DE102012213704A1 - Transmission i.e. dual-clutch transmission, for e.g. passenger car, has input shaft axle, where transmission elements and different shafts of input shaft axle are connected, and switching device arranged on axis comprising gear planes - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere Doppelkupplungsgetriebe, für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest zwei Teilgetriebe, wobei jedes der Teilgetriebe zumindest eine Eingangswelle auf einer Antriebsseite des Getriebes, welche auf einer Eingangswellenachse angeordnet sind, aufweist, eine Ausgangswelle als Abtriebswelle der zumindest zwei Teilgetriebe auf einer Abtriebsseite des Getriebes, wobei die Abtriebswelle auf der Eingangswellenachse oder auf zumindest einer, insbesondere zur Eingangswellenachse parallelen, Vorgelegewellenachse angeordnet ist, ein Vorgelege, wobei das Vorgelege zumindest eine Vorgelegewelle umfasst, und wobei die zumindest eine Vorgelegewelle auf der zumindest einen Vorgelegewellenachse angeordnet ist, sowie ein Planentengetriebe, welches mit der Abtriebswelle verbindbar ist, wobei zumindest eine der Eingangswellen über zumindest eine Radebene und/oder zumindest ein Schaltelement sowie über das Planetengetriebe mit der Abtriebswelle verbindbar ist. The invention relates to a transmission, in particular a double clutch transmission, for a motor vehicle, comprising at least two partial transmissions, each of the partial transmissions having at least one input shaft on a drive side of the transmission, which are arranged on an input shaft axis, an output shaft as the output shaft of at least two partial transmissions on one Output side of the transmission, wherein the output shaft on the input shaft axis or on at least one, in particular parallel to the input shaft axis, countershaft axis is arranged, a countershaft, wherein the countershaft comprises at least one countershaft, and wherein the at least one countershaft is arranged on the at least one countershaft axis, and a planetary gear, which is connectable to the output shaft, wherein at least one of the input shafts via at least one gear plane and / or at least one switching element and via the planetary gear to the output shaft is connectable t.
Getriebe für Kraftfahrzeuge werden unter anderem als sogenannte Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt, bei welchem jeweils eine Eingangswelle einem Teilgetriebe zugeordnet ist und bei welchem 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. Gearboxes for motor vehicles are designed, inter alia, as a so-called dual-clutch transmission, in which an input shaft is assigned to a partial transmission and 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, wherein the two Load switching elements are summarized 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 partial transmission 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
Aus der
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 einfacher und kostengünstiger herstellbar ist und gleichzeitig eine zuverlässige Übertragung von Drehmomenten zwischen Antrieb und Abtrieb ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein alternatives Getriebe für ein Kraftfahrzeug anzugeben. An object of the present invention is therefore to provide a transmission for a motor vehicle, which has a good load switching capability and a good hybridisability. 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. Another object of the present invention is to provide an alternative transmission for a motor vehicle.
Die Erfindung löst die Aufgaben bei einem Getriebe, insbesondere Doppelkupplungsgetriebe, für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest zwei Teilgetriebe, wobei jedes der Teilgetriebe zumindest eine Eingangswelle auf einer Antriebsseite des Getriebes, welche auf einer Eingangswellenachse angeordnet sind, aufweist, eine Ausgangswelle als Abtriebswelle der zumindest zwei Teilgetriebe auf einer Abtriebsseite des Getriebes, wobei die Abtriebswelle auf der Eingangswellenachse oder auf zumindest einer, insbesondere zur Eingangswellenachse parallelen, Vorgelegewellenachse angeordnet ist, ein Vorgelege, wobei das Vorgelege zumindest eine Vorgelegewelle umfasst, und wobei die zumindest eine Vorgelegewelle auf der zumindest einen Vorgelegewellenachse angeordnet ist, sowie ein Planentengetriebe, welches mit der Abtriebswelle verbunden ist, wobei zumindest eine der Eingangswellen über zumindest eine Radebene und/oder zumindest ein Schaltelement sowie über das Planetengetriebe mit der Abtriebswelle verbindbar ist, dadurch, dass M Radebenen und N Schalteinrichtungen angeordnet sind, wobei M eine natürliche Zahl größer oder gleich Zwei und N eine natürlich Zahl größer oder gleich Drei ist, und dass zumindest zwei der N Schalteinrichtungen auf der Eingangswellenachse als erste drehmomentabwärts der Antriebsseite angeordnet sind, dass zumindest eine der N Schalteinrichtungen auf der Vorgelegewellenachse angeordnet sind, wobei mittels der zumindest einen Schalteinrichtung auf der Vorgelegewellenachse zumindest zwei Radebenen betätigbar sind, die Übertragungselemente auf der Eingangswellenachse aufweisen und die mit unterschiedlichen Wellen auf der Eingangswellenachse verbindbar sind und dass drehmomentauf- und/oder -abwärts der zumindest einen Schalteinrichtung auf der Vorgelegewellenachse zumindest zwei Radebenen angeordnet sind. The invention solves the problems in a transmission, in particular dual-clutch transmission, for a motor vehicle comprising at least two partial transmissions, each of the partial transmissions having at least one input shaft on a drive side of the transmission, which are arranged on an input shaft axis, an output shaft as the output shaft of the at least two Partial gear on an output side of the transmission, wherein the output shaft is disposed on the input shaft axis or on at least one, in particular parallel to the input shaft axis, countershaft axis, a countershaft, wherein the countershaft comprises at least one countershaft, and wherein the at least one countershaft disposed on the at least one countershaft axis is, as well as a planetary gear, which is connected to the output shaft, wherein at least one of the input shafts on at least one gear plane and / or at least one switching element and via the planetary gear with the output shaft e is connectable by having M wheel planes and N shifting devices arranged, where M is a natural number greater than or equal to two and N is a natural number greater than or equal to three, and that at least two of the N switching devices on the input shaft axis as the first torque downstream of the drive side arranged that at least one of the N switching means are arranged on the countershaft axis, wherein by means of the at least one switching device on the countershaft axis at least two wheel planes are actuated having the transmission elements on the input shaft axis and which are connectable to different waves on the input shaft axis and that Drehmomentauf- and / or down the at least one switching device on the countershaft axis at least two wheel planes are arranged.
Die Erfindung löst die Aufgaben ebenfalls bei einem Kraftfahrzeug, insbesondere einem Personen- oder einem Lastkraftwagen, mit einem Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 22. The invention solves the tasks also in a motor vehicle, in particular a passenger or a truck, with a transmission according to one of
Einer der damit erzielten Vorteilte ist, dass das Getriebe eine sehr gute Lastschaltfähigkeit aufweist. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Getriebe ebenfalls eine gute Hybridisierfähigkeit aufweist. Darüber hinaus ist ein lastschaltfähiger Wechsel von Gruppen von Gängen möglich. One of the advantages achieved with this is that the transmission has a very good load shifting capability. Another advantage is that the transmission also has a good hybridisability. In addition, a load-switchable change of groups of gears is possible.
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 dieser Vorrichtung bzw. 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 this device or 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 Kraft und/oder Drehmomente übertragbar sind. 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 force and / or torques are transferable. Transmission elements can preferably be designed as wheels, preferably as gears, in particular spur gears, bevel gears, worm wheels or the like.
Übertragungselemente sind insbesondere in der Beschreibung, vorzugsweise in den Ansprüchen, im Sinne von Festrädern oder von Losrädern ausgebildet. Sind Übertragungselemente im Sinne von Losrädern ausgebildet, sind diese auf einer Hohlwelle angeordnet und mittels eines Schaltelements an eine weitere Welle auf derselben Achse des Getriebes koppelbar. Transmission elements are formed in particular in the description, preferably in the claims, in terms of fixed wheels or idler gears. If transmission elements are designed in the sense of loose wheels, these are arranged on a hollow shaft and can be coupled by means of a switching element to a further shaft on the same axis of the transmission.
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 die Mehrheit der N Schalteinrichtungen des Getriebes auf der Eingangswellenachse angeordnet. Auf diese Weise können zumindest zwei Schalteinrichtungen hinsichtlich ihrer axialen Position auf unterschiedlichen Achsen näher beieinander angeordnet werden, so dass das Getriebe insgesamt bezüglich seines Bauraums verringert werden kann. Darüber hinaus wird die Leistungsteilung mittels des Vorgeleges verbessert; auf diese Weise können größere Drehmomente von der Antriebs- zur Abtriebsseite übertragen werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Getriebe in radialer Richtung zumindest in Teilbereichen kompakter ausgeführt werden kann, da lediglich wenige Schaltelemente auf der Vorgelegewellenachse angeordnet sind. Conveniently, the majority of the N shift means of the transmission is arranged on the input shaft axis. In this way, at least two switching devices with respect to their axial position on different axes be arranged closer to each other, so that the transmission can be reduced in total with respect to its space. In addition, the power sharing is improved by means of the Vorgeleges; In this way, larger torques can be transmitted from the drive to the output side. Another advantage is that the transmission can be made more compact in the radial direction, at least in some areas, since only a few switching elements are arranged on the countershaft axis.
Vorteilhafterweise sind zumindest zwei Wellen koaxial zueinander angeordnet. Dies verringert den Bauraum für die zumindest zwei Wellen und auch des entsprechenden Getriebes insgesamt, so dass das Getriebe auch bei beengten Verhältnissen in einem Kraftfahrzeug einsetzbar ist. Sind beispielsweise zwei Vorgelegewellen koaxial zueinander angeordnet, können dadurch mehrere Vorgelegewellen bereitgestellt werden, was eine Darstellung einer Vielzahl von Gängen mittels des Getriebes ermöglicht. Advantageously, at least two shafts are arranged coaxially with each other. This reduces the overall space for the at least two shafts and also of the corresponding transmission as a whole, so that the transmission can also be used in cramped conditions in a motor vehicle. If, for example, two countershafts are arranged coaxially with one another, a plurality of countershafts can thereby be provided, which allows a representation of a plurality of gears by means of the transmission.
Zweckmäßigerweise ist die Anzahl N gleich Sechs und/oder die Anzahl M gleich Sechs. Sind also N = 6 und/oder M = 6 Schalteinrichtungen bzw. Radebenen angeordnet, sind zumindest mehrere Vorwärtsgänge durch das Getriebe darstellbar, wobei gleichzeitig das Getriebe kompakt ausgeführt werden kann, so dass dieses in einer Vielzahl von Fahrzeugen einsetzbar ist. Conveniently, the number N is equal to six and / or the number M is equal to six. Thus, if N = 6 and / or M = 6 switching devices or wheel planes are arranged, at least several forward gears can be represented by the transmission, at the same time the transmission can be made compact, so that it can be used in a variety of vehicles.
Vorteilhafterweise ist zumindest eine der Wellen des Getriebes als Vollwelle und eine weitere Welle auf derselben Achse des Getriebes als Hohlwelle ausgebildet. Damit ist eine besonders platzsparende Anordnung der beiden Wellen möglich, da die als Hohlwelle ausgebildete Welle koaxial und parallel zu der als Vollwelle ausgebildeten Welle 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 zeitaufwändige und damit kostenintensive Festlegung von jeweiligen Übertragungselementen an der entsprechenden Welle kann damit entfallen. Advantageously, at least one of the shafts of the transmission is designed as a solid shaft and a further shaft on the same axis of the transmission as a hollow shaft. For a particularly space-saving arrangement of the two shafts is possible because the shaft formed as a hollow shaft coaxial and can be arranged parallel to the shaft formed as a solid shaft. When training as a solid shaft or as a hollow shaft respective transmission elements, if they are to be firmly connected to the solid shaft or hollow shaft, with the respective shaft in one piece and thus be produced inexpensively. A time-consuming and therefore costly determination of the respective transmission elements on the corresponding shaft can thus be dispensed with.
Zweckmäßigerweise ist zumindest eine der Eingangswellen des Getriebes mit einer Welle des Planetengetriebes verbindbar, welche als Sonnenwelle ausgebildet ist. Auf diese Weise ist eine direkte Verbindung zwischen zumindest einer der Eingangswellen des Getriebes und dem Planetengetriebe und damit eine direktere Übertragung von Kraft- und Drehmomenten mittels der Sonnen(rad)welle von der Antriebsseite zur Abtriebsseite möglich. Conveniently, at least one of the input shafts of the transmission is connectable to a shaft of the planetary gear, which is designed as a sun shaft. In this way, a direct connection between at least one of the input shafts of the transmission and the planetary gear and thus a more direct transmission of forces and torques by means of the sun (rad) wave from the drive side to the output side possible.
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 ein Rückwärtsgang für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt werden kann, was die Flexibilität hinsichtlich des Einsetzens des Getriebes in verschiedenen Fahrzeugen wesentlich erhöht. Advantageously, 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 respect to the insertion of the transmission in different vehicles.
Zweckmäßigerweise ist die Rückwärtsgangstufe mittels zumindest einer der N Schalteinrichtungen betätigbar, wobei die zumindest eine Schalteinrichtung auf der Eingangswellenachse und/oder der Vorgelegewellenachse angeordnet ist. Auf diese Weise können zumindest zwei der Schalteinrichtungen, nämlich die zur Betätigung der Rückwärtsgangstufe und eine weitere Schalteinrichtung auf der Vorgelegewellenachse oder der Eingangswellenachse hinsichtlich ihrer axialen Position näher beieinander angeordnet werden, so dass das Getriebe insgesamt kompakter ausgeführt werden kann. Darüber hinaus ist ein Vorteil, dass die Rückwärtsgangstufe im Wesentlichen lastfrei mitdrehen kann, da diese bei Nichtbetätigung nicht mit einer Vorgelegewelle gekoppelt ist. Conveniently, the reverse gear stage is actuated by means of at least one of the N switching devices, wherein the at least one switching device is arranged on the input shaft axis and / or the countershaft axis. In this way, at least two of the switching devices, namely those for operating the reverse gear and another switching device on the countershaft axis or the input shaft axis with respect to their axial position can be arranged closer together, so that the transmission can be made more compact overall. In addition, it is an advantage that the reverse gear can rotate substantially load-free, since it is not coupled with a countershaft when not operated.
Vorteilhafterweise sind drehmomentauf- und/oder -abwärts der Rückwärtsgangstufe zumindest eine, insbesondere zumindest zwei weitere Radebenen angeordnet. Vorteil hierbei ist, dass mittels der Rückwärtsgangstufe einfacher eine größere Anzahl von Rückwärtsgängen durch das Getriebe darstellbar ist, was die Flexibilität hinsichtlich des Einsatzes des Getriebes in verschiedenen Fahrzeugen wesentlich erhöht. Advantageously, at least one, in particular at least two further wheel planes are arranged upstream and / or downstream of the reverse gear. The advantage here is that by means of the reverse gear stage, a greater number of reverse gears can be represented more easily by the transmission, which substantially increases the flexibility with regard to the use of the transmission in different vehicles.
Zweckmäßigerweise sind mittels der Schalteinrichtung zur Betätigung der Rückwärtsgangstufe zumindest zwei weitere Radebenen betätigbar. Damit wird die Anzahl der zur Betätigung von Radebenen notwendigen Schalteinrichtungen reduziert, was eine kostengünstigere Herstellung des Getriebes ermöglicht. Darüber hinaus wird auch der Bauraum gesenkt, da weniger Schalteinrichtungen im Getriebe angeordnet werden müssen. Conveniently, by means of the switching device for actuating the reverse gear at least two further wheel planes can be actuated. Thus, the number of switching devices necessary for the operation of wheel planes is reduced, which allows a more cost-effective production of the transmission. In addition, the space is reduced because fewer switching devices must be arranged in the transmission.
Vorteilhafterweise sind mittels des Getriebes zumindest acht Rückwärtsgänge darstellbar. Auf diese Weise ist eine hohe Anzahl von Gangstufen durch das Getriebe darstellbar ist, was die Flexibilität des Getriebes hinsichtlich des Einsatzes in verschiedenen Kraftfahrzeugen noch weiter erhöht. Darüber hinaus wird die Effizienz eines mit dem Getriebe versehenen Kraftfahrzeugs noch weiter verbessert, da mittels der Vielzahl von möglichen Gangstufen eine Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs noch besser in ihrem jeweiligen optimalen Bereich betrieben werden kann. Advantageously, at least eight reverse gears can be displayed by means of the transmission. In this way, a high number of gear stages can be represented by the transmission, which further increases the flexibility of the transmission with respect to the use in various motor vehicles. In addition, the efficiency of a motor vehicle provided with the transmission is further improved, since by means of the plurality of possible gear stages, an internal combustion engine of the motor vehicle can be operated even better in their respective optimum range.
Zweckmäßigerweise ist eine elektrische Maschine an zumindest einem Übertragungselement einer Radebene und/oder an zumindest einer Vorgelegewelle und/oder an zumindest einer der Wellen auf der Eingangswellenachse zur Hybridisierung des Getriebes, insbesondere mittels einer zusätzlichen Schalteinrichtung und/oder einem damit verbundenen Übertragungselement angeordnet. Expediently, an electric machine is arranged on at least one transmission element of a gear plane and / or on at least one countershaft and / or on at least one of the shafts on the input shaft axis for hybridizing the transmission, in particular by means of an additional switching device and / or a transmission element connected thereto.
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 insbesondere an zumindest eine der Eingangswellen oder an die Abtriebswelle oder an zumindest eine der Vorgelegewellen erfolgen. Die elektrische Maschine kann ebenfalls an ein Übertragungselement einer der Radebenen im Sinne eines Losrades gekoppelt sein. Das entsprechende Übertragungselement ist somit mittels eines Schaltelementes an die jeweilige Welle koppelbar. 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 be carried out in particular to at least one of the input shafts or to the output shaft or at least one of the countershafts. The electric machine can also be coupled to a transmission element of one of the wheel planes in the sense of a loose wheel. The corresponding transmission element can thus be coupled by means of a switching element to the respective shaft.
Es ist ebenso möglich, die elektrische Maschine an ein Übertragungselement im Sinne eines Festrades, also an ein Übertragungselement, welches insbesondere fest und ohne weiteres Schaltelement direkt 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 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
Vorteilhafterweise ist die elektrische Maschine an einem Übertragungselement zumindest einer der Radebenen angeordnet, welche mit einer Vorgelegewelle, ausgebildet als Hohlwelle, verbunden ist. Auf diese Weise ist eine besonders einfache und zuverlässige Anordnung bzw. Ankopplung 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. Ist die Hohlwelle mittels einem Schaltelement weiter an eine Vollwelle koppelbar, kann auf ein Schaltelement zur Anbindung der elektrischen Maschine verzichtet werden, da dann bei nicht betätigtem Schaltelement die elektrische Maschine lastfrei stellbar ist. Advantageously, the electric machine is arranged on a transmission element of at least one of the wheel planes, which is connected to a countershaft, designed as a hollow shaft. In this way, a particularly simple and reliable arrangement or coupling of the electric machine to the transmission and thus a reliable transmission of force and torque from the electric machine to the transmission, in particular ultimately to the output shaft, possible. If the hollow shaft by means of a switching element further coupled to a solid shaft, can be dispensed with a switching element for connection of the electric machine, since then the electrical machine is load-free adjustable when not actuated switching element.
Zweckmäßigerweise ist eine Schalteinrichtung zur Betätigung des Planetengetriebes angeordnet, welche zumindest ein Schaltelement umfasst, wobei mittels des zumindest einen Schaltelementes ein Hohlrad des Planetengetriebes mit einem Gehäuse des Getriebes drehfest verbindbar ist. Auf diese Weise kann ein Hohlrad des Planetengetriebes beispielsweise mittels einer Hohlradwelle gegenüber dem Gehäuse drehfest angeordnet werden, so dass Gänge bereitgestellt werden, die eine Übersetzung ins Schnelle ermöglichen. Appropriately, a switching device for actuating the planetary gear is arranged, which comprises at least one switching element, wherein by means of the at least one switching element, a ring gear of the planetary gear with a housing of the transmission is rotatably connected. In this way, a ring gear of the planetary gear, for example by means of a ring gear relative to the housing can be arranged rotationally fixed, so that gears are provided which allow a translation into the fast.
Vorteilhafterweise umfasst die Schalteinrichtung zur Betätigung des Planetengetriebes zwei Schaltelemente, wobei mittels einem der Schaltelemente das Hohlrad mit einem Planetenträger des Planetengetriebes koppelbar ist. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass damit ein Blockumlauf des Planetengetriebes ermöglicht wird. Advantageously, the switching device for actuating the planetary gear comprises two switching elements, wherein by means of one of the switching elements, the ring gear is coupled to a planet carrier of the planetary gear. One of the advantages achieved with this is that it allows a block circulation of the planetary gear.
Zweckmäßigerweise ist eine Planetenträgerwelle, welche mit einem Planetenträger des Planetengetriebes als Abtriebswelle ausgebildet. Vorteil hierbei ist, dass auf weitere Bauelemente oder -teile zur Verbindung von Planetenträger bzw. Steg des Planetengetriebes, Planetenträgerwelle und Abtriebswelle verzichtet werden kann. Conveniently, a planet carrier shaft which is formed with a planet carrier of the planetary gear as the output shaft. The advantage here is that can be dispensed with further components or parts for connection of planet carrier or web of the planetary gear, planet carrier shaft and output shaft.
Vorteilhafterweise ist ein Schaltelement einer der N Schalteinrichtungen derart ausgebildet, dass ein Übertragungselement auf der Eingangswellenachse zumindest einer der M Radebenen mit einem Planetenträger des Planetengetriebes verbindbar ist, insbesondere über eine Planetenträgerwelle, die mit dem Planetenträger verbunden ist. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass damit eine direkte Verbindung mit dem Planetenträger bzw. Steg des Planetengetriebes, insbesondere mit der Abtriebswelle ermöglicht wird, falls der Planetenträger als Abtriebswelle ausgebildet ist. Auf diese Weise ist eine besonders zuverlässige und direktere Übertragung von Kraft und Drehmomenten von der einen Radebene auf die Abtriebswelle möglich. Advantageously, a switching element of one of the N switching devices is designed such that a transmission element on the input shaft axis of at least one of the M wheel planes with a planet carrier of the planetary gear is connectable, in particular via a planet carrier shaft which is connected to the planet carrier. One of the advantages achieved thereby is that it allows a direct connection to the planet carrier or web of the planetary gear, in particular with the output shaft, if the planet carrier is designed as an output shaft. In this way, a particularly reliable and more direct transmission of force and torque from the one wheel plane to the output shaft is possible.
Zweckmäßigerweise sind die N Schalteinrichtungen und die M Radebenen und das Planetengetriebe so angeordnet, dass mindestens neun Vorwärtsgänge und mindestens acht Rückwärtsgänge durch das Getriebe darstellbar sind. Auf diese Weise kann das Getriebe für eine Vielzahl von Fahrzeugen eine hohe Anzahl von Vorwärtsgängen und Rückwärtsgängen zur Verfügung stellen, insbesondere sowohl für Personenkraftwagen als auch für Lastkraftwagen. Conveniently, the N switching devices and the M wheel planes and the planetary gear are arranged so that at least nine forward gears and at least eight reverse gears are represented by the transmission. In this way, the transmission can provide a high number of forward gears and reverse gears for a variety of vehicles, especially for both passenger cars and trucks.
Vorteilhafterweise sind die Übertragungselemente der Mehrheit der M Radebenen mit zumindest einer der Eingangswellen verbindbar oder verbunden. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass damit eine Vielzahl möglicher Kopplungen von den Eingangswellen auf zumindest eine der Vorgelegewellen ermöglicht wird, was die Darstellung einer Vielzahl von möglichen Gängen durch das Getriebe ermöglicht. Advantageously, the transmission elements of the majority of M wheel planes are connectable or connected to at least one of the input shafts. One of the advantages achieved with this is that it enables a large number of possible couplings from the input shafts to at least one of the countershafts, which makes it possible to display a large number of possible gears through the transmission.
Zweckmäßigerweise umfasst die zumindest eine Schalteinrichtung auf der Vorgelegewellenachse ein einzelnes Schaltelement. Auf diese Weise kann Bauraum im Bereich der Vorgelegewellenachse eingespart werden, so dass das Getriebe hinreichend kompakt ausgeführt werden kann. Conveniently, the at least one switching device on the countershaft axis comprises a single switching element. In this way, space can be saved in the area of the countershaft axis, so that the transmission can be made sufficiently compact.
Zweckmäßigerweise ist M eine gerade Zahl, insbesondere wobei die zumindest eine Schalteinrichtung auf der Vorgelegewellenachse zwischen jeweils M/2 Radebenen angeordnet ist. Vorteil hierbei ist unter anderem, dass damit die mittels der zumindest einen Schalteinrichtung auf der Vorgelegewellenachse betätigbaren Radebenen flexibel verschiedene Kopplungen zwischen Eingangswellenachse und Vorgelegewellenachse über die verschiedenen Radebenen bereitstellen können. Conveniently, M is an even number, in particular wherein the at least one switching device is arranged on the countershaft axis between each M / 2 wheel planes. One advantage of this is, inter alia, that in this way the wheel planes which can be actuated on the countershaft axis by means of the at least one shifting device can flexibly provide different couplings between the input shaft axis and the countershaft axis via the different wheel planes.
Zweckmäßigerweise sind zwei Schaltelemente unterschiedlicher Schalteinrichtungen über eine gemeinsame Welle, insbesondere ausgebildet als Hohlwelle miteinander verbunden, wobei zwischen den beiden Schalteinrichtungen lediglich ein Übertragungselement einer Radebene angeordnet sein kann. Auf diese Weise wird die Flexibilität des Getriebes noch weiter erhöht hinsichtlich von Kopplungen verschiedener Radebenen zwischen Eingangswellenachse und Vorgelegewellenachse sowie auf der Eingangswellenachse selbst. Darüber hinaus wird der Bauraum für die beiden Schalteinrichtungen nicht wesentlich vergrößert, so dass insgesamt das Getriebe hinreichend kompakt ausgeführt werden kann. Conveniently, two switching elements of different switching devices via a common shaft, in particular designed as a hollow shaft connected to each other, wherein between the two switching devices only a transmission element of a wheel plane can be arranged. In this way, the flexibility of the transmission is further increased in terms of couplings of different wheel planes between input shaft axis and countershaft axis and on the input shaft axis itself. In addition, the space for the two switching devices is not significantly increased, so that overall the transmission can be made sufficiently compact.
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 is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, 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
Weiterhin umfasst das Getriebe
Weiter umfasst das Getriebe
Beginnend von der Antriebsseite AN und ausgehend von den beiden Kupplungen K1, K2 umfasst das Getriebe
Jede der genannten Radebenen
Parallel zur Eingangswellenachse
Beginnend von der Antriebsseite AN weist die Vorgelegewellenachse
Das Planetengetriebe GP ist im Wesentlichen in üblicher Weise aufgebaut und umfasst ein zentrales Sonnenrad
Im Folgenden werden nun die elf Schaltelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10 und S11 beschrieben. The eleven switching elements S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10 and S11 will now be described below.
Das im Folgenden genannte jeweilige Schaltelement ist mit jeweils zwei Wellen, einer Welle und einem Übertragungselement, oder zwei Übertragungselementen des Getriebes verbunden und stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen den jeweiligen Wellen und/oder Übertragungselementen her. The respective switching element mentioned below is connected to two shafts, one shaft and one transmission element, or two transmission elements of the transmission and, when actuated, establishes a connection for transmitting force and torques between the respective shafts and / or transmission elements.
Das erste Schaltelement S1 ist auf der Eingangswellenachse
Das erste Schaltelement S1 und das zweite Schaltelement S2 sind in einer ersten Schalteinrichtung SE1 zusammengefasst angeordnet und mittels einer gemeinsamen ersten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB1 betätigbar. The first switching element S1 and the second switching element S2 are arranged combined in a first switching device SE1 and actuated by means of a common first switching element actuator SB1.
Das dritte Schaltelement S3 ist auf der Eingangswellenachse
Das dritte Schaltelement S3 und das vierte Schaltelement S4 sind in einer zweiten Schalteinrichtung SE2 zusammengefasst angeordnet und mittels einer gemeinsamen zweiten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB2 betätigbar. The third switching element S3 and the fourth switching element S4 are combined in a second switching device SE2 arranged and actuated by means of a common second switching element actuator SB2.
Das fünfte Schaltelement S5 ist auf der Vorgelegewellenachse
Das fünfte Schaltelement S5 ist in einer dritten Schalteinrichtung SE3 angeordnet und mittels einer dritten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB3 betätigbar. The fifth switching element S5 is arranged in a third switching device SE3 and actuated by means of a third switching element actuation device SB3.
Das sechste Schaltelement S6 ist auf der Eingangswellenachse
Das sechste Schaltelement S6 und das siebte Schaltelement S7 sind in einer vierten Schalteinrichtung SE4 zusammengefasst angeordnet und mittels einer gemeinsamen vierten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB4 betätigbar. The sixth switching element S6 and the seventh switching element S7 are combined in a fourth switching device SE4 arranged and actuated by means of a common fourth switching element actuator SB4.
Das achte Schaltelement S8 ist auf der Eingangswellenachse
Das achte Schaltelement S8 und das neunte Schaltelement S9 sind in einer fünften Schalteinrichtung SE5 zusammengefasst angeordnet und mittels einer gemeinsamen fünften Schaltelementbetätigungseinrichtung SB5 betätigbar. The eighth switching element S8 and the ninth switching element S9 are combined in a fifth switching device SE5 arranged and actuated by means of a common fifth switching element actuator SB5.
Das zehnte Schaltelement S10 ist auf der Eingangswellenachse
Das zehnte Schaltelement S10 und das elfte Schaltelement S11 sind in einer sechsten Schalteinrichtung SE6 zusammengefasst angeordnet und mittels einer gemeinsamen sechsten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB6 betätigbar. The tenth switching element S10 and the eleventh switching element S11 are combined in a sixth switching device SE6 arranged and actuated by means of a common sixth switching element actuator SB6.
Die Schaltelementbetätigungseinrichtungen SB1, SB2, SB3, SB4, SB5 und SB6 bzw. die Schalteinrichtungen SE1, SE2, SE3, SE4, SE5 und SE6 können im Fall von zwei Schaltelementen als Doppelsynchronisierungen, im Fall von einem Schaltelement als Einfachsynchronisierung ausgeführt sein. Insgesamt weist das Getriebe
Das Getriebe
Das Getriebe
In
Die Stufen in der Schaltmatrix, welche mit Buchstaben bezeichnet sind, entsprechen dabei wie folgt den Radebenen: a entspricht der ersten Radebene
Weiterhin bezeichnet das Bezugszeichen G1 die „langsame“ Gruppe der Vorwärtsgänge V1 bis V5 bzw. der Rückwärtsgänge R1 bis R4, das Bezugszeichen G2 die „schnelle“ Gruppe der Vorwärtsgänge V6 bis V9 bzw. der Rückwärtsgänge R5 bis R8. Further, the reference character G1 denotes the "slow" group of the forward gears V1 to V5 and the reverse gears R1 to R4, the reference character G2 the "fast" group of the forward gears V6 to V9 and the reverse gears R5 to R8.
Soweit im Folgenden nicht anders beschrieben sind sämtliche Kupplungen K1 und K2 und sämtliche Schaltelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10 und S11 jeweils geöffnet. Unless otherwise described below, all clutches K1 and K2 and all switching elements S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10 and S11 are each open.
Der erste Vorwärtsgang V1 umfasst die zweite Radebene
Der sechste Vorwärtsgang V6 umfasst die Radebenen
Der erste Rückwärtsgang R1 umfasst die Radebenen
Der fünfte Rückwärtsgang R5 umfasst die Radebenen
Insgesamt sind somit mittels der Schaltmatrix gemäß
Weiterhin bezeichnet nun das Bezugszeichen G1 die „langsame“ Gruppe der Vorwärtsgänge V1 bis V6 bzw. der Rückwärtsgänge R1 bis R4, das Bezugszeichen G2 nun die „schnelle“ Gruppe der Vorwärtsgänge V7 bis V12 bzw. der Rückwärtsgänge R5 bis R8. Furthermore, the reference symbol G1 now denotes the "slow" group of the forward gears V1 to V6 and the reverse gears R1 to R4, the reference symbol G2 now the "fast" group of forward gears V7 to V12 and the reverse gears R5 to R8.
Der erste Vorwärtsgang V1 umfasst die Radebenen
Der siebte Vorwärtsgang V7 umfasst die Radebenen
Die Rückwärtsgänge R1 bis R8 gemäß der Schaltmatrix der
Insgesamt sind somit mittels der Schaltmatrix gemäß
In
Die Abfolge von Radebenen und Schaltelementen auf der Vorgelegewellenachse
Das dritte Schaltelement S3 ist nun als einzelnes Schaltelement in der zweiten Schalteinrichtung SE2 angeordnet und mittels der zweiten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB2 betätigbar. Das vierte Schaltelement S4 und das fünfte Schaltelement S5 sind nun in der dritten Schalteinrichtung SE3 zusammengefasst angeordnet und mittels der dritten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB3 betätigbar. The third switching element S3 is now arranged as a single switching element in the second switching device SE2 and actuated by means of the second switching element actuator SB2. The fourth switching element S4 and the fifth switching element S5 are now combined in the third switching device SE3 arranged and actuated by means of the third switching element actuator SB3.
In
In
Insgesamt können die Schaltelemente S1 bis S11 beim Getriebe
Die Übertragungselemente können dabei insbesondere in Form von Zahnrädern, vorzugsweise als Stirnräder ausgebildet sein, so dass die Radebenen
Zusammenfassend bietet die vorliegende Erfindung unter anderem den Vorteil, dass ein lastschaltfähiger Gruppenwechsel zwischen einer langsamen Gruppe G1, umfassend die Vorwärtsgänge V1 bis V5 bzw. V6 sowie die Rückwärtsgänge R1 bis R4 und einer schnellen Gruppe G2, umfassend die Vorwärtsgänge V6 bis V9 bzw. V7 bis V12 und die Rückwärtsgänge R5 bis R8 ermöglicht wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass bei insgesamt sechs Radebenen und einem Planetengetriebe zumindest neun Vorwärtsgänge, insbesondere zumindest zwölf Vorwärtsgänge und zumindest acht Rückwärtsgänge zur Verfügung gestellt werden. Darüber hinaus ist ein Vorteil, dass ein zwölfter Vorwärtsgang einen direkten Durchtrieb in Form eines Direktgangs ermöglicht und somit relativ kleine Stufensprünge zwischen den Gängen, insbesondere eine relativ kurze
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
- erstes Teilgetriebe first partial transmission
- 3 3
- zweites Teilgetriebe second partial transmission
- 4 4
- Eingangswellenachse Input shaft axis
- 5 5
- Vorgelegewellenachse Countershaft axis
- 6 6
- Vorgelege countershaft
- I, II, III, IV, V, VI I, II, III, IV, V, VI
- Radebene wheel plane
- 40 40
- Sonnenrad sun
- 41 41
- Planetenrad planet
- 42 42
- Planeten(rad)träger Planet (rad) support
- 43 43
- Hohlrad ring gear
- EW1, EW2 EW1, EW2
- Eingangswelle input shaft
- SW SW
- Sonnenwelle sun wave
- PTW PTW
- Planetenträgerwelle Planetary carrier shaft
- HW HW
- Hohlradwelle ring gear
- AW AW
- Abtriebswelle output shaft
- H1, H2, H3, H4, H5 H1, H2, H3, H4, H5
- Hohlwelle hollow shaft
- K1, K2 K1, K2
- erstes/zweites Lastschaltelement first / second load switching element
- S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11
- Schaltelement switching element
- SB1, SB2, SB3, SB4, SB5, SB6SB1, SB2, SB3, SB4, SB5, SB6
- Schaltelementbetätigungseinrichtung Switching element actuator
- SE1, SE2, SE3, SE4, SE5, SE6SE1, SE2, SE3, SE4, SE5, SE6
- Schalteinrichtung switching device
- VW1, VW2, VW3 VW1, VW2, VW3
- Vorgelegewelle Countershaft
- ZR ZR
- Zwischenrad idler
- AN AT
- Antriebsseite driving side
- AB FROM
- Abtriebsseite output side
- EM EM
- elektrische Maschine electric machine
- G G
- Gehäuse casing
- GP GP
- Planetengetriebe planetary gear
- V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, V10, V11, V12 V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, V10, V11, V12
- Vorwärtsgang forward gear
- R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8
- Rückwärtsgang reverse gear
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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