebswellen angeordneten Synchroneinrichtungen.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Getriebe bereit, das ein Getriebegehäuse, eine Doppelkupplung, einen ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten und siebten Zahnradsatz, eine erste und zweite Getriebeeingangswelle oder ein erstes und zweites Getriebeeingangswellenelement, eine erste und zweite Vorgelegewelle, ein erstes und zweites Übertragungszahnrad, ein Ausgangszahnrad und fünf Synchronanordnungen aufweist.
Die Doppelkupplungsanordnung der vorliegenden Erfindung weist ein Kupplungsgehäuse auf, das mit einem Schwungrad einer Maschine verbindbar ist. Das Kupplungsgehäuse ist in dem Getriebegehäuse drehbar gelagert.
Bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen der erste, zweite, dritte, vierte, fünfte, sechste und siebte Zahnradsatz jeweils ein erstes Zahnrad in Kämmung mit einem zweite Zahnrad. Ferner umfasst der erste Zahnradsatz ein drittes Zahnrad in Kämmung mit dem zweiten Zahnrad, und der sechste Zahnradsatz umfasst ein drittes Zahnrad in Kämmung mit dem ersten Zahnrad.
Die erste Getriebeeingangswelle gemäß Erfindung ist in dem Getriebegehäuse drehbar gelagert. Die ersten Zahnräder des fünften, sechsten und siebten Zahnradsatzes sind drehfest zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Getriebeeingangswelle verbunden.
Bei der vorliegenden Erfindung ist das zweite Getriebeeingangswellenelement in dem Getriebegehäuse drehbar gelagert. Die ersten Zahnräder des ersten, zweiten, dritten und vierten Zahnradsatzes sind drehfest zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Getriebeeingangswelle verbunden, und das zweite Getriebeeingangswellenelement ist konzentrisch mit der ersten Getriebeeingangswelle und umgibt die erste Getriebeeingangswelle zumindest teilweise.
Bei der vorliegenden Erfindung ist die erste Vorgelegewelle in dem Getriebegehäuse drehbar gelagert und von dem ersten und zweiten Getriebeeingangswellenelement beabstandet und parallel zu diesen gelegen. Jedes der zweiten Zahnräder des ersten, zweiten, dritten, sechsten und siebten Zahnradsatzes ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle verbindbar.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das erste Übertragungszahnrad fest zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle verbunden.
Bei der vorliegenden Erfindung ist die zweite Vorgelegewelle in dem Getriebegehäuse drehbar gelagert und von dem ersten und zweiten Getriebeeingangswellenelement beabstandet und parallel zu diesen gelegen. Jedes der zweiten Zahnräder des vierten und fünften Zahnradsatzes und der dritten Zahnräder des ersten und sechsten Zahnradsatzes ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle verbindbar.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein zweites Übertragungszahnrad fest zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle verbunden.
Dabei ist das Ausgangszahnrad zur Rotation in dem Getriebegehäuse gelagert [engl.: ”support”], wobei das erste und zweite Übertragungszahnrad jeweils unabhängig mit dem Ausgangszahnrad kämmen.
Dabei koppeln die fünf Synchronanordnungen zumindest eines der Zahnräder des ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten und siebten Zahnradsatzes jeweils selektiv mit zumindest einer von der ersten Vorgelegewelle und der zweiten Vorgelegewelle.
Dabei verbindet die selektive Einrückung der Doppelkupplungsanordnung das Doppelkupplungsgehäuse mit zumindest einer von der ersten und zweiten Getriebeeingangswelle, und die selektive Einrückung von zumindest einer der fünf Synchronanordnungen überträgt Drehmoment von zumindest einer von der ersten und zweiten Getriebeeingangswelle auf das Ausgangszahnrad durch zumindest eines von dem ersten und zweiten Übertragungszahnrad, um zumindest einen von acht Vorwärtsgängen und zumindest einen Rückwärtsgang zu erreichen.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbindet eine erste der fünf Synchronanordnungen selektiv das zweite Zahnrad des ersten Zahnradsatzes mit der ersten Vorgelegewelle und das zweite Zahnrad des zweiten Zahnradsatzes mit der ersten Vorgelegewelle.
In einer nochmals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbindet eine zweite der fünf Synchronanordnungen selektiv das dritte Zahnrad des ersten Zahnradsatzes mit der zweiten Vorgelegewelle und das zweite Zahnrad des vierten Zahnradsatzes mit der zweiten Vorgelegewelle.
In einer nochmals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbindet eine dritte der fünf Synchronanordnungen selektiv das zweite Zahnrad des dritten Zahnradsatzes mit der ersten Vorgelegewelle.
In einer nochmals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbindet eine vierte der fünf Synchronanordnungen selektiv das zweite Zahnrad des fünften Zahnradsatzes mit der zweiten Vorgelegewelle und das dritte Zahnrad des sechsten Zahnradsatzes mit der zweiten Vorgelegewelle.
In einer nochmals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbindet eine fünfte der fünf Synchronanordnungen selektiv das zweite Zahnrad des sechsten Zahnradsatzes mit der ersten Vorgelegewelle und das zweite Zahnrad des siebten Zahnradsatzes mit der ersten Vorgelegewelle.
In einer nochmals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt der erste Zahnradsatz benachbart zu der Doppelkupplungsanordnung, der zweite Zahnradsatz liegt benachbart zu dem ersten Zahnradsatz, der dritte Zahnradsatz liegt benachbart zu dem zweiten Zahnradsatz, der vierte Zahnradsatz liegt benachbart zu dem dritten Zahnradsatz, der fünfte Zahnradsatz liegt benachbart zu dem vierten Zahnradsatz, der sechste Zahnradsatz liegt benachbart zu dem fünften Zahnradsatz und der siebte Zahnradsatz ist zwischen einer Endwand des Getriebegehäuses und dem sechsten Zahnradsatz angeordnet.
In einer nochmals anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liefert der erste Zahnradsatz einen zweiten Vorwärtsgang und einen Rückwärtsgang, der zweite Zahnradsatz liefert einen sechsten Vorwärtsgang, der dritte Zahnradsatz liefert einen vierten Gang, der vierte Zahnradsatz liefert einen achten Vorwärtsgang, der fünfte Zahnradsatz liefert einen siebten Vorwärtsgang, der sechste Zahnradsatz liefert einen dritten und einen fünften Vorwärtsgang, und der siebte Zahnradsatz liefert einen ersten Vorwärtsgang.
Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird, leicht deutlich werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist ein schematisches Schaubild einer Ausführungsform eines Achtganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Mehrganggetriebe allgemein durch Bezugszeichen 10 angegeben. Das Getriebe 10 umfasst ein Eingangswellenelement 12, ein Ausgangselement 14 und eine Zahnradanordnung 20. Das Eingangswellenelement 12 kann von dem Getriebe 10 getrennt sein und einen Teil von einem Schwungrad oder anderen Ausgang einer Maschine (die nicht gezeigt ist) bilden oder mit diesen verbunden sein. Das Ausgangselement 14 wird durch eine Achsantriebsanordnung 16 drehbar angetrieben. Genauer umfasst die Achsantriebsanordnung 16 einen ersten Differenzialzahnradsatz 17a, der mit einem Differenzialgehäuse 19 gekoppelt und in diesem gelagert ist. Der erste Differenzialzahnradsatz 17a kämmt mit einem zweiten Differenzialzahnradsatz 17b, der zur gemeinsamen Rotation an Ausgangselement 14 gelagert ist.
Das Getriebe 10 umfasst ein Gehäuse 21, das die Zahnradanordnung 20 zumindest teilweise umschließt. Das Gehäuse 21 umfasst Endwände 23 und 25. Endwand 23 ist an einer Vorder- oder Maschinenseite des Getriebes 10 nahe bei der Doppelkupplungsanordnung 32 gelegen, und Endwand 25 ist auf einer entgegengesetzten Seite des Getriebes nahe bei dem Differenzial oder der Achsantriebsanordnung gelegen. Die Zahnradanordnung 20 umfasst verschiedene Wellen oder Wellenelemente, koplanare kämmende Zahnradsätze, eine Doppelkupplungsanordnung und selektiv einrückbare Synchroneinrichtungen, wie es hierin beschrieben wird. Zum Beispiel umfasst die Zahnradanordnung 20 eine erste Getriebeeingangswelle oder ein erstes Getriebeeingangswellenelement 22, eine zweite Getriebeeingangswelle oder ein zweites Getriebeeingangswellenelement 24, eine erste Vorgelegewelle 28 und eine zweite Vorgelegewelle 30. Die zweite Getriebeeingangswelle oder das zweite Getriebeeingangswellenelement 24 ist eine Hohlwelle, die konzentrisch mit der ersten Getriebeeingangswelle oder dem ersten Getriebeeingangswellenelement 22 ist und über dieser bzw. diesem liegt. Die erste und zweite Vorgelegewelle 28, 30 sind von dem ersten und zweiten Getriebeeingangswellenelement 22, 24 beabstandet und liegen parallel zu diesen. Außerdem sind die erste und zweite Vorgelegewelle 28, 30 durch zusätzliche Zahnräder und/oder Wellen (nicht gezeigt) mit einer Achsantriebsanordnung (nicht gezeigt) verbindbar, die ausgestaltet ist, um ein Paar Straßenräder (nicht gezeigt) anzutreiben. Die erste und zweite Getriebeeingangswelle 22, 24 und die Ausgangswelle 14 definieren eine erste Drehachse i, die erste Vorgelegewelle 28 definiert eine zweite Drehachse j und die zweite Vorgelegewelle 30 definiert eine dritte Drehachse k.
Eine Doppelkupplungsanordnung 32 ist zwischen das Eingangswellenelement 12 und das erste und zweite Getriebeeingangswellenelement 22, 24 schaltbar. Die Doppelkupplungsanordnung 32 umfasst ein Kupplungsgehäuse 34, das zur gemeinsamen Rotation mit dem Eingangswellenelement 12 verbindbar ist. Die Doppelkupplungsanordnung 32 könnte eine Trocken- oder eine Nasskupplungsanordnung sein. Ferner weist die Doppelkupplungsanordnung 32 ein erstes und zweites Kupplungselement oder Naben 36 und 38 auf. Die Kupplungselemente 36 und 38 sind zusammen mit dem Kupplungsgehäuse 34 ausgestaltet, um eine Reibkupplung, wie sie in der Technik bekannt ist, als Doppelkupplung zu bilden. Genauer sind an den Kupplungselementen 36, 38 und dem Kupplungsgehäuse 34 Reibplatten montiert oder auf andere Weise damit gekoppelt, die Wechselwirken, um eine Reibkupplung zu bilden. Das Kupplungselement 36 ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Getriebeeingangswelle oder dem ersten Getriebeeingangswellenelement 22 verbunden, und das Kupplungselement 38 ist zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Getriebeeingangswelle oder dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 24 verbunden. Somit verbindet die selektive Einrückung des Kupplungselements 36 mit dem Kupplungsgehäuse 34 das Eingangswellenelement 12 zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Getriebeeingangswellenelement 22. Die selektive Einrückung des Kupplungselements 38 mit dem Kupplungsgehäuse 34 verbindet das Eingangswellenelement 12 zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 24.
Die Zahnradanordnung 20 umfasst auch mehrere koplanare kämmende Zahnradsätze 40, 50, 60, 70, 80, 90 und 100. Die koplanaren Zahnradsätze 50, 60, 70, 80 und 100 umfassen kämmende Zahnradpaare: Zahnrad 52 und Zahnrad 54, Zahnrad 62 und Zahnrad 64, Zahnrad 72 und Zahnrad 74, Zahnrad 82 und Zahnrad 84 bzw. Zahnrad 102 und Zahnrad 104. Die koplanaren Zahnradsätze 40 und 90 umfassen drei kämmende Zahnräder, und zwar jeweils: Zahnrad 42 kämmt mit Zahnrädern 44 und Zahnrad 44 kämmt mit Zahnrad 46 und Zahnrad 92 kämmt mit Zahnrädern 94 und 96. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Zahnräder 42, 52, 62 und 72 an dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 24 angebracht und drehfest zur gemeinsamen Rotation mit diesem verbunden. Die Zahnräder 82, 92 und 102 sind an dem ersten Getriebeeingangswellenelement 22 angebracht und drehfest zur gemeinsamen Rotation mit diesem verbunden. Im Gegensatz dazu sind die Zahnräder 46, 74, 84 und 96 selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 30 verbindbar. Darüber hinaus sind die Zahnräder 44, 54, 64, 94 und 104 selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 28 verbindbar.
Genauer umfasst der koplanare Zahnradsatz 40 Zahnrad 42, Zahnrad 44 und Zahnrad 46. Zahnrad 42 ist drehfest und zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Getriebeeingangswelle 24 verbunden und kämmt mit Zahnrad 44. Zahnrad 44 ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Vorgelegewellenelement 28 verbindbar. Zahnrad 46 ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 30 verbindbar. Zahnrad 46 kämmt mit Zahnrad 44. Zahnradsatz 40 ist benachbart zu der Endwand 23 angeordnet.
Der koplanare Zahnradsatz 50 umfasst Zahnrad 52 und Zahnrad 54. Zahnrad 52 ist drehfest und zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 24 verbunden und kämmt mit Zahnrad 54. Zahnrad 54 ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 28 verbindbar. Zahnradsatz 50 ist benachbart zu Zahnradsatz 40 angeordnet.
Der koplanare Zahnradsatz 60 umfasst Zahnrad 62 und Zahnrad 64. Zahnrad 62 ist drehfest und zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 24 verbunden und kämmt mit Zahnrad 64. Zahnrad 64 ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 28 verbindbar. Zahnradsatz 60 ist benachbart zu Zahnradsatz 50 angeordnet.
Der koplanare Zahnradsatz 70 umfasst Zahnrad 72 und Zahnrad 74. Zahnrad 72 ist drehfest und zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 24 verbunden und kämmt mit Zahnrad 74. Zahnrad 74 ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Vorgelegewellenelement 30 verbindbar. Zahnradsatz 70 ist benachbart zu dem Zahnradsatz 60 angeordnet.
Der koplanare Zahnradsatz 80 umfasst Zahnrad 82 und Zahnrad 84. Zahnrad 82 ist drehfest und zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Getriebeeingangswellenelement 22 verbunden und kämmt mit Zahnrad 84. Zahnrad 84 ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 30 verbindbar. Zahnradsatz 80 ist benachbart zu Zahnradsatz 70 angeordnet.
Der koplanare Zahnradsatz 90 umfasst Zahnrad 92, Zahnrad 94 und Zahnrad 96. Zahnrad 92 ist drehfest und zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Getriebeeingangswellenelement 22 verbunden und kämmt mit Zahnrad 94 und Zahnrad 96. Zahnrad 94 ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 28 verbindbar. Zahnrad 96 ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 30 verbindbar. Zahnradsatz 90 ist benachbart zu Zahnradsatz 80 angeordnet.
Der koplanare Zahnradsatz 100 umfasst Zahnrad 102 und Zahnrad 104. Zahnrad 102 ist drehfest und zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Getriebeeingangswellenelement 22 verbunden und kämmt mit Zahnrad 104. Zahnrad 104 ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 28 verbindbar. Zahnradsatz 100 ist zwischen Zahnradsatz 90 und der Endwand 25 angeordnet.
Ferner ist ein erstes Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 110 drehfest und zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 28 verbunden. Ein zweites Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 112 ist drehfest und zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 30 verbunden. Das erste Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 110 und das zweite Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 112 sind jeweils ausgestaltet, um mit einem Ausgangsübertragungszahnrad 114a zu kämmen. Jedoch kämmen das erste Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 110 und das zweite Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 112 nicht miteinander. Das erste Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 110 ist zwischen Zahnrad 104 und Endwand 25 angeordnet. Das zweite Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 112 ist zwischen Zahnrad 96 und Endwand 25 angeordnet. Das Ausgangsübertragungszahnrad 114a ist koplanar mit dem ersten und zweiten Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 110, 112 und zwischen dem Zahnradsatz 100 und der Endwand 25 angeordnet. Das Ausgangsübertragungselement 114a ist zur gemeinsamen Rotation mit einer Übertragungswelle 114b angebracht. Welle 114b ist mit dem Differenzialgehäuse 19 verbunden und treibt dieses drehbar an.
Das Getriebe 10 umfasst ferner mehrere selektiv betätigbare Synchronanordnungen 120, 122, 124, 126 und 128. Die Synchroneinrichtung 124 ist eine einseitige Synchroneinrichtung, die im Allgemeinen eine Schaltgabel (nicht gezeigt) umfasst, die von einem Aktor (nicht gezeigt) bidirektional in entweder eine eingerückte Position oder eine neutrale oder ausgerückte Position umgesetzt wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist Synchroneinrichtung 124 selektiv betätigbar, um Zahnrad 64 zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 28 zu verbinden. Die Synchroneinrichtungen 120, 122, 126 und 128 sind doppelseitige Synchroneinrichtungen, von denen jede im Allgemeinen eine Schaltgabel (nicht gezeigt) umfasst, die von einem Aktor (nicht gezeigt) bidirektional in zumindest zwei eingerückte Positionen und eine neutrale oder ausgerückte Position umgesetzt wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist Synchroneinrichtung 120 selektiv betätigbar, um Zahnrad 44 zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 28 zu verbinden, und ist selektiv betätigbar, um Zahnrad 54 zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 28 zu verbinden. Synchroneinrichtung 122 ist selektiv betätigbar, um Zahnrad 46 zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 30 zu verbinden, und ist selektiv betätigbar, um Zahnrad 74 zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 30 zu verbinden. Synchroneinrichtung 126 ist selektiv betätigbar, um Zahnrad 84 zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 30 zu verbinden, und ist selektiv betätigbar, um Zahnrad 96 zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 30 zu verbinden. Synchroneinrichtung 128 ist selektiv betätigbar, um Zahnrad 94 zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 28 zu verbinden, und ist selektiv betätigbar, um Zahnrad 104 zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle 28 zu verbinden.
Das Getriebe 10 ist in der Lage, Drehmoment von dem Eingangswellenelement 12 auf das Ausgangselement 14 in zumindest acht Vorwärtsdrehmomentverhältnissen und zumindest einem Rückwärtsdrehmomentverhältnis zu übertragen. Ein jedes von den Vorwärtsdrehmomentverhältnissen und dem Rückwärtsdrehmomentverhältnis wird durch selektive Einrückung der Doppelkupplungsanordnung 32 und einer oder mehrerer der Synchronanordnungen erzielt. Fachleute werden leicht verstehen, dass jedem Drehmomentverhältnis ein unterschiedliches Drehzahlverhältnis oder unterschiedlicher Gang zugeordnet ist.
Es ist festzustellen, dass jeder einzelne Zahnradsatz 40, 50, 60, 70, 80, 90 und 100 bei selektiver Einrückung der Synchronanordnungen ein oder mehrere Vorwärts- und/oder Rückwärtsübersetzungsverhältnisse bereitstellt. Welche Synchroneinrichtung und welcher Zahnradsatz einem besonderen Vorwärts- oder Rückwärtsgang zugeordnet ist, kann jedoch variieren, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Um zum Beispiel das Rückwärtsdrehmomentverhältnis herzustellen, wird Kupplungselement 38 eingerückt, um das Eingangswellenelement 12 mit der zweiten Getriebeeingangswelle 24 zu koppeln, und Synchroneinrichtung 122 wird eingerückt, um Zahnrad 46 mit der zweiten Vorgelegewelle 30 zu verbinden. Genauer wird Eingangsdrehmoment von dem Eingangswellenelement 12 durch die Doppelkupplungsanordnung 32 auf die zweite Getriebeeingangswelle 24, durch Zahnrad 42 auf Zahnrad 44, durch Zahnrad 44 auf Zahnrad 46, von Zahnrad 46 auf Synchroneinrichtung 122, von Synchroneinrichtung 122 auf die zweite Vorgelegewelle 30, von der zweiten Vorgelegewelle 30 auf Übertragungszahnrad 112, von Übertragungszahnrad 112 auf Ausgangsübertragungszahnrad 114a und von Ausgangsübertragungszahnrad 114a auf Differenzialgehäuse 19 durch Übertragungswelle 114b übertragen.
Um ein erstes Vorwärtsdrehmomentverhältnis (d. h. einen 1. Gang) herzustellen, wird Kupplungselement 36 eingerückt, um das Eingangswellenelement 12 mit dem ersten Getriebeeingangswellenelement 22 zu koppeln, und Synchroneinrichtung 128 wird aktiviert, um Zahnrad 104 mit der ersten Vorgelegewelle 28 zu koppeln. Genauer wird Eingangsdrehmoment von dem Eingangswellenelement 12 durch die Doppelkupplungsanordnung 32 auf das erste Getriebeeingangswellenelement 22 zum Zahnrad 102 übertragen. Zahnrad 102 überträgt Drehmoment auf Zahnrad 104, das das Drehmoment auf die erste Vorgelegewelle 28 durch Synchroneinrichtung 128 überträgt, von der ersten Vorgelegewelle 28 auf Übertragungszahnrad 110, von Übertragungszahnrad 110 auf Ausgangsübertragungszahnrad 114a und von Ausgangsübertragungszahnrad 114a auf Differenzialgehäuse 19 durch Übertragungswelle 114b.
Um ein zweites Vorwärtsdrehmomentverhältnis (d. h. einen 2. Gang) herzustellen, wird Kupplungselement 38 eingerückt, um das Eingangswellenelement 12 mit der zweiten Getriebeeingangswelle 24, die Zahnrad 42 rotiert, zu koppeln, und Synchroneinrichtung 120 wird aktiviert, um Zahnrad 44 mit dem ersten Vorgelegewellenelement 28 zu koppeln. Dementsprechend wird Eingangsdrehmoment von dem Eingangswellenelement 12 durch die Doppelkupplungsanordnung 32 auf das zweite Getriebeeingangswellenelement 24 zum Zahnrad 42 übertragen. Zahnrad 42 überträgt Drehmoment auf Zahnrad 44, das das Drehmoment auf die erste Vorgelegewelle 28 durch Synchroneinrichtung 120 überträgt, von der ersten Vorgelegewelle 28 auf Übertragungszahnrad 110, von Übertragungszahnrad 110 auf Ausgangsübertragungszahnrad 114a und von Ausgangsübertragungszahnrad 114a auf Differenzialgehäuse 19 durch Übertragungswelle 114b.
Um ein drittes Vorwärtsdrehmomentverhältnis (d. h. einen 3. Gang) herzustellen, wird Kupplungselement 36 eingerückt, um das Eingangswellenelement 12 mit der ersten Getriebeeingangswelle 22, die Zahnrad 96 rotiert, zu koppeln, und Synchroneinrichtung 126 wird eingerückt, um Zahnrad 96 mit der zweiten Vorgelegewelle 30 zu koppeln. Dementsprechend wird Eingangsdrehmoment von dem Eingangswellenelement 12 durch die Doppelkupplungsanordnung 32 auf das erste Getriebeeingangswellenelement 22 zum Zahnrad 92 übertragen. Zahnrad 92 überträgt Drehmoment auf Zahnrad 96, das das Drehmoment auf die zweite Vorgelegewelle 30 durch Synchroneinrichtung 126 überträgt, von der zweiten Vorgelegewelle 30 auf Übertragungszahnrad 112, von Übertragungszahnrad 112 auf Ausgangsübertragungszahnrad 114a und von Ausgangsübertragungszahnrad 114a auf Differenzialgehäuse 19 durch Übertragungswelle 114b.
Um ein viertes Vorwärtsdrehmomentverhältnis (d. h. einen 4. Gang) herzustellen, wird Kupplungselement 38 eingerückt, um das Eingangswellenelement 12 mit dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 24, das Zahnrad 62 rotiert, zu koppeln, und Synchroneinrichtung 124 wird aktiviert, um Zahnrad 64 mit der ersten Vorgelegewelle 28 zu koppeln. Somit wird Eingangsdrehmoment von dem Eingangswellenelement 12 durch die Doppelkupplungsanordnung 32 auf die zweite Getriebeeingangswelle 24 zum Zahnrad 62 übertragen. Zahnrad 62 überträgt Drehmoment auf Zahnrad 64, das das Drehmoment auf die erste Vorgelegewelle 28 durch Synchroneinrichtung 124 überträgt, von der ersten Vorgelegewelle 28 auf Übertragungszahnrad 110, von Übertragungszahnrad 110 auf Ausgangsübertragungszahnrad 114a und von Ausgangsübertragungszahnrad 114a auf Differenzialgehäuse 19 durch Übertragungswelle 114b.
Um ein fünftes Vorwärtsdrehmomentverhältnis (d. h. einen 5. Gang) herzustellen, wird Kupplungselement 36 eingerückt, um das Eingangswellenelement 12 mit der ersten Getriebeeingangswelle 22, die Zahnrad 92 rotiert, zu koppeln, und Synchroneinrichtung 128 wird aktiviert, um Zahnrad 94 mit der ersten Vorgelegewelle 28 zu koppeln. Somit wird Eingangsdrehmoment von dem Eingangswellenelement 12 durch die Doppelkupplungsanordnung 32 auf die erste Getriebeeingangswelle 22 zum Zahnrad 92 übertragen. Zahnrad 92 überträgt Drehmoment auf Zahnrad 94, das das Drehmoment auf die erste Vorgelegewelle 28 durch Synchroneinrichtung 128 überträgt, von der ersten Vorgelegewelle 28 auf Übertragungszahnrad 110, von Übertragungszahnrad 110 auf Ausgangsübertragungszahnrad 114a und von Ausgangsübertragungszahnrad 114a auf Differenzialgehäuse 19 durch Übertragungswelle 114b.
Um ein sechstes Vorwärtsdrehmomentverhältnis (d. h. einen 6. Gang) herzustellen, wird Kupplungselement 38 eingerückt, um das Eingangswellenelement 12 mit der zweiten Getriebeeingangswelle 24, die Zahnrad 52 rotiert, zu koppeln, und Synchroneinrichtung 120 wird aktiviert, um Zahnrad 54 mit der ersten Vorgelegewelle 28 zu koppeln. Somit wird Eingangsdrehmoment von dem Eingangswellenelement 12 durch die Doppelkupplungsanordnung 32 auf die zweite Getriebeeingangswelle 24 zum Zahnrad 52 übertragen. Zahnrad 52 überträgt Drehmoment auf Zahnrad 54, das das Drehmoment auf die erste Vorgelegewelle 28 durch Synchroneinrichtung 120 überträgt, von der ersten Vorgelegewelle 28 auf Übertragungszahnrad 110, von Übertragungszahnrad 110 auf Ausgangsübertragungszahnrad 114a und von Ausgangsübertragungszahnrad 114a auf Differenzialgehäuse 19 durch Übertragungswelle 114b.
Um ein siebtes Vorwärtsdrehmomentverhältnis (d. h. einen 7. Gang) herzustellen, wird Kupplungselement 36 eingerückt, um das Eingangswellenelement 12 mit der ersten Getriebeeingangswelle 22, die Zahnrad 84 rotiert, zu koppeln, und Synchroneinrichtung 126 wird aktiviert, um Zahnrad 84 mit der zweiten Vorgelegewelle 30 zu koppeln. Somit wird Eingangsdrehmoment von dem Eingangswellenelement 12 durch die Doppelkupplungsanordnung 32 auf die erste Getriebeeingangswelle 22 zum Zahnrad 82 übertragen. Zahnrad 82 überträgt Drehmoment auf Zahnrad 84, das das Drehmoment auf die zweite Vorgelegewelle 30 durch Synchroneinrichtung 126 überträgt, von der zweiten Vorgelegewelle 30 auf Übertragungszahnrad 112, von Übertragungszahnrad 112 auf Ausgangsübertragungszahnrad 114a und von Ausgangsübertragungszahnrad 114a auf Differenzialgehäuse 19 durch Übertragungswelle 114b.
Um ein achtes Vorwärtsdrehmomentverhältnis (d. h. einen 8. Gang) herzustellen, wird Kupplungselement 38 eingerückt, um das Eingangswellenelement 12 mit der zweiten Getriebeeingangswelle 24, das Zahnrad 72 rotiert, zu koppeln, und Synchroneinrichtung 122 wird aktiviert, um Zahnrad 72 mit der zweiten Vorgelegewelle 30 zu koppeln. Somit wird Eingangsdrehmoment von dem Eingangswellenelement 12 durch die Doppelkupplungsanordnung 32 auf die zweite Getriebeeingangswelle 24 zum Zahnrad 72 übertragen. Zahnrad 72 überträgt Drehmoment auf Zahnrad 74, das das Drehmoment auf die zweite Vorgelegewelle 30 durch Synchroneinrichtung 122 überträgt, von der zweiten Vorgelegewelle 30 auf Übertragungszahnrad 112, von Übertragungszahnrad 112 auf Ausgangsübertragungszahnrad 114a und von Ausgangsübertragungszahnrad 114a auf Differenzialgehäuse 19 durch Übertragungswelle 114b.
Die vorliegende Erfindung zieht in Betracht, dass eine Vielfalt von Drehmomentverhältnissen (d. h. das Verhältnis von Drehmoment des Ausgangselements 14 zu dem des Eingangswellenelements 12) durch die Auswahl von Zähnezahlen der Zahnräder des Getriebes 10 erreichbar ist.
Diese Anordnung bietet die Gelegenheit, eine reduzierte Getriebelänge im Vergleich mit anderen Getrieben zu erreichen.

Claims

Getriebe, umfassend: ein Getriebegehäuse; eine Doppelkupplungsanordnung, die ein Kupplungsgehäuse aufweist, das mit einem Schwungrad einer Maschine verbindbar ist, wobei das Kupplungsgehäuse in dem Getriebegehäuse drehbar gelagert ist; einen ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten und siebten Zahnradsatz, wobei jeder der Zahnradsätze ein erstes Zahnrad in Kämmung mit einem zweiten Zahnrad umfasst, und wobei der erste Zahnradsatz ein drittes Zahnrad in Kämmung mit dem zweiten Zahnrad umfasst und der sechste Zahnradsatz ein drittes Zahnrad in Kämmung mit dem ersten Zahnrad umfasst; ein erstes Getriebeeingangswellenelement, das in dem Getriebegehäuse drehbar gelagert ist, und wobei die ersten Zahnräder des fünften, sechsten und siebten Zahnradsatzes drehfest zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Getriebeeingangswellenelement verbunden sind; ein zweites Getriebeeingangswellenelement, das in dem Getriebegehäuse drehbar gelagert ist, wobei die ersten Zahnräder des ersten, zweiten, dritten und vierten Zahnradsatzes drehfest zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Getriebeeingangswellenelement verbunden sind, und wobei das zweite Getriebeeingangswellenelement konzentrisch mit dem ersten Getriebeeingangswellenelement ist und das erste Getriebeeingangswellenelement zumindest teilweise umgibt; eine erste Vorgelegewelle, die in dem Getriebegehäuse drehbar gelagert ist und von dem ersten und zweiten Getriebeeingangswellenelement beabstandet ist und parallel zu diesen liegt, wobei jedes der zweiten Zahnräder des ersten, zweiten, dritten, sechsten und siebten Zahnradsatzes selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle verbindbar ist; eine zweite Vorgelegewelle, die in dem Getriebegehäuse drehbar gelagert ist und von dem ersten und zweiten Getriebeeingangswellenelement beabstandet ist und parallel zu diesen liegt, wobei jedes der zweiten Zahnräder des vierten und fünften Zahnradsatzes und der dritten Zahnräder des ersten und sechsten Zahnradsatzes selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle verbindbar ist; und fünf Synchronanordnungen jeweils zum selektiven Koppeln von zumindest einem der Zahnräder des ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten und siebten Zahnradsatzes mit zumindest einer von der ersten Vorgelegewelle und der zweiten Vorgelegewelle, und wobei die selektive Einrückung der Doppelkupplungsanordnung das Doppelkupplungsgehäuse mit zumindest einem von dem ersten und zweiten Getriebeeingangswellenelement verbindet, und die selektive Einrückung von zumindest einer der fünf Synchronanordnungen zumindest einen von acht Vorwärtsgängen und zumindest einen Rückwärtsgang herstellt.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei eine erste der fünf Synchronanordnungen selektiv das zweite Zahnrad des ersten Zahnradsatzes mit der ersten Vorgelegewelle und das zweite Zahnrad des zweiten Zahnradsatzes mit der ersten Vorgelegewelle verbindet.
Getriebe nach Anspruch 2, wobei eine zweite der fünf Synchronanordnungen selektiv das dritte Zahnrad des ersten Zahnradsatzes mit der zweiten Vorgelegewelle und das zweite Zahnrad des vierten Zahnradsatzes mit der zweiten Vorgelegewelle verbindet.
Getriebe nach Anspruch 3, wobei eine dritte der fünf Synchronanordnungen das zweite Zahnrad des dritten Zahnradsatzes selektiv mit der ersten Vorgelegewelle verbindet.
Getriebe nach Anspruch 4, wobei eine vierte der fünf Synchronanordnungen selektiv das zweite Zahnrad des fünften Zahnradsatzes mit der zweiten Vorgelegewelle und das dritte Zahnrad des sechsten Zahnradsatzes mit der zweiten Vorgelegewelle verbindet.
Getriebe nach Anspruch 5, wobei eine fünfte der fünf Synchronanordnungen selektiv das zweite Zahnrad des sechsten Zahnradsatzes mit der ersten Vorgelegewelle und das zweite Zahnrad des siebten Zahnradsatzes mit der ersten Vorgelegewelle verbindet.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei der erste Zahnradsatz benachbart zu der Doppelkupplungsanordnung liegt, der zweite Zahnradsatz benachbart zu dem ersten Zahnradsatz liegt, der dritte Zahnradsatz benachbart zu dem zweiten Zahnradsatz liegt, der vierte Zahnradsatz benachbart zu dem dritten Zahnradsatz liegt, der fünfte Zahnradsatz benachbart zu dem vierten Zahnradsatz liegt, der sechste Zahnradsatz benachbart zu dem fünften Zahnradsatz liegt und der siebte Zahnradsatz zwischen einer Endwand des Getriebegehäuses und dem sechsten Zahnradsatz liegt.
Getriebe nach Anspruch 7, wobei der erste Zahnradsatz einen zweiten Vorwärtsgang und einen Rückwärtsgang liefert, der zweite Zahnradsatz einen sechsten Vorwärtsgang liefert, der dritte Zahnradsatz einen vierten Gang liefert, der vierte Zahnradsatz einen achten Vorwärtsgang liefert, der fünfte Zahnradsatz einen fünften Vorwärtsgang liefert, der sechste Zahnradsatz einen dritten und einem fünften Vorwärtsgang liefert und der siebte Zahnradsatz einen ersten Vorwärtsgang liefert.
Getriebe nach Anspruch 8, das ferner ein erstes Übertragungszahnrad, ein zweites Übertragungszahnrad und ein Ausgangszahnrad umfasst, wobei das erste Übertragungszahnrad drehfest mit der ersten Vorgelegewelle verbunden ist, das zweite Übertragungszahnrad drehfest mit der zweiten Vorgelegewelle verbunden ist und jedes von dem ersten und zweiten Übertragungszahnrad in Kämmung mit dem Ausgangszahnrad ist.
Getriebe, umfassend: ein Getriebegehäuse; eine Doppelkupplungsanordnung, die ein Kupplungsgehäuse aufweist, das mit einem Schwungrad einer Maschine verbindbar ist, wobei das Kupplungsgehäuse in dem Getriebegehäuse drehbar gelagert ist; einen ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten und siebten Zahnradsatz, wobei jeder der Zahnradsätze ein erstes Zahnrad in Kämmung mit einem zweiten Zahnrad umfasst, und wobei der erste Zahnradsatz ein drittes Zahnrad in Kämmung mit dem zweiten Zahnrad umfasst und der sechste Zahnradsatz ein drittes Zahnrad in Kämmung mit dem ersten Zahnrad umfasst; eine erste Getriebeeingangswelle, die in dem Getriebegehäuse drehbar gelagert ist, und wobei die ersten Zahnräder des fünften, sechsten und siebten Zahnradsatzes drehfest zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Getriebeeingangswelle verbunden sind; eine zweite Getriebeeingangswelle, die in dem Getriebegehäuse drehbar gelagert ist, wobei die ersten Zahnräder des ersten, zweiten, dritten und vierten Zahnradsatzes drehfest zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Getriebeeingangswelle verbunden sind, und wobei die zweite Getriebeeingangswelle konzentrisch mit der ersten Getriebeeingangswelle ist und die erste Getriebeeingangswelle zumindest teilweise umgibt; eine erste Vorgelegewelle, die in dem Getriebegehäuse drehbar gelagert ist und von der ersten und zweiten Getriebeeingangswelle beabstandet ist und parallel zu diesen liegt, wobei jedes der zweiten Zahnräder des ersten, zweiten, dritten, sechsten und siebten Zahnradsatzes selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle verbindbar ist; ein erstes Übertragungszahnrad, das fest zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle verbunden ist; eine zweite Vorgelegewelle, die in dem Getriebegehäuse drehbar gelagert ist und von der ersten und zweiten Getriebeeingangswelle beabstandet ist und parallel zu diesen liegt, wobei jedes der zweiten Zahnräder des vierten und fünften Zahnradsatzes und der dritten Zahnräder des ersten und sechsten Zahnradsatzes selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle verbindbar ist; ein zweites Übertragungszahnrad, das fest zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle verbunden ist; ein Ausgangszahnrad, das zur Rotation in dem Getriebegehäuse gelagert ist, wobei das erste und zweite Übertragungszahnrad jeweils unabhängig mit dem Ausgangszahnrad kämmen; und fünf Synchronanordnungen jeweils zum selektiven Koppeln von zumindest einem der Zahnräder des ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten und siebten Zahnradsatzes mit zumindest einer von der ersten Vorgelegewelle und der zweiten Vorgelegewelle, und wobei die selektive Einrückung der Doppelkupplungsanordnung das Doppelkupplungsgehäuse mit zumindest einer von der ersten und zweiten Getriebeeingangswelle verbindet, und die selektive Einrückung von zumindest einer der fünf Synchronanordnungen Drehmoment von zumindest einer von der ersten und zweiten Getriebeeingangswelle auf das Ausgangszahnrad durch zumindest eines von dem ersten und zweiten Übertragungszahnrad überträgt, um zumindest einen von acht Vorwärtsgängen und zumindest einen Rückwärtsgang zu erreichen.