DE102012209333A1 - Gear box e.g. dual clutch transmission for motor car, has reduction gear with countershafts that are provided on minor axis, and gear train with input shaft is connected with output shaft by gear planes and/or switching elements - Google Patents
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Abstract
Description
Getriebe für ein Kraftfahrzeug Transmission for a motor vehicle
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 Vorlegewelle 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. The invention relates to a transmission, in particular dual-clutch transmission for a motor vehicle, comprising at least two partial transmissions, wherein each of the partial transmission comprises at least one input shaft, and wherein an output shaft is arranged as the output shaft of both partial transmission, wherein the at least one input shaft on a main axis and the output shaft on the Main axle or on a, in particular to the main axis parallel, minor axis is arranged, and wherein a countershaft is arranged with at least one countershaft, wherein the at least one countershaft is arranged on the minor axis, and wherein at least one of the input shafts by means of at least two wheel planes and / or at least a switching element with the output shaft is connectable.
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. Such transmissions for a motor vehicle are designed, inter alia, as so-called dual-clutch transmissions in which the input shafts of the two partial transmissions can each be connected via an associated power-shift element to a drive, for example an internal combustion engine or an electric motor, the two power-shifting elements being combined in the form of a double clutch , The representable about such a gear ratios are then alternately divided between the two partial transmissions, so that, for example, a partial transmission, the odd gears and the corresponding other partial transmission represents the even gears. It is also known to represent the individual gear stages by one or more wheel stages or planes, each having different gear ratios. By means of corresponding switching elements, these can be incorporated into the force or torque flux between the drive and output, so that a corresponding desired ratio between the drive and output of the transmission is shown in each case.
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. By alternately splitting the gears on the two partial transmissions, it is possible to already select a subsequent gear when driving in a gear assigned to a sub-gear in the other sub-transmission by appropriate actuation of the switching devices, with a final change in the subsequent gear by opening the Power shift element of a partial transmission and a subsequent subsequent closing of the load switching element of the other sub-transmission is made possible. In this way, the gears or gear ratios of the transmission can be switched under load, which improves an acceleration capacity of the motor vehicle due to a substantially traction-free gear change and allows more comfortable switching operations for a driver.
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. Such dual-clutch transmissions can in this case also be designed with a countershaft additionally arranged for input and output, so that a compact construction is made possible in the axial direction.
Aus der
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, welches eine flexible Leistungsteilung ermöglicht, und eine verbesserte Lastschaltfähigkeit und eine verbesserte Hybridisierfähigkeit aufweist. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welches einfacher und kostengünstiger herstellbar ist und gleichzeitig eine zuverlässige Übertragung von Drehmomenten zwischen Antrieb und Abtrieb ermöglicht. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein alternatives Getriebe für ein Kraftfahrzeug anzugeben. It is therefore an object of the present invention to provide a transmission for a motor vehicle which enables flexible power sharing and has improved power switching capability and hybridization capability. Moreover, it is an object of the present invention to provide a transmission for a motor vehicle, which is easier and cheaper to produce and at the same time allows reliable transmission of torque between the drive and output. Moreover, it is an object of the present invention to provide an alternative transmission for a motor vehicle.
Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass damit eine überwiegende Mehrzahl von Schaltelementen, insbesondere alle, auf der Hauptachse, welche als Zentralachse des Getriebes fungiert, angeordnet sind. Dies ermöglicht eine komfortable und flexible Leistungsteilung mittels des Vorgeleges. Ebenso können auf diese Weise größere Drehmomente von der Antriebs- zur Abtriebsseite übertragen werden. Darüber hinaus ist auf diese Weise eine Verringerung einer mechanischen Spreizung durch Windung des ersten Vorwärtsganges des Getriebes möglich. Schließlich bietet das Getriebe auch eine verbesserte Lastschaltfähigkeit und eine gute Hybridisierfähigkeit, da eine elektrische Maschine auf vereinfachte Weise an das Getriebe ankoppelbar ist. One of the advantages achieved thereby is that a vast majority of switching elements, in particular all, are arranged on the main axis, which acts as the central axis of the transmission. This allows a comfortable and flexible power sharing by means of the Vorgeleges. Likewise, larger torques can be transmitted from the drive to the output side in this way. In addition, a reduction of a mechanical spread by winding the first forward gear of the transmission is possible in this way. Finally, the transmission also offers improved load shifting capability and good hybridizability, since an electric machine can be coupled to the transmission in a simplified manner.
Die vorliegende Erfindung löst zumindest einer der 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 Vorgelewelle auf der Nebenachse angeordnet ist, und wobei zumindest eine der Eingangswellen mittels zumindest zweier Radebenen und/oder mittels zumindest einem Schaltelement mit der Abtriebswelle verbindbar ist, dadurch, dass Schalteinrichtungen der Anzahl N angeordnet sind, wobei N eine positive ganze Zahl größer oder gleich zwei ist, und wobei zumindest N – 1 Schalteinrichtungen auf der Hauptachse angeordnet sind und dass zumindest zwei Schalteinrichtungen auf der Hauptachse benachbart angeordnet sind, wobei jeweils zumindest ein Schaltelement einer der zumindest zwei benachbarten Schalteinrichtungen über zumindest eine erste Verbindungswelle mit zumindest einem Schaltelement der anderen der beiden Schalteinrichtungen verbunden ist. The present invention solves at least one of the tasks in a transmission, in particular dual-clutch transmission for a motor vehicle, comprising at least two partial transmissions, wherein each of the partial transmissions comprises at least one input shaft and wherein an output shaft is arranged as the output shaft of both partial transmissions, wherein the at least one input shaft on a main axis and the output shaft is arranged on the main axis or on a minor axis parallel to the main axis, and wherein a countershaft is arranged with at least one countershaft, wherein the at least one countershaft is arranged on the minor axis, and wherein at least one of the input shafts is arranged by means of at least two Radebenen and / or by means of at least one switching element with the output shaft is connectable, characterized in that switching means of the number N are arranged, wherein N is a positive integer greater than or equal to two, and wherein at least N - 1 switching devices n are arranged on the main axis and that at least two switching devices are arranged adjacent to the main axis, wherein at least one switching element of at least two adjacent switching devices is connected via at least one first connecting shaft with at least one switching element of the other of the two switching devices.
Die Erfindung löst die Aufgaben ebenfalls durch ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personen- oder ein Lastkraftwagen, mit einem Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17. The invention solves the objects also by a motor vehicle, in particular a passenger or a truck, with a transmission according to one of
Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass damit eine überwiegende Mehrzahl von Schaltelementen, insbesondere alle, auf der Hauptachse, welche als Zentralachse des Getriebes fungiert, angeordnet sind. Dies ermöglicht eine komfortable und flexible Leistungsteilung mittels des Vorgeleges. Ebenso können auf diese Weise größere Drehmomente von der Antriebs- zur Abtriebsseite übertragen werden. Darüber hinaus ist auf diese Weise eine Verringerung einer mechanischen Spreizung durch Windung des ersten Vorwärtsganges des Getriebes möglich. Schließlich bietet das Getriebe auch eine verbesserte Lastschaltfähigkeit und eine gute Hybridisierfähigkeit, da eine elektrische Maschine auf vereinfachte Weise an das Getriebe ankoppelbar ist. One of the advantages achieved thereby is that a vast majority of switching elements, in particular all, are arranged on the main axis, which acts as the central axis of the transmission. This allows a comfortable and flexible power sharing by means of the Vorgeleges. Likewise, larger torques can be transmitted from the drive to the output side in this way. In addition, a reduction of a mechanical spread by winding the first forward gear of the transmission is possible in this way. Finally, the transmission also offers improved load shifting capability and good hybridizability, since an electric machine can be coupled to the transmission in a simplified manner.
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. The term "wheel stage" or "wheel plane" are preferably to be understood in the description, in particular in the claims, essentially two mutually cooperating transmission elements for transmitting torques from the one transmission element to the other transmission element, preferably a sub- or translation for provide in particular with the transmission elements cooperating waves in the transmission.
Unter dem Begriff „Schaltelement“ ist vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen eine Vorrichtung zu verstehen, die zumindest einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand aufweist, wobei im geöffneten Zustand die Vorrichtung kein Drehmoment und wobei im geschlossenen Zustand die Vorrichtung ein Drehmoment zwischen zwei mit dem Schaltelement zusammenwirkenden Vorrichtungen übertragen kann. The term "switching element" is preferably in the description, in particular in the claims, a device having at least one open and a closed state, wherein in the open state, the device no torque and wherein in the closed state, the device torque between two can transmit with the switching element cooperating devices.
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. The term "switching device" is preferably to be understood in the description, in particular in the claims, at least one switching element and at least one switching element actuation device for actuating the at least one switching element.
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. The term "transmission element" is preferably in the description, in particular in the claims to understand a device with which a torque is transferable. Transmission elements can preferably be designed as wheels, preferably as gears, in particular spur gears, bevel gears, worm wheels or the like.
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. The term "adjacent" with respect to switching elements and / or switching devices are preferably to be understood in the description, in particular in the claims switching devices and / or switching elements, which are arranged along the main axis or the minor axis of the transmission directly adjacent to each other along the respective axis and wherein each one of the switching elements of the switching means is connected by means of a shaft directly to the respective other switching element of the adjacent switching device.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Further advantageous embodiments, features and advantages of the invention are described in the subclaims.
Zweckmäßigerweise ist eine Zwischenwelle zwischen zumindest einer der Eingangswellen und der Abtriebswelle angeordnet, welche mittels zumindest zweier Schaltelemente mit einer der Eingangswellen und/oder mit der Abtriebswelle und/oder mit zumindest einer der Vorgelegewellen verbindbar ist. Ein damit erzielter Vorteil ist, dass die Flexibilität des Getriebes wesentlich erhöht wird, da auf einfache und zuverlässige Weise unterschiedliche Radebenen zur Bereitstellung von Gangstufen verbunden werden können. Auf diese Weise kann ebenfalls die Anzahl der Gangstufen ohne wesentlich höhere Kosten erhöht werden. Conveniently, an intermediate shaft between at least one of the input shafts and the output shaft is arranged, which is connectable by means of at least two switching elements with one of the input shafts and / or with the output shaft and / or with at least one of the countershafts. An advantage achieved with this is that the flexibility of the transmission is significantly increased, as in a simple and reliable way different wheel planes can be connected to provide gear ratios. In this way, also the number of gear ratios can be increased without significantly higher costs.
Vorteilhafterweise sind zumindest zwei der Eingangswellen koaxial zueinander und/oder zumindest zwei Vorlegewellen koaxial zueinander angeordnet. Dies verringert den Bauraum für die beiden Eingangswellen und/oder für die beiden 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 Vielzahl von Gängen respektive Gangstufen mittels des Getriebes darstellbar macht. Advantageously, at least two of the input shafts are arranged coaxially with one another and / or at least two countershafts are arranged coaxially with one another. This reduces the space for the two input shafts and / or for the two countershafts and thus also of the corresponding transmission as a whole, so that the transmission can also be used in cramped conditions in a motor vehicle. Likewise, several countershafts can thereby be provided, which makes a variety of gears respectively gear ratios representable by means of the transmission.
Zweckmäßigerweise ist genau eine Radebene an der Zwischenwelle angeordnet. Auf diese Weise kann zum einen durch die Zwischenwelle die Flexibilität des Getriebes hinsichtlich weiterer Gangstufen erhöht werden, zum anderen kann die Zwischenwelle auch äußerst kompakt im Getriebe ausgeführt werden, so dass das Getriebe in Axialrichtung, also entlang der Hauptachse, ebenfalls trotz weiterer Gangstufen kompakt ausgeführt werden kann. Conveniently, exactly one gear plane is arranged on the intermediate shaft. In this way, on the one hand by the intermediate shaft, the flexibility of the transmission can be increased in terms of other grades, on the other hand, the intermediate shaft can also be made extremely compact in the transmission, so that the transmission in the axial direction, ie along the main axis, also made compact in spite of other gear ratios can be.
Vorteilhafterweise ist hier zumindest eine erste Verbindungswelle als eine Hohlwelle oder eine Vollwelle ausgebildet. Einer der Vorteile einer Ausbildung als Hohlwelle ist, dass diese koaxial zu anderen Wellen angeordnet werden kann, so dass eine möglichst kompakte Anordnung der ersten Verbindungswelle ermöglicht wird. Ist die zumindest eine erste Verbindungswelle als Vollwelle ausgebildet, so ist eine kostengünstige und zuverlässige Verbindung, beispielsweise zwischen zwei mit ihr verbundenen Schaltelementen des Getriebes, zur Kraft- und Drehmomentübertragung möglich. Advantageously, at least one first connecting shaft is formed here as a hollow shaft or a solid shaft. One of the advantages of a design as a hollow shaft is that it can be arranged coaxially with other shafts so that the most compact possible arrangement of the first connecting shaft is possible. If the at least one first connecting shaft is designed as a solid shaft, then a cost-effective and reliable connection, for example between two switching elements of the transmission connected to it, is possible for force and torque transmission.
Zweckmäßigerweise ist die Zwischenwelle als Verbindungswelle ausgebildet und insbesondere mit einem Schaltelement einer der Schalteinrichtungen verbunden, welche mit ihrem zweiten Schaltelement mit der ersten Verbindungswelle verbunden ist. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass damit zum einen die Flexibilität des Getriebes noch weiter gesteigert wird, da eine Vielzahl von möglichen Verbindungen bzw. Kopplungen zwischen verschiedenen Wellen und verschiedenen Radebenen ermöglicht wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass gleichzeitig ein äußerst kompakter Aufbau von Verbindungswellen und Schalteinrichtungen im Getriebe ermöglicht wird. Conveniently, the intermediate shaft is formed as a connecting shaft and in particular connected to a switching element of one of the switching devices, which is connected with its second switching element with the first connecting shaft. One of the advantages achieved with this is that on the one hand, the flexibility of the transmission is increased even further, since a large number of possible connections or couplings between different shafts and different wheel planes is made possible. Another advantage is that at the same time an extremely compact construction of connecting shafts and switching devices in the transmission is made possible.
Vorteilhafterweise ist zumindest eine zweite Vorgelegewelle, insbesondere koaxial zur ersten Vorgelegewelle, angeordnet und die zweite Vorgelegewelle wirkt mit Übertragungselementen zumindest zweier, insbesondere zumindest dreier Radebenen zusammen. Damit kann die Anzahl der Gänge bzw. Gangstufen, die durch das Getriebe darstellbar sind, noch weiter erhöht werden, ohne dass der Bauraum wesentlich vergrößert wird und ohne dass hohe Kosten für die Anordnung der Wellen oder Radebenen im Getriebe entstehen. Advantageously, at least one second countershaft, in particular coaxial with the first countershaft, arranged and the second countershaft cooperates with transmission elements at least two, in particular at least three wheel planes together. Thus, the number of gears or grades that can be represented by the transmission, be further increased without the space is significantly increased and without high costs for the arrangement of waves or wheel planes in the transmission arise.
Zweckmäßigerweise sind zumindest zwei, insbesondere zumindest drei, Radebenen mittels zumindest eines Schaltelementes 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 bereitgestellt werden, ohne dass eine hohe Anzahl von Bauteilen hierfür benötigt wird. Expediently, at least two, in particular at least three, wheel planes can be connected to at least one of the input shafts by means of at least one switching element. In this way, for example, if transmission elements of a plurality of wheel planes can be connected or coupled to at least one of the input shafts, a multiplicity of possible gears or gear steps can be provided without requiring a large number of components for this purpose.
Vorteilhafterweise sind die beiden zur Antriebsseite des Getriebes nächstgelegenen Radebenen mittels einer auf der Nebenachse angeordneten Schalteinrichtung mit einer der Eingangswellen einerseits und mit zumindest einer der Vorgelegewellen andererseits verbindbar. Auf diese Weise wird zum einen eine zuverlässige Übertragung von Drehmomenten direkt von einer der Eingangswellen auf das Vorgelege ermöglicht, zum anderen ermöglicht die Anordnung der Schalteinrichtung auf der Nebenachse einen verringerten Bauraum für das Getriebe, da damit die Anzahl der Schaltelemente auf der Hauptachse und somit auch insgesamt die Erstreckung des Getriebes entlang der Hauptachse und damit auch der Nebenachse reduziert werden kann. Advantageously, the two adjacent to the drive side of the transmission wheel planes by means of a arranged on the minor axis switching device with one of the input shafts on the one hand and with at least one of the countershafts on the other hand connectable. In this way, on the one hand, a reliable transmission of torque directly from one of the input shafts on the countershaft allows, on the other hand allows the arrangement of the switching device on the minor axis a reduced space for the transmission, since thus the number of switching elements on the main axis and thus Overall, the extension of the transmission along the main axis and thus also the minor axis can be reduced.
Zweckmäßigerweise ist zumindest eine Radebene als Rückwärtsgangstufe ausgebildet. Mittels der zumindest einen Rückwärtsgangstufe kann damit die Drehrichtung der Abtriebswelle in Bezug auf eine der Eingangswellen umgekehrt werden, so dass ein Rückwärtsgang für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt werden kann, was die Flexibilität hinsichtlich des Einsatzes des Getriebes in verschiedenen Fahrzeugen wesentlich erhöht. Conveniently, at least one wheel plane is designed as a reverse gear. By means of the at least one reverse gear stage, the direction of rotation of the output shaft with respect to one of the input shafts can be reversed so that a reverse gear for a vehicle can be provided, which substantially increases the flexibility with regard to the use of the gearbox in different vehicles.
Vorteilhafterweise ist die Rückwärtsgangstufe mittels eines, insbesondere des zur Antriebsseite des Getriebes nächstgelegenen, Schaltelementes mit einer der Eingangswellen verbindbar. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass damit zum einen eine direktere Übertragung von Drehmomenten auf die zumindest eine Radebene, ausgebildet als Rückwärtsgangstufe, ermöglicht wird, zum anderen können damit mehrere Rückwärtsgangstufen durch das Getriebe bereitgestellt werden, so dass das Getriebe noch flexibler in verschiedensten Fahrzeugen einsetzbar ist. Advantageously, the reverse gear can be connected to one of the input shafts by means of a switching element located closest to the drive side of the transmission, in particular. One of the advantages achieved thereby is that on the one hand a more direct transmission of torques on the at least one wheel plane, designed as a reverse gear, is made possible, on the other hand can be provided by the transmission several reverse gear, so that the transmission even more flexible in a variety of vehicles can be used.
Zweckmäßigerweise ist eine elektrische Maschine an zumindest einer Radebene und/oder an zumindest einer Vorgelegewelle und/oder an der Zwischenwelle und/oder an einer der Eingangswellen zur Hybridisierung des Getriebes angeordnet. Conveniently, an electrical machine on at least one wheel plane and / or at at least one countershaft and / or arranged on the intermediate shaft and / or on one of the input shafts for hybridization of the transmission.
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 Eingangs-, Zwischen- oder Abtriebswellen 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. One of the advantages achieved is that the transmission can also be used in hybrid vehicles where both an electric machine and an internal combustion engine are to interact with the transmission to transmit forces to drive the hybrid vehicle. The connection of the at least one electric machine can take place on at least one of the input, intermediate or output shafts or on at least one of the countershafts. The electric machine can also be connected to a transmission element in the form of a fixed wheel or idler gear of one of the wheel planes.
Es ist ebenso möglich, die elektrische Maschine an ein zusätzliches Festrad, also an ein Rad, welches fest mit einer der Wellen des Getriebes verbunden ist, anzubinden. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, die Anbindung der elektrischen Maschine an das Getriebe mittels zumindest eines Schaltelementes, insbesondere an ein Übertragungselement einer Radebene, vorzunehmen. Der mit dieser ersten Anbindungsmöglichkeit erzielte Vorteil ist, dass damit eine sogenannte Standladefähigkeit und ein elektrisches Fahren ohne Schleppverluste im Getriebe möglich ist. Hierzu wird auf den Offenbarungsgehalt der
Eine zweite Anbindungsmöglichkeit der elektrischen Maschine an das Getriebe ist durch Anordnung eines Planetengetriebes im Getriebe möglich: An eine erste Eingangswelle kann dabei über ein entsprechendes Schaltelement, insbesondere in Form einer Trennkupplung, ein Verbrennungsmotor angekoppelt werden. Die elektrische Maschine greift zum einen an einer zweiten Eingangswelle an und an die erste Eingangswelle des Getriebes über ein Planetengetriebe. Bei betätigter, also geschlossener Trennkupplung ist der Verbrennungsmotor ebenfalls über das Planetengetriebe an die zweite Eingangswelle gekoppelt. Das Planetengetriebe, umfassend ein Planetenrad, ein Hohlrad, Planetenräder sowie einen Planetenträger, ist dabei derart ausgebildet, und wirkt mit dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Maschine 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. A second connection possibility of the electric machine to the transmission is possible by arranging a planetary gear in the transmission: To a first input shaft can be coupled via a corresponding switching element, in particular in the form of a clutch, an internal combustion engine. The electric machine engages on the one hand on a second input shaft and on the first input shaft of the transmission via a planetary gear. When actuated, so closed disconnect clutch of the engine is also coupled via the planetary gear to the second input shaft. The planetary gear, comprising a planet gear, a ring gear, planetary gears and a planet carrier, is designed in this way, and cooperates with the internal combustion engine and the electric machine, so that the planet carrier acts on the second input shaft. The electric machine is coupled to the sun gear of the planetary gear. In addition, a further switching element may be arranged in the form of a bridging switching element, which cooperates with the planetary gear, so that when actuated lock-up switching element a rotationally fixed connection between the electric machine, the first input shaft and the second input shaft, whereas not actuated, so open, Bridging switching element, the aforementioned non-rotatable connection between the electric machine and the first and second input shaft does not exist, in particular so there is no speed equality between the two input shafts.
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. If a further switching element is arranged between the switching element which serves to connect the internal combustion engine to the first input shaft and bridging switching element, by means of this further switching element, in particular in the form of a double switching element, both the abovementioned first connection possibility and the aforementioned second connection possibility by actuation of the further switching element possible.
Vorteilhafterweise ist die elektrische Maschine an zumindest einer der Radebenen angeordnet, welche mit der zweiten Vorgelegewelle verbunden sind. Auf diese Weise ist eine besonders einfache Anbindung bzw. -kopplung der elektrischen Maschine an das Getriebe und damit eine zuverlässige Kraft- und Drehmomentübertragung von der elektrischen Maschine letztendlich, insbesondere auf die Abtriebswelle, möglich. Advantageously, the electric machine is arranged on at least one of the wheel planes, which are connected to the second countershaft. In this way, a particularly simple connection or coupling of the electric machine to the transmission and thus a reliable transmission of force and torque from the electric machine ultimately, in particular to the output shaft possible.
Zweckmäßigerweise ist eine Radebene, angeordnet an der ersten Verbindungswelle, mit beiden Eingangswellen verbindbar. Dies ermöglicht eine Vielzahl von darstellbaren Gängen mittels des Getriebes bei gleichzeitig kompaktem Bauraum, da das Vorgelege mittels der Radebene auf einfache Weise mit beiden Eingangswellen koppelbar ist. Conveniently, a wheel plane, arranged on the first connecting shaft, can be connected to both input shafts. This allows a variety of representable gears by means of the transmission at the same time compact space, since the countershaft by means of the wheel plane in a simple manner can be coupled with both input shafts.
Vorteilhafterweise ist eine der Radebenen als Abtriebskonstante ausgebildet. Der damit erzielte Vorteil ist, dass damit eine zuverlässige Kraft- und Drehmomentübertragung vom Antrieb über zumindest eine Eingangswelle durch das Getriebe hindurch auf die Abtriebswelle für den Abtrieb ermöglicht wird. Bei der Ausbildung der Radebene als Abtriebskonstante sind die jeweiligen Übertragungselemente, insbesondere in Form von Zahnrädern, fest auf jeweiligen Wellen angeordnet. Advantageously, one of the wheel planes is designed as an output constant. The advantage thus achieved is that it enables a reliable transmission of force and torque from the drive via at least one input shaft through the transmission to the output shaft for the output. In the formation of the gear plane as the output constant, the respective transmission elements, in particular in the form of gears, are fixedly arranged on respective shafts.
Zweckmäßigerweise sind die Übertragungselemente, insbesondere ausgebildet als Zahnräder, der Radebenen, welche mit der zweiten Vorgelegewelle verbunden sind, als Festräder ausgebildet. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass die Übertragungselemente zusammen mit der Vorgelegewelle kostengünstig hergestellt werden können, insbesondere durch eine einstückige Ausbildung von Übertragungselementen zusammen mit der Vorgelegewelle. Darüber hinaus ist auch eine Anbindung bzw. -kopplung einer elektrischen Maschine an das Getriebe auf äußerst zuverlässige Weise möglich. Conveniently, the transmission elements, in particular designed as gears, the wheel planes, which are connected to the second countershaft, designed as fixed wheels. One of the advantages achieved with this is that the transmission elements together with the countershaft can be produced inexpensively, in particular by a one-piece design of transmission elements together with the countershaft. In addition, a connection or coupling of an electrical machine to the transmission in a very reliable manner possible.
Vorteilhafterweise sind die N Schalteinrichtungen und die zumindest zwei Radebenen so angeordnet, dass mindestens sechs Vorwärtsgänge und mindestens zwei Rückwärtsgänge durch das Getriebe darstellbar sind. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass damit für eine Vielzahl von Fahrzeugen eine ausreichende Anzahl von Vorwärtsgangstufen und Rückwärtsgangstufen zur Verfügung gestellt werden kann, insbesondere für Personenkraftwagen als auch für Lastkraftwagen. Advantageously, the N switching devices and the at least two wheel planes are arranged so that at least six forward gears and at least two reverse gears are represented by the transmission. One of the advantages achieved with this is that a sufficient number of forward gear ratios and reverse gear ratios can be made available for a large number of vehicles, in particular for passenger cars and for lorries.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen, und aus dazugehöriger Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Further important features and advantages of the invention will become apparent from the subclaims, from the drawings, and from associated figure description with reference to the drawings.
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. It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.
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. Preferred embodiments and embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components or elements.
Dabei zeigen jeweils in schematischer Form In each case show in a schematic form
In
Parallel zur Hauptachse
Im Folgenden werden nun die Schaltelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 beschrieben: Das erste Schaltelement S1 stellt bei Betätigung eine Übertragung von Drehmomenten von der zweiten Eingangswelle EW2 und einer ersten Hohlwelle H1a, welche auf der Außenseite der zweiten Eingangswelle EW2 koaxial zu dieser angeordnet ist, her. Auf der ersten Hohlwelle H1a ist ein Übertragungselement zur Übertragung von Drehmomenten von der Hauptachse
Die Verbindungswelle H23 ist weiter mit dem fünften Schaltelement S5 verbunden. Das fünfte Schaltelement S5 ist weiterhin mit der ersten Eingangswelle EW1 verbunden und ermöglicht eine Übertragung von Kraft- und Drehmomenten von der ersten Eingangswelle EW1 auf die Verbindungswelle H23. The connection shaft H23 is further connected to the fifth switching element S5. The fifth switching element S5 is further connected to the first input shaft EW1 and allows transmission of forces and torques from the first input shaft EW1 to the connecting shaft H23.
Das sechste Schaltelement S6 ist mit einer Zwischenwelle ZW verbunden. Die Zwischenwelle ZW ist in axialer Richtung des Getriebes
Die Zwischenwelle ZW ist auch mit einem siebten Schaltelement S7 verbunden. Bei Betätigung des siebten Schaltelementes S7 wird eine Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der Zwischenwelle ZW und der Abtriebswelle AW ermöglicht. Weiterhin ist ein achtes Schaltelement S8 angeordnet. Das achte Schaltelement S8 ermöglicht eine Übertragung von Drehmomenten zwischen der Abtriebswelle AW und einer vierten Hohlwelle H4. Auf der Außenseite der Hohlwelle H4, welche koaxial zur Abtriebswelle AW angeordnet ist, ist ein Übertragungselement zur Übertragung von Drehmomenten zwischen der vierten Hohlwelle H4 und der zweiten Vorlegewelle VW2 angeordnet. Die zweite Vorgelegewelle VW2 weist hierzu ebenfalls ein entsprechendes Übertragungselement auf. Die beiden Übertragungselemente auf der vierten Hohlwelle H4 und der zweiten Vorgelegewelle VW2 bilden dabei die fünfte Radebene V. Schließlich weist die Abtriebswelle AW ein weiteres Übertragungselement auf, welches mit einem Übertragungselement auf der ersten Vorgelegewelle VW1 zusammenwirkt. Diese beiden Übertragungselemente bilden dabei die sechste Radebene VI. Gemäß
Insgesamt ist das dritte Schaltelement S3 und das vierte Schaltelement S4 in einer zweiten Schalteinrichtung SE2 zusammengefasst, welche mittels einer gemeinsamen zweiten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB2 betätigbar sind. Gleiches gilt entsprechend auch für das fünfte Schaltelement S5 und das sechste Schaltelement S6, welche zu einer dritten Schalteinrichtung SE3 zusammengefasst sind. Die beiden Schaltelemente S5, S6 sind dabei mittels einer dritten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB3 entsprechend betätigbar. Die Schalteinrichtung SE4 umfasst die Schaltelemente S7 und S8, welche mittels einer vierten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB4 betätigbar sind. Die Schaltelementbetätigungseinrichtungen SB1, SB2, SB3, SB4 können dabei als Doppelsynchronisierungen ausgeführt sein. Overall, the third switching element S3 and the fourth switching element S4 are combined in a second switching device SE2, which can be actuated by means of a common second switching element actuation device SB2. The same applies accordingly to the fifth switching element S5 and the sixth switching element S6, which are combined to form a third switching device SE3. The two switching elements S5, S6 are correspondingly actuated by means of a third switching element actuator SB3. The Switching device SE4 comprises the switching elements S7 and S8, which can be actuated by means of a fourth switching element actuating device SB4. The switching element actuators SB1, SB2, SB3, SB4 can be embodied as double synchronizers.
Die Übertragungselemente können dabei sowohl fest als auch lose mit der jeweiligen Welle, insbesondere mit den Eingangswellen EW1, EW2 und/oder zumindest eine der Vorgelegewellen VW1, VW2 und/oder der Zwischenwelle ZW und/oder der Hohlwellen H1a, H1b, H2a, H23 und H4 angeordnet oder verbunden werden. Die Übertragungselemente können dabei insbesondere in Form von Zahnrädern, insbesondere Stirnrädern ausgebildet sein, so dass die Radebenen I, II, III, IV, V, VI und VII Stirnradstufen darstellen. Zur Bereitstellung verschiedener Vorwärts- und Rückwärtsgänge, also verschiedener Übersetzungen, können die Stirnradstufen, insbesondere deren Zahnräder, dementsprechend unterschiedliche Übersetzungen umfassen, um verschiedene Vorwärts- und/oder Rückwärtsgänge bereitzustellen. The transmission elements can be both fixed and loose with the respective shaft, in particular with the input shafts EW1, EW2 and / or at least one of the countershafts VW1, VW2 and / or the intermediate shaft ZW and / or the hollow shafts H1a, H1b, H2a, H23 and H4 be arranged or connected. The transmission elements can be designed in particular in the form of gears, in particular spur gears, so that the wheel planes I, II, III, IV, V, VI and VII represent spur gears. To provide various forward and reverse gears, that is, various ratios, the spur gears, in particular their gears, may accordingly comprise different ratios to provide different forward and / or reverse gears.
Insgesamt weist das Getriebe
Die Radebenen I, II, VII, und III sind mit einer der Eingangswellen EW1, EW2 koppelbar. Mittels des sechsten Schaltelementes S6 ist die Zwischenwelle ZW an die erste Eingangswelle EW1 koppelbar. Mittels des siebten Schaltelementes S7 ist die Zwischenwelle ZW an die Abtriebswelle AW koppelbar. Ein Übertragungselement der Radebene VI ist mit der Abtriebswelle AW und mit einem korrespondierenden Übertragungselement der ersten Vorgelegewelle VW1 fest verbunden. Die sechste Radebene VI ist also Abtriebskonstante ausgebildet. Die Übertragungselemente der Radebenen VII, III, IV, V auf der Nebenachse
In
Insgesamt können in der Ausführungsform der
In
Um den ersten Gang mittels des Getriebes
In
Auf diese Weise sind mittels des Getriebes
In
In
In
In
In
In
In
In
Insgesamt können die Schaltelemente S1 bis S8 beim Getriebe
Zusammenfassend bildet die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass insbesondere, wenn alle N Schaltelemente respektive Koppeleinrichtungen bzw. Schalteinrichtungen auf der Hauptachse angeordnet sind, eine flexible und komfortable Leistungsteilung durch Einsatz einer oder mehrerer Vorgelegewellen ermöglicht wird. Weiter bietet die Erfindung den Vorteil durch sieben Radebenen und zumindest vier Schalteinrichtungen, zumindest sechs Vorwärtsgänge und zumindest zwei, insbesondere vier Rückwärtsgänge zur Verfügung zu stellen. Ebenso bietet die Erfindung den Vorteil, dass lediglich vier Aktuatoren in Form der Schalteinrichtungen zur Betätigung der acht Schaltelemente zur Verfügung gestellt werden müssen. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass das Getriebe eine gute Lastschaltfähigkeit und eine gute Hybridisierfähigkeit aufweist. Schließlich bietet die vorliegende Erfindung ebenfalls den Vorteil eines flexibel einsetzbaren und kostengünstigen Getriebes bei einer möglichst großen Anzahl von Vorwärts- und/oder Rückwärtsgängen. In summary, the present invention provides the advantage that, in particular, if all N switching elements or coupling devices or switching devices are arranged on the main axis, a flexible and comfortable power division is made possible by using one or more countershafts. Next, the invention offers the advantage of seven wheel planes and at least four switching devices to provide at least six forward gears and at least two, especially four reverse gears available. Likewise, the invention offers the advantage that only four actuators in the form of the switching devices for actuating the eight switching elements must be provided. Another advantage of the present invention is that the transmission has good load shifting capability and good hybridisability. Finally, the present invention also offers the advantage of a flexible and cost-effective transmission with the largest possible number of forward and / or reverse gears.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in many ways.
Das Getriebe
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Getriebe transmission
- 2 2
- Hauptachse main axis
- 3 3
- Nebenachse minor axis
- 4 4
- Vorgelege countershaft
- I, II, III, IV, V, VI,VII I, II, III, IV, V, VI, VII
- Radebene wheel plane
- S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8
- Schaltelement switching element
- SE1, SE2, SE3, SE4 SE1, SE2, SE3, SE4
- Schalteinrichtung switching device
- EW1, EW2EW1, EW2
- Eingangswelle input shaft
- VW1, VW2, VW3a, VW3b VW1, VW2, VW3a, VW3b
- Vorgelegewelle Countershaft
- H1a, H1b, H2a, H23, H4 H1a, H1b, H2a, H23, H4
- Hohlwelle hollow shaft
- AB FROM
- Abtrieb output
- AN AT
- Antrieb drive
- ZW ZW
- Zwischenwelle intermediate shaft
- AW AW
- Abtriebswelle output shaft
- ZR ZR
- Zwischenrad idler
- EM EM
- elektrische Maschine electric machine
- SB1, SB2, SB3, SB4 SB1, SB2, SB3, SB4
- Schaltelementbetätigungseinrichtung Switching element actuator
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102006054281 A1 [0005] DE 102006054281 A1 [0005]
- DE 102010030569 A1 [0029] DE 102010030569 A1 [0029]
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-
2012
- 2012-06-01 DE DE201210209333 patent/DE102012209333A1/en not_active Withdrawn
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