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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeuggetriebe, umfassend zwei Teilgetriebe, die über koaxial zueinander angeordnete Eingangswellen verfügen und jeweils abwechselnd durch Verbinden der je zugeordneten Eingangswelle mit einer Antriebsseite in einen Kraftfluss zu mindestens einer Abtriebsseite einbindbar sind, wobei parallel zu den Eingangswellen zwei Vorgelege vorgesehen sind und eine Drehbewegung der Antriebsseite auf die mindestens eine Abtriebsseite mit einem von mehreren diskreten und entsprechend einer Gangfolge wechselweise auf die beiden Teilgetriebe aufgeteilten Gängen übersetzbar ist, welche jeweils durch Betätigung mindestens eines je zugehörigen Schaltelements und einem damit verbundenen Führen des Kraftflusses über zumindest eines der Vorgelege und über zumindest eine Übersetzungsstufe unter Wechsel zwischen den Teilgetrieben lastschaltbar darstellbar sind.
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Derartige Kraftfahrzeuggetriebe werden unter anderem als sogenannte Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt, bei welchen die Eingangswellen der beiden Teilgetriebe über ein je zugehöriges Lastschaltelement mit einer Antriebsseite verbunden werden können, wobei die beiden Lastschaltelemente dabei üblicherweise in einer Doppelkupplung zusammengefasst sind. Die über ein solches Kraftfahrzeuggetriebe schaltbaren Gänge sind hierbei wechselweise auf die beiden Teilgetriebe aufgeteilt, so dass das eine Teilgetriebe die ungeraden Gänge und das andere Teilgetriebe die geraden Gänge darstellt. Üblicherweise werden die einzelnen Gänge dabei durch eine oder mehrere Übersetzungsstufen mit jeweils diskreten Übersetzungen definiert, wobei diese Übersetzungsstufen dann durch zugehörige Schaltelemente gezielt in den Kraftfluss eingebunden werden können, so dass eine entsprechende Übersetzung zwischen der Antriebsseite und zumindest einer Abtriebsseite des Kraftfahrzeuggetriebes dargestellt wird.
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Durch die 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 zugehörigen Schaltelemente bereits einen darauf folgenden Gang vorzuwählen, wobei ein letztendlicher Wechsel in den darauf folgenden Gang durch Öffnen des Lastschaltelements des einen Teilgetriebes und kurz darauf folgendes Schließen des Lastschaltelements des anderen Teilgetriebes durchführbar ist. Hierdurch können die Gänge des Kraftfahrzeuggetriebes unter Last geschaltet werden, was ein Beschleunigungsvermögen des Kraftfahrzeugs aufgrund des damit nahezu zugkraftunterbrechungsfreien Gangwechsels verbessert und komfortablere Schaltvorgänge ermöglicht. Unter anderem werden Doppelkupplungsgetriebe hierbei mit achsversetzt zueinander liegenden An- und Abtriebsseiten, sowie zwei hierzu parallelen Vorgelegen ausgeführt, so dass in axialer Richtung ein kompakter Aufbau erzielt werden kann. Dabei sind die beiden parallelen Vorgelege häufig über jeweils eine Abtriebsstufe mit einer gemeinsamen Abtriebsseite des Getriebes gekoppelt und können jeweils mit den Eingangswellen zur Darstellung eines jeweiligen Ganges verbunden werden.
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Aus der
DE 10 2009 002 358 A1 geht ein derartiges Kraftfahrzeuggetriebe hervor, welches als Doppelkupplungsgetriebe ausgestaltet ist und zwei Teilgetriebe mit koaxial zueinander angeordneten Eingangswellen umfasst. Durch Verbinden der je zugeordneten Eingangswelle über ein jeweiliges Lastschaltelement mit einer Antriebsseite können die beiden Teilgetriebe jeweils abwechselnd in einen Kraftfluss von der Antriebsseite zu einer Abtriebsseite eingebunden werden, wobei die Eingangswelle des einen Teilgetriebes dabei als Getriebezentralwelle und die Eingangswelle des anderen Teilgetriebes als Getriebehohlwelle ausgeführt ist. Achsversetzt zu den beiden Eingangswellen ist eine die Abtriebsseite beider Teilgetriebe ausbildende Ausgangswelle vorgesehen, wobei eine Drehbewegung der Antriebsseite mit einem von mehreren diskreten Gängen auf die Abtriebsseite übersetzbar ist, indem der Kraftfluss über zumindest eins von zwei Vorgelegen geführt wird, welche parallel zu den Eingangswellen und der Ausgangswelle verlaufen. Dabei sind die Vorgelege jeweils über Abtriebsstufen mit der Ausgangswelle verbunden, wobei im Falle des einen Vorgeleges eine Abkoppelbarkeit der Abtriebsstufe von einer Vorgelegewelle des Vorgeleges über ein zwischenliegendes Schaltelement gegeben ist. Zur Darstellung eines Ganges wird mindestens eine je zugehörige Übersetzungsstufe mit jeweils einer diskreten Übersetzung durch Betätigung eines je zugehörigen Schaltelements in den Kraftfluss geschaltet. Dabei ist zumindest ein Gang als sogenannter Windungsgang ausgeführt, bei welchem der Kraftfluss von einer der Eingangswellen übersetzt über eines der Vorgelege zurück auf die Eingangswellenachse geführt und von dort aus dann über das jeweils andere Vorgelege auf die Abtriebsseite übertragen wird. Hierbei werden die Übersetzungsstufen anderer Gänge genutzt. Insgesamt sind die Übersetzungsstufen dabei den beiden Teilgetrieben derartig zugeteilt, dass bei Schalten entlang einer Gangfolge stets ein Wechsel zwischen den Teilgetrieben erfolgt, wodurch diese Schaltungen unter Last vollzogen werden können.
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Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftfahrzeuggetriebe zur Verfügung zu stellen, bei welchem bei einem möglichst kompakten Aufbau in axialer Richtung und unter Verwendung weniger Übersetzungsstufen eine große Anzahl an lastschaltbaren Gängen darstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
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Gemäß der Erfindung umfasst ein Kraftfahrzeuggetriebe zwei Teilgetriebe, die über koaxial zueinander angeordnete Eingangswellen verfügen und jeweils abwechselnd durch Verbinden der je zugeordneten Eingangswelle mit einer Antriebsseite in einen Kraftfluss zu mindestens einer Abtriebsseite einbindbar sind. Hierbei sind parallel zu den Eingangswellen zwei Vorgelege vorgesehen, wobei eine Drehbewegung der Antriebsseite mit einem von mehreren diskreten und entsprechend einer Gangfolge wechselweise auf die beiden Teilgetriebe aufgeteilten Gängen übersetzt auf die mindestens eine Abtriebsseite übertragen werden kann. Die Gänge sind dabei jeweils durch Betätigung mindestens eines je zugehörigen Schaltelements und einem damit verbundenen Führen des Kraftflusses über zumindest eines der Vorgelege und über zumindest eine Übersetzungsstufe darstellbar, wobei ein Wechsel zwischen den Teilgetrieben unter Last vollzogen werden kann.
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Im Sinne der Erfindung sind Schaltelemente hierbei bevorzugt als Synchronisierungen ausgeführt, über welche eine formschlüssige Koppelung zweier Getriebeelemente, wie einer Getriebewelle und einem hierauf drehbar gelagerten Losrad einer Übersetzungsstufe oder zweier Getriebewellen, hergestellt wird, nachdem Drehzahldifferenzen zwischen den Elementen abgebaut wurden. Alternativ dazu ist jedoch prinzipiell auch eine anderweitige Ausgestaltung der Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente, wie zum Beispiel als Klauenkupplungen, oder aber auch als kraftschlüssige Schaltelemente, beispielsweise Lamellenkupplungen, denkbar.
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Erfindungsgemäß ist von den koaxialen Eingangswellen die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes als Getriebezentralwelle oder als Getriebehohlwelle ausgeführt, wobei dann die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes als koaxial hierzu verlaufende Getriebehohlwelle bzw. als Getriebezentralwelle vorgesehen ist. Mit anderen Worten ist also die Eingangswelle des einen Teilgetriebes entweder als Getriebezentralwelle oder als Getriebehohlwelle ausgestaltet und die Eingangswelle des jeweils anderen Teilgetriebes genau entgegengesetzt als koaxial hierzu verlaufende Getriebehohlwelle oder Getriebezentralwelle ausgebildet.
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Des Weiteren ist die mindestens eine Abtriebsseite beider Teilgetriebe insbesondere durch je ein Wellenende einer achsversetzt zu den Eingangswellen verlaufenden Ausgangswelle gebildet, mit welcher die Vorgelege jeweils über je eine Abtriebsstufe in Verbindung stehen. Diese Abtriebsstufen sind dann insbesondere in einer gemeinsamen Radebene angeordnet, indem ein Festrad seitens der Ausgangswelle mit jeweils einem Festrad seitens des ersten und seitens des zweiten Vorgeleges kämmt, wobei die Abtriebsstufen hierbei in axialer Richtung entweder zwischen den Übersetzungsstufen oder in einem endseitigen Bereich der Vorgelege angeordnet sind. Die Anordnung der Abtriebsstufen in einer Radebene hat hierbei den Vorteil, dass somit ein in axialer Richtung äußerst kompakter Abtrieb von den Vorgelegen auf die Ausgangswelle möglich ist, da die Zahnräder der beiden Abtriebsstufen damit in einer axialen Ebene liegen. Bei Anordnung dieser Doppelradebene in einem endseitigen Bereich der Vorgelege sind die miteinander kämmenden Zahnräder zudem sehr dicht an jeweiligen Lagerstellen der Vorgelege platziert, so dass Durchbiegungen von Wellen der Vorgelege gering gehalten werden können. Abgesehen davon ist aber auch eine Platzierung zwischen den Übersetzungsstufen denkbar, insbesondere dann, wenn in dem jeweiligen Bereich Lagerbrillen der Vorgelegewellen angeordnet sind, so dass durch den damit ebenfalls nahe an einer Lagerung platzierten Abtrieb auftretende Durchbiegungen begrenzt werden können. Zudem kann die Ausgangswelle an beiden Enden jeweils einen Abtrieb des Kraftfahrzeuggetriebes ausbilden, so dass durch entsprechende Anbindung mehrere Antriebsachsen eines Kraftfahrzeuges antreibbar sind. Ebenso können ein oder mehrere Abtriebsseiten aber auch an einem oder beiden Vorgelege ausgestaltet sein, wobei die beiden Vorgelege dann entsprechend miteinander gekoppelt sein müssen.
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Die Erfindung umfasst die technische Lehre, dass koaxial zu den Eingangswellen eine erste Hohlwelle angeordnet ist, welche über eine erste Übersetzungsstufe mit einer Vorgelegewelle des zweiten oder des ersten Vorgeleges gekoppelt werden kann und mittels einer zweiten Übersetzungsstufe mit einer zweiten Hohlwelle in Verbindung steht, die koaxial zu einer Vorgelegewelle des jeweils anderen, ersten bzw. zweiten Vorgeleges angeordnet und mit dieser Vorgelegewelle des ersten bzw. zweiten Vorgeleges drehfest verbunden werden kann. Die erste Hohlwelle ist zudem drehfest mit der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes verbindbar, die mit der zweiten Hohlwelle über eine dritte Übersetzungsstufe gekoppelt werden kann. Des Weiteren ist die erste Hohlwelle zum einen mittels einer vierten Übersetzungsstufe mit der Vorgelegewelle des ersten oder des zweiten Vorgeleges und zum anderen über eine fünfte Übersetzungsstufe mit der Vorgelegewelle des hierzu jeweils anderen, zweiten bzw. ersten Vorgeleges koppelbar.
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Ferner ist koaxial zu den Eingangswellen eine dritte Hohlwelle vorgesehen, welche drehfest mit der Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes verbunden werden kann und mit einer vierten Hohlwelle über eine sechste Übersetzungsstufe gekoppelt ist, die koaxial zu der Vorgelegewelle des ersten oder des zweiten Vorgeleges angeordnet und mit dieser Vorgelegewelle drehfest verbindbar ist. Zudem kann die dritte Hohlwelle über eine siebte Übersetzungsstufe mit der, koaxial zur vierten Hohlwelle verlaufenden Vorgelegewelle des ersten bzw. des zweiten Vorgeleges in Verbindung gebracht werden, während die vierte Hohlwelle mittels einer achten Übersetzungsstufe mit der Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes koppelbar ist.
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Mit anderen Worten verfügt das erfindungsgemäße Kraftfahrzeuggetriebe also über eine erste Hohlwelle, welche koaxial zu den beiden Eingangswellen platziert ist und drehfest mit der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes verbunden werden kann. Diese erste Hohlwelle kann nun mittels einer ersten Übersetzungsstufe mit einer, dem zweiten oder dem ersten Vorgelege zugeordneten Vorgelegewelle gekoppelt werden und steht über eine zweite Übersetzungsstufe permanent mit einer zweiten Hohlwelle in Verbindung, die koaxial zu der Vorgelegewelle des, hinsichtlich der Koppelungsmöglichkeit über die erste Übersetzungsstufe jeweils anderen Vorgeleges, also dem ersten bzw. dem zweiten Vorgelege, vorgesehen ist. Dabei kann die zweite Hohlwelle drehfest mit dieser Vorgelegewelle des ersten bzw. des zweiten Vorgeleges verbunden werden und ist über eine dritte Übersetzungsstufe mit der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes koppelbar. Des Weiteren kann die erste Hohlwelle noch über eine vierte Übersetzungsstufe mit der Vorgelegewelle eines der beiden Vorgelege, also dem ersten oder dem zweiten Vorgelege, gekoppelt und mittels einer fünften Übersetzungsstufe mit der Vorgelegewelle des diesbezüglich jeweils anderen Vorgeleges, d.h. mit dem zweiten bzw. dem ersten Vorgelege, in Verbindung gebracht werden.
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Innerhalb des zweiten Teilgetriebes ist koaxial zu den Eingangswellen eine dritte Hohlwelle vorgesehen, die mit der Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes drehfest verbunden werden kann und über eine sechste Übersetzungsstufe permanent mit einer vierten Hohlwelle gekoppelt ist, so dass eine Drehbewegung der dritten Hohlwelle mittels der sechsten Übersetzungsstufe stets in eine entsprechende Drehbewegung der vierten Hohlwelle und umgekehrt übersetzt wird. Die vierte Hohlwelle ist hierbei koaxial zu der Vorgelegewelle eines der beiden Vorgelege, also dem ersten oder dem zweiten Vorgelege, platziert und kann gezielt mit dieser Vorgelegewelle drehfest verbunden werden. Die dritte Hohlwelle ist zudem noch mit der, koaxial zur vierten Hohlwelle laufenden Vorgelegewelle, also der Vorgelegewelle des ersten bzw. des zweiten Vorgeleges, koppelbar, wohingegen die vierte Hohlwelle mittels einer achten Übersetzungsstufe mit der, achsversetzt laufenden Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes in Verbindung gebracht werden kann.
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Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines Kraftfahrzeuggetriebes ist es möglich, zum einen durch die permanente Koppelung der ersten und der zweiten Hohlwelle und deren Einbindbarkeit über die zugehörigen Übersetzungsstufen, sowie zum anderen durch die permanente Koppelung der dritten und der vierten Hohlwelle im Zusammenspiel mit den zugeordneten Übersetzungsstufen einzelne Gänge als sogenannte Windungsgänge auszuführen. Bei diesen Windungsgängen wird jeweils der Kraftfluss ausgehend von der einen Eingangswelle übersetzt auf eines der beiden Vorgelege und von dort dann zurück auf die Eingangswellenachse übertragen, wobei dann abschließend ein Führen des Kraftflusses wiederum über eines der Vorgelege zur zumindest einen Abtriebsseite stattfindet. Dabei werden bei Darstellung dieser Windungsgänge entsprechend mehrere Übersetzungsstufen genutzt.
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In Folge dessen lässt sich mit den vorliegenden acht Übersetzungsstufen eine höhere Ganganzahl bei gleichbleibenden Abmessungen des Getriebes darstellen. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform werden dabei ein erster und ein zweiter Vorwärtsgang, sowie ein erster Rückwärtsgang jeweils als Windungsgang ausgeführt, wodurch sich eine mechanische Spreizung des Getriebes und somit Drehzahlverluste verringern lassen. Alternativ dazu werden ein erster und ein achter Vorwärtsgang, sowie ein erster Rückwärtsgang als Windungsgänge realisiert, so dass sich erneut im Hinblick auf den ersten Vorwärtsgang eine mechanische Spreizung des Getriebes reduzieren lässt. In beiden Fällen wirken sich hinsichtlich des ersten Vorwärtsganges Wirkungsgradverschlechterungen, welche aus den mehreren, im Kraftfluss befindlichen Zahneingriffe herrühren, nur gering aus, da jeweilige Fahranteile des ersten Vorwärtsganges über der Lebensdauer gering sind. Somit lassen sich mit den acht Übersetzungsstufen jeweils insgesamt neun Vorwärtsgänge, sowie ein zwei Rückwärtsgänge realisieren, wobei zwischen den Vorwärtsgängen zudem beim Schalten entlang einer Gangfolge unter Last gewechselt werden kann.
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Insbesondere handelt es sich dabei bei der ersten Übersetzungsstufe um einen Radsatz eines siebten Vorwärtsganges und bei der zweiten Übersetzungsstufe um einen Radsatz eines neunten Vorwärtsganges, während von der dritten Übersetzungsstufe und der vierten Übersetzungsstufe eine als Radsatz eines dritten Vorwärtsganges und eine als Radsatz eines fünften Vorwärtsganges ausgeführt ist. Besonders bevorzugt bildet hierbei jedoch der Radsatz des fünften Vorwärtsganges die dritte Übersetzungsstufe und der Radsatz des dritten Vorwärtsganges die vierte Übersetzungsstufe. Des Weiteren ist die fünfte Übersetzungsstufe als Radsatz eines Rückwärtsganges und die sechste Übersetzungsstufe als Radsatz eines achten Vorwärtsganges ausgeführt, wohingegen von der siebten Übersetzungsstufe und der achten Übersetzungsstufe eine durch den Radsatz eines vierten Vorwärtsganges und eine durch den Radsatz eines sechsten Vorwärtsganges gebildet ist. Insbesondere handelt es sich dabei aber bei der siebten Übersetzungsstufe um den Radsatz eines vierten Vorwärtsganges und bei der achten Übersetzungsstufe um den Radsatz eines sechsten Vorwärtsganges.
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Alternativ dazu liegt die erste Übersetzungsstufe als Radsatz eines siebten Vorwärtsganges und die zweite Übersetzungsstufe als Radsatz eines neunten Vorwärtsganges vor, wohingegen es sich hinsichtlich der dritten Übersetzungsstufe und der vierten Übersetzungsstufe bei einer Übersetzungsstufe um einen Radsatz eines dritten Vorwärtsganges und bei einer Übersetzungsstufe um einen Radsatz eines fünften Vorwärtsganges handelt. Bevorzugt ist hierbei jedoch die dritte Übersetzungsstufe als Radsatz eines dritten Vorwärtsganges und die vierte Übersetzungsstufe als Radsatz eines fünften Vorwärtsganges ausgeführt. Ferner handelt es sich bei der fünften Übersetzungsstufe um einen Radsatz eines Rückwärtsganges und bei der sechsten Übersetzungsstufe um einen Radsatz eines zweiten Vorwärtsganges, während von der siebten Übersetzungsstufe und der achten Übersetzungsstufe eine als Radsatz eines vierten Vorwärtsganges und eine als Radsatz eines sechsten Vorwärtsganges ausgebildet ist. Bevorzugt handelt es sich aber bei der siebten Übersetzungsstufe um den Radsatz eines vierten Vorwärtsganges und bei der achten Übersetzungsstufe um den Radsatz eines sechsten Vorwärtsganges.
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Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Schaltelement, über das die erste Hohlwelle drehfest mit der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes verbunden werden kann, mit einem Schaltelement in einer Schalteinrichtung zusammengefasst, welches bei Betätigung die zweite Hohlwelle über die dritte Übersetzungsstufe mit der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes koppelt. Die Schalteinrichtung ist hierbei auf der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes platziert. Das Zusammenfassen der beiden Schaltelemente hat den Vorteil, dass mit Hilfe eines Aktuators eine Betätigung sowohl des einen als auch des anderen Schaltelements vorgenommen werden kann, so dass insgesamt ein kompakter Aufbau und eine Vereinfachung einer Getriebesteuerung möglich ist. Dabei resultiert die Platzierung der Schalteinrichtung auf der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes je nach Übersetzungsverhältnis der hierüber in den Kraftfluss einzubindenden Übersetzungsstufen in einer Reduzierung von aufzubringenden Schaltkräften bei Betätigung des je zugehörigen Schaltelements. Dementsprechend kann der gemeinsame Aktuator und damit auch die Schalteinrichtung gegebenenfalls kleiner bauend ausgeführt werden.
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Gemäß einer alternativen oder auch ergänzenden Ausgestaltung der Erfindung ist ein Schaltelement, über welches die zweite Hohlwelle drehfest mit der Vorgelegewelle des ersten bzw. des zweiten Vorgeleges verbindbar ist, mit einem Schaltelement in einer Schalteinrichtung zusammengefasst, das bei Betätigung die erste Hohlwelle über die vierte Übersetzungsstufe mit der Vorgelegewelle des ersten bzw. des zweiten Vorgeleges koppelt. Alternativ dazu ist ein Schaltelement, über welches die zweite Hohlwelle drehfest mit der Vorgelegewelle des ersten bzw. des zweiten Vorgeleges verbindbar ist, mit einem Schaltelement in einer Schalteinrichtung zusammengefasst, das bei Betätigung die erste Hohlwelle über die fünfte Übersetzungsstufe mit der Vorgelegewelle des ersten bzw. des zweiten Vorgeleges koppelt. In beiden Fällen ist diese Schalteinrichtung dabei auf der Vorgelegewelle des ersten bzw. des zweiten Vorgeleges angeordnet ist. In Folge dessen können auch hier jeweils zwei Schaltelemente durch einen gemeinsamen Aktuator betätigt werden, wodurch wiederum eine kompakter Aufbau und eine Vereinfachung der Getriebesteuerung möglich ist. Zudem führt die Platzierung der Schaltelemente auf der Vorgelegewelle des jeweiligen Vorgeleges je nach jeweiligem Übersetzungsverhältnis der den Schaltelementen zugeordneten Übersetzungsstufen zu einer Verminderung eines Massenträgheitsmoments auf die Eingangswelle. Schließlich kann noch durch die gegebenen Abkoppelungsmöglichkeiten der Übersetzungsstufen von der Vorgelegewelle des jeweiligen Vorgeleges ein Mitrotieren von Losrädern der Übersetzungsstufen verhindert werden, wenn bei anderen Gängen der Kraftfluss über das jeweilige Vorgelege geführt wird.
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Weiter alternativ oder auch ergänzend ist ein Schaltelement, das bei Betätigung die erste Hohlwelle über die erste Übersetzungsstufe mit der Vorgelegewelle des zweiten bzw. des ersten Vorgeleges in Verbindung bringt, mit einem Schaltelement in einer Schalteinrichtung zusammengefasst, über welches die erste Hohlwelle mittels der fünften Übersetzungsstufe mit der Vorgelegewelle des zweiten bzw. des ersten Vorgeleges gekoppelt werden kann. Alternativ hierzu ist ein Schaltelement, das bei Betätigung die erste Hohlwelle über die erste Übersetzungsstufe mit der Vorgelegewelle des zweiten bzw. des ersten Vorgeleges in Verbindung bringt, mit einem Schaltelement in einer Schalteinrichtung zusammengefasst, über welches die erste Hohlwelle mittels der vierten Übersetzungsstufe mit der Vorgelegewelle des zweiten bzw. des ersten Vorgeleges koppelbar ist. Dabei ist die jeweilige Schalteinrichtung auf der Vorgelegewelle des zweiten bzw. des ersten Vorgeleges vorgesehen. Folglich können auch hier in beiden Fällen zwei Schaltelemente durch einen gemeinsamen Aktuator angesteuert werden, was in einer Verminderung des Herstellungsaufwands, sowie einem kompakteren und einfacheren Aufbau resultiert. Die Platzierung der Schalteinrichtung auf der Vorgelegewelle des jeweiligen Vorgeleges hat ferner zur Folge, dass ein Massenträgheitsmoment auf die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes reduziert werden kann. Schließlich kann auch hier durch die gegebenen Abkoppelungsmöglichkeiten die Anzahl an bewegten Bauteilen vermindert werden, wenn der Kraftfluss bei anderen Gängen über das jeweilige Vorgelege geführt wird.
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Entsprechend einer weiteren, alternativen oder auch ergänzenden Ausgestaltung der Erfindung ist ein Schaltelement, welches bei Betätigung die vierte Hohlwelle über die achte Übersetzungsstufe mit der Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes koppelt, mit einem Schaltelement in einer Schalteinrichtung zusammengefasst, über das die dritte Hohlwelle drehfest mit der Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes verbindbar ist. Dabei ist die Schalteinrichtung auf der Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes angeordnet. Das Zusammenlegen der beiden Schaltelemente hat dabei erneut den Vorteil, dass somit mit Hilfe eines Aktuators eine Betätigung sowohl des einen als auch des anderen Schaltelements vorgenommen werden kann, so dass ein kompakter Aufbau und eine Vereinfachung einer Getriebesteuerung erzielbar ist. Zudem wird durch die Anordnung der Schalteinrichtung auf der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes und je nach definierter Übersetzung der jeweils einzubindenden Übersetzungsstufen eine, bei Betätigung jeweils aufzubringende Schaltkraft vermindert, so dass die Schalteinrichtung kleiner ausgelegt und damit auch kleiner bauend ausgeführt werden kann.
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Weiter alternativ oder auch ergänzend ist ein Schaltelement, über welches die vierte Hohlwelle drehfest mit der Vorgelegewelle des ersten bzw. des zweiten Vorgeleges verbunden werden kann, mit einem Schaltelement in einer Schalteinrichtung zusammengefasst, das bei Betätigung die dritte Hohlwelle mittels der siebten Übersetzungsstufe mit der Vorgelegewelle des ersten bzw. des zweiten Vorgeleges in Verbindung bringt, wobei die Schalteinrichtung auf der Vorgelegewelle des ersten bzw. des zweiten Vorgeleges platziert ist. Aufgrund des Zusammenfassens der jeweiligen Schaltelemente kann wiederum mit Hilfe eines gemeinsamen Aktuators eine Betätigung sowohl des einen als auch des anderen Schaltelements vorgenommen werden, was den Platzbedarf und den Herstellungsaufwand entsprechend verringert, sowie den Aufbau der Steuerung vereinfacht. Durch die Platzierung der jeweils gebildeten Schalteinrichtung auf der Vorgelegewelle des jeweiligen Vorgeleges kann zudem, je nach Übersetzungsverhältnis der zugehörigen Übersetzungsstufen, ein Massenträgheitsmoment auf die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes vermindert, sowie durch die gegebenen Abkoppelungsmöglichkeiten ein Mitrotieren der entsprechenden Losräder verhindert werden, wenn andere Gänge über das jeweilige Vorgelege dargestellt werden.
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Bevorzugt sind dabei bei einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebe alle Möglichkeiten hinsichtlich eines Zusammenfassens von Schaltelementen verwirklicht, so dass sämtliche Schalttätigkeiten über insgesamt fünf Aktuatoren darstellbar sind.
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Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die erste Übersetzungsstufe und die zweite Übersetzungsstufe gemeinsam in einer Radebene platziert, indem ein drehfest auf der ersten Hohlwelle platziertes Zahnrad zum einen mit einem drehbar auf der Vorgelegewelle des zweiten bzw. des ersten Vorgeleges gelagerten Zahnrad der ersten Übersetzungsstufe und zum anderen mit einem drehfest auf der zweiten Hohlwelle vorgesehenen Zahnrad der zweiten Übersetzungsstufe jeweils in Verbindung steht. Durch das Zusammenlegen der ersten und der zweiten Übersetzungsstufe in einer Radebene kann eine axiale Baulänge des Getriebes reduziert werden, da die beiden Übersetzungsstufen hierdurch auf einer axialen Höhe liegen.
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Gemäß einer hierzu alternativen oder auch ergänzend Ausgestaltung der Erfindung sind die vierte Übersetzungsstufe und die fünfte Übersetzungsstufe gemeinsam in einer Radebene platziert, indem ein drehfest auf der ersten Hohlwelle platziertes Zahnrad zum einen mit einem drehbar auf der Vorgelegewelle des ersten bzw. des zweiten Vorgeleges gelagerten Zahnrad der vierten Übersetzungsstufe und zum anderen mit einem drehbar auf der Vorgelegewelle des zweiten bzw. des ersten Vorgeleges gelagerten Zahnrad der fünften Übersetzungsstufe jeweils in Verbindung steht. Durch das Zusammenlegen der beiden Übersetzungsstufen in einer gemeinsamen Radebene kann ebenfalls entsprechend kompakt in axialer Richtung gebaut werden.
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Insbesondere sind dabei die beiden vorgenannten Varianten gemeinsam verwirklicht, so dass vier der insgesamt acht Übersetzungsstufen jeweils paarweise in Radebenen angeordnet sind. Hierdurch ist damit eine Platzierung sämtlicher Übersetzungsstufen in nur sechs Radebenen möglich, was einen besonders kompakten Aufbau in axialer Richtung ermöglicht.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Verbinden der Eingangswellen der beiden Teilgetriebe mit der Antriebsseite in einer Variante über je zugeordnete Lastschaltelemente vorgenommen, welche dabei bevorzugt in einer Doppelkupplung zusammengefasst sind. Eine Doppelkupplung ist dabei insbesondere als nasslaufende Doppelkupplung ausgeführt, kann aber bei niedrigen zu übertragenden Drehmomenten auch trockenlaufend ausgestaltet sein. Abgesehen von zwei Lastschaltelementen kann in einer alternativen Variante ein derartiges Verbinden der Eingangswellen aber auch über ein einzelnes, die eine Eingangswelle mit der der Antriebsseite koppelndes Lastschaltelement und eine Kupplung zwischen beiden Eingangswellen dargestellt werden, wobei beim Gangwechsel und dem damit verbundenen Übergang vom einen auf das andere Teilgetriebe das Lastschaltelement die antriebsseitige Verbindung zu einem Antriebsaggregat des Kraftfahrzeuges trennt und ein Antriebsmoment während des Gangwechsels durch eine ebenfalls vorgesehene Elektromaschine dargestellt wird. Zu diesem Zweck wird die Elektromaschine während der Schaltung und Einbindung des anderen Teilgetriebes antreibend mit der anderen Eingangswelle verbunden. Zudem kann jedoch auch ein Planetengetriebe vorgesehen sein, so dass eine gemeinsame Bereitstellung eines Antriebsmoments durch eine Elektromaschine und das Antriebsaggregat des Fahrzeugs beim Gangwechsel möglich ist. Hierbei kann auch noch ein Doppelschaltelement im Bereich der Eingangswellen vorgesehen sein, um zwischen den beiden vorgenannten Möglichkeiten zur Bereitstellung eines Antriebsmoments umschalten zu können.
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In Weiterbildung der Erfindung ist ein Zahnrad der dritten Übersetzungsstufe drehfest mit einer koaxial verlaufenden Antriebswelle einer Elektromaschine verbunden, so dass eine Hybridisierung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes realisierbar ist. Denn durch vorhandene Abkoppelungsmöglichkeiten des Zahnrads der dritten Übersetzungsstufe zum einen von der Antriebsseite und zum anderen auch von der mindestens einen Abtriebsseite kann über die angebundene Elektromaschine einerseits gezielt elektrische Energie ohne Rückwirkung auf die Abtriebsseite erzeugt und andererseits eine Antriebsbewegung unterstützt oder ein rein elektrisches Fahren ohne Verbindung zur Antriebsseite dargestellt werden.
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Mittels einer abtriebsseitigen Entkoppelung kann hierdurch bei Stillstand des Fahrzeugs ein Laden eines elektrischen Speichers vollzogen werden, indem die Elektromaschine über die dritte Übersetzungsstufe mit dem Antriebsaggregat des Kraftfahrzeuges verbunden ist, während zur Abtriebsseite keine Drehbewegung übertragen wird. Hingegen kann bei Unterbrechung der Verbindung zur Antriebsseite ein rein elektrisches Fahren dargestellt werden, ohne dass Schleppverluste an einer antriebsseitig vorgesehenen Doppelkupplung hervorgerufen werden. Das Vorsehen der Elektromaschine im Bereich der dritten Übersetzungsstufe hat zudem den Vorteil, dass somit ein rein elektrisches Fahren in dem, als Windungsgang ausgeführten ersten Vorwärtsgang möglich ist. Abgesehen von der dritten Übersetzungsstufe kann eine Anbindung einer Elektromaschine jedoch auch an jeder anderen Übersetzungsstufe erfolgen. Zudem kann die Elektromaschine neben der koaxialen Anbindung an dem Losrad auch koaxial zu einer der Hohlwellen vorgesehen oder über ein separates Zahnrad an einem der Zahnräder der jeweiligen Übersetzungsstufe angebunden sein. Ferner ist es erfindungsgemäß möglich, dabei insgesamt nur eine elektrische Maschine im Bereich einer der Übersetzungsstufen bzw. einer der Hohlwellen oder aber auch jeweils eine Elektromaschine bei den Übersetzungsstufen und den Hohlwellen vorzusehen.
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Abgesehen davon ist es im Rahmen der Erfindung zudem generell denkbar, zumindest eine Elektromaschine im Bereich je einer der Wellen des Getriebes, unmittelbar an je einem Festrad der Übersetzungsstufen, unmittelbar an je einem Losrad der Übersetzungsstufen oder an je einem zusätzlichen Festrad anzuordnen. An den jeweiligen Positionen wird durch die zumindest eine Elektromaschine entweder Energie rekuperiert oder eine Drehbewegung unterstützt oder aber ein rein elektrisches Fahren, d.h. ein reines Betreiben des Kraftfahrzeuges über die zumindest eine elektrische Maschine, ermöglicht.
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Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
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Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, die Bezug auf die in den Zeichnungen dargestellten Figuren nimmt. Es zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
- 2 eine schematische Darstellung einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes;
- 3 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
- 4 eine schematische Darstellung einer vierten bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes;
- 5 eine schematische Ansicht einer fünften bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes;
- 6 eine schematische Darstellung einer sechsten bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes;
- 7 eine schematische Ansicht einer siebten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes;
- 8 ein beispielhaftes Schaltschema eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes gemäß den 1 bis 7;
- 9 eine schematische Darstellung einer achten bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes;
- 10 ein beispielhaftes Schaltschema eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes gemäß 9;
- 11 eine schematische Darstellung einer neunten bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes; und
- 12 ein beispielhaftes Schaltschema eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes gemäß 11.
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Aus 1 geht eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hervor, wobei es sich bei diesem Kraftfahrzeuggetriebe bevorzugt um ein Getriebe eines PKWs handelt. Vorliegend umfasst das Kraftfahrzeuggetriebe dabei zwei Teilgetriebe 1 und 2, welchen jeweils eine Eingangswelle EW1 bzw. EW2 zugeordnet ist. Dabei ist die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes 1 als Getriebehohlwelle ausgeführt, zu welcher die als Getriebezentralwelle ausgeführte Eingangswelle EW2 des zweiten Teilgetriebes 2 koaxial verläuft. Die beiden Teilgetriebe 1 und 2 können nun jeweils abwechselnd in einen Kraftfluss von einer Antriebsseite AN des Kraftfahrzeuggetriebes, welche im verbauten Zustand des Getriebes mit einem Antriebsaggregat des Kraftfahrzeuges in Verbindung steht, zu Abtriebsseiten AB1 und AB2 eingebunden werden, indem entweder die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes 1 über ein zugeordnetes Lastschaltelement K1 oder die Eingangswelle EW2 des zweiten Teilgetriebes 2 über ein zugehöriges Lastschaltelement K2 mit der Antriebsseite AN gekoppelt wird. Die beiden Lastschaltelemente K1 und K2 sind dabei in einer Doppelkupplung 3 zusammengefasst, bei welcher es sich um eine nasslaufende Doppelkupplung handelt.
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Die beiden Abtriebsseiten AB1 und AB2 werden vorliegend durch Wellenenden einer Ausgangswelle AW gebildet, welche achsversetzt zu den beiden Eingangswelle EW1 und EW2 verläuft und aufgrund des Verlaufs in einer anderen Zeichenebene nur gestrichelt angedeutet ist. Über die beiden Abtriebsseiten AB1 und AB2 kann dann jeweils eine Verbindung zu je einer anzutreibenden Achse des Kraftfahrzeuges hergestellt sein. Parallel zu den beiden Eingangswellen EW1 und EW2 und auch der Ausgangswelle AW sind zudem zwei Vorgelege 4 und 5 angeordnet, welche jeweils über eine zugehörige Vorgelegewelle VW1 bzw. VW2 verfügen. Des Weiteren sind vier Hohlwellen HW1, HW2, HW3 und HW4 vorgesehen, wobei eine erste Hohlwelle HW1 und eine dritte Hohlwelle HW3 dabei jeweils koaxial zu den Eingangswellen EW1 und EW2 vorgesehen sind, indem die erste Hohlwelle HW1 auf der Eingangswelle EW1 und die dritte Hohlwelle HW3 auf der Eingangswelle EW2 läuft, während eine zweite Hohlwelle HW2 und eine vierte Hohlwelle HW4 jeweils koaxial zu der Vorgelegewelle VW1 des ersten Vorgeleges 4 platziert sind.
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Eine Drehbewegung der Antriebsseite AN kann nun zum einen über eines der beiden Teilgetriebe 1 oder 2 dadurch übersetzt auf die Ausgangswelle AW und damit auf die Abtriebsseiten AB1 und AB2 übertragen werden, indem der Kraftfluss ausgehend von der Eingangswelle EW1 bzw. der Eingangswelle EW2 über eine von mehreren Übersetzungsstufen A bis H auf eines der Vorgelege 4 bzw. 5 und ausgehend hiervon über eine je zugehörige Abtriebsstufe RA1 bzw. RA2 auf die Ausgangswelle AW geführt wird. Dabei definiert jede der Übersetzungsstufen A bis H im Zusammenspiel mit der jeweiligen Abtriebsstufe RA1 bzw. RA2 je einen zugehörigen Gang des Kraftfahrzeuggetriebes, welcher dabei durch Einbinden der jeweiligen Übersetzungsstufe A bis H in den Kraftfluss schaltbar ist.
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Die Übersetzungsstufen A bis H sind hierbei durch Radsätze R3 bis R9 eines dritten bis neunten Vorwärtsganges und einen Radsatz RR eines Rückwärtsganges gebildet, wobei sich die Radsätze R3 bis R9 jeweils aus einem, seitens einer der beiden zu koppelnden Getriebewellen platzierten Zahnrad und einem, mit diesem permanent im Zahneingriff stehenden und auf der jeweils anderen Getriebewelle vorgesehenen Zahnrad zusammensetzen. Dabei ist im Falle der Radsätze R3 bis R7 zumindest eines dieser beiden Zahnräder drehbar auf der jeweiligen Getriebewelle gelagert und kann zur Einbindung des je zugehörigen Radsatzes gezielt an der jeweiligen Getriebewelle festgesetzt werden. Hingegen koppelt der, die Übersetzungsstufe B bildende Radsatz R9 die erste Hohlwelle HW1 und die zweite Hohlwelle HW2 permanent miteinander, so dass eine Drehbewegung der ersten Hohlwelle HW1 auch immer eine, über den Radsatz R9 übersetzte Drehbewegung der zweiten Hohlwelle HW2 und umgekehrt hervorruft. Ebenso stehen auch die dritte Hohlwelle HW3 und die vierte Hohlwelle HW4 mittels der Übersetzungsstufe F in Form des Radsatzes R8 permanent miteinander in Verbindung.
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Im Falle der Übersetzungsstufe E, welche durch den Radsatz RR gebildet ist und bei Einbindung in einen Kraftfluss von der Antriebsseite AN zu den Abtriebsseiten AB1 und AB2 für eine Drehrichtungsumkehr im Vergleich zu einer Schaltung der übrigen Übersetzungsstufen A bis D und F bis H sorgt, ist zwischen einem drehfest auf der ersten Hohlwelle HW1 vorgesehenen Zahnrad Z1 und einem drehbar auf der Vorgelegewelle VW2 des zweiten Vorgeleges 5 gelagerten Zahnrad Z2 zudem ein zwischenliegendes Zahnrad Z3 vorgesehen, wobei dieses Zahnrad Z3 drehbar auf einer parallel zu der Vorgelegewelle VW2 und der ersten Hohlwelle HW1 verlaufenden Zwischenwelle ZW gelagert ist und einerseits mit dem Zahnrad Z1 und andererseits mit dem Zahnrad Z2 permanent im Zahneingriff steht. Somit wird bei Führen des Kraftflusses über die Übersetzungsstufe E die besagte Drehrichtungsumkehr dargestellt.
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Zum anderen können ein erster Vorwärtsgang und ein zweiter Vorwärtsgang, sowie ein erster Rückwärtsgang jeweils als Windungsgang dargestellt werden. Im Fall des ersten Vorwärtsganges wird der Kraftfluss dabei ausgehend von der Eingangswelle EW1 über den Radsatz R5 auf die zweite Hohlwelle HW2 und von dort mittels der permanenten Koppelung über den Radsatz R9 auf die erste Hohlwelle HW1 geführt, wobei im weiteren Verlauf eine Übersetzung über den Radsatz R3 auf die Vorgelegewelle VW1 des ersten Vorgeleges 4, sowie ausgehend hiervon über die Abtriebsstufe RA1 auf die Ausgangswelle AW stattfindet. Beim zweiten Vorwärtsgang erfolgt hingegen eine Übersetzung einer Drehbewegung der Eingangswelle EW2 über den Radsatz R6 auf die vierte Hohlwelle HW4, wobei der Kraftfluss dann im weiteren Verlauf mittels des Radsatzes R8 auf die dritte Hohlwelle HW3, sowie über den Radsatz R4 auf die Vorgelegewelle VW1 des ersten Vorgeleges 4 geführt und schließlich über die Abtriebsstufe RA1 auf die Ausgangswelle AW geleitet wird. Der erste Rückwärtsgang wird weitestgehend wie der erste Vorwärtsgang dargestellt, wobei als Unterschied ausgehend von der ersten Hohlwelle HW1 über den Radsatz RR eine Übersetzung auf die Vorgelegewelle VW2 und im weiteren Verlauf mittels der Abtriebsstufe RA2 auf die Ausgangswelle AW stattfindet.
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Wie des Weiteren aus 1 ersichtlich ist, sind die Übersetzungsstufen A bis H in insgesamt sechs Radebenen I bis VI angeordnet, von welchen in den Radebenen I und IV bis VI jeweils eine der Übersetzungsstufen A bis H einzeln angeordnet ist, während die Radebenen II und III als Doppelradebenen ausgestaltet sind, in welchen jeweils zwei der Übersetzungsstufen A bis H paarweise platziert sind.
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Vorliegend ist in einer ersten Radebene die Übersetzungsstufe C angeordnet, welche dabei durch den Radsatz R5 gebildet ist. Die Übersetzungsstufe C weist dabei ein, drehbar auf der Eingangswelle EW1 gelagertes Zahnrad Z4 auf, das mit einem, drehfest auf der zweiten Hohlwelle HW2 vorgesehenem Zahnrad Z5 im Zahneingriff steht. Bei Einbindung in den Kraftfluss wird durch den Radsatz R5 ein fünfter Vorwärtsgang des Kraftfahrzeuggetriebes dargestellt, indem das auf der Eingangswelle EW1 drehbar gelagerte Zahnrad Z4 über ein Schaltelement S1 an der Eingangswelle EW1 festgesetzt und zudem die zweite Hohlwelle HW2 mittels eines Schaltelements S2 drehfest mit der Vorgelegewelle VW1 des ersten Vorgeleges 4 verbunden wird. In Folge dessen wird eine Drehbewegung der Eingangswelle EW1 über den Radsatz R5 auf die dann drehfest mit der Vorgelegewelle VW1 verbundene, zweite Hohlwelle HW2 und von dort über die Abtriebsstufe RA1 auf die Ausgangswelle AW übersetzt. Ferner ist der Radsatz R5 sowohl an der Darstellung des ersten Vorwärtsganges als auch des ersten Rückwärtsganges beteiligt, bei welchen jeweils mittels des Radsatzes R5 eine Übersetzung einer Drehbewegung der Eingangswelle EW1 auf die zweite Hohlwelle HW2 vorgenommen wird, wobei hierzu jeweils das Schaltelement S1 zu betätigen ist.
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Wie ferner aus 1 ersichtlich ist, folgt auf die erste Radebene I in axialer Richtung eine, als Doppelradebene ausgestaltete, zweite Radebene II, in welcher die Übersetzungsstufen A und B gemeinsam angeordnet sind. Vorliegend wird die Übersetzungsstufe A dabei durch den Radsatz R7 und die Übersetzungsstufe B durch den Radsatz R9 gebildet. Die Übersetzungsstufen A und B sind dabei dadurch axial auf gleicher Höhe platziert, dass ein auf der ersten Hohlwelle HW1 drehfest vorgesehenes Zahnrad Z6 zum einen mit einem, drehbar auf der Vorgelegewelle VW2 des zweiten Vorgeleges 5 gelagerten Zahnrad Z7 der Übersetzungsstufe A im Zahneingriff steht und zum anderen mit einem, drehfest auf der zweiten Hohlwelle HW2 vorgesehenen Zahnrad Z8 der Übersetzungsstufe B kämmt. Über den, die Übersetzungsstufe A bildenden Radsatz R7 wird bei Einbindung in den Kraftfluss ein siebter Vorwärtsgang des Kraftfahrzeuggetriebes dargestellt, indem die erste Hohlwelle HW1 durch Betätigung eines Schaltelements S3 drehfest mit der Eingangswelle EW1 verbunden und gleichzeitig das Zahnrad Z7 über ein Schaltelement S4 an der Vorgelegewelle VW2 des Vorgeleges 5 festgesetzt wird, so dass in der Folge eine Drehbewegung der Eingangswelle EW1 über den Radsatz R7 auf die Vorgelegewelle VW2, sowie im Folgenden mittels der Abtriebsstufe RA2 auf die Ausgangswelle AW übersetzt wird.
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Hingegen kann über den, die Übersetzungsstufe B definierenden Radsatz R9 ein neunter Vorwärtsgang dadurch dargestellt werden, dass wiederum die erste Hohlwelle HW1 mittels des Schaltelements S3 drehfest mit der Eingangswelle EW1 verbunden und zudem die zweite Hohlwelle HW2 durch Ansteuerung des Schaltelements S2 drehfest mit der Vorgelegewelle VW1 des Vorgeleges 4 gekoppelt wird. In Folge dessen nimmt der Radsatz R9 gemeinsam mit der Abtriebsstufe RA1 eine Übersetzung einer Drehbewegung der Eingangswelle EW1 auf die Ausgangswelle AW vor. Des Weiteren ist der Radsatz R9 noch jeweils an der Darstellung des ersten Vorwärtsganges und des ersten Rückwärtsganges beteiligt, indem der Radsatz R9 die zweite Hohlwelle HW2 in ihrer Drehbewegung permanent mit einer entsprechend übersetzten Drehbewegung der ersten Hohlwelle HW1 koppelt. Dabei rotiert die erste Hohlwelle HW1 jeweils relativ zu der Eingangswelle EW1 und die zweite Hohlwelle HW2 jeweils relativ zu der Vorgelegewelle VW1.
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Axial benachbart zu der zweiten Radebene II ist eine dritte Radebene III vorgesehen, in welcher die Übersetzungsstufen D und E angeordnet sind, von denen die Übersetzungsstufe D durch den Radsatz R3 und die Übersetzungsstufe E durch den Radsatz RR gebildet ist. Wie aus 1 zu erkennen ist, sind die Übersetzungsstufen D und E nun dadurch axial auf gleicher Höhe platziert, dass das Zahnrad Z1 neben dem Zahnrad Z3 noch mit einem, drehbar auf der Vorgelegewelle VW1 des ersten Vorgeleges 4 gelagerten Zahnrad Z9 der Übersetzungsstufe D im Zahneingriff steht. Über den, die Übersetzungsstufe D bildenden Radsatz R3 kann nun zum einen ein dritter Vorwärtsgang des Kraftfahrzeuggetriebes geschaltet werden, indem das Zahnrad Z9 durch Betätigung eines Schaltelements S5 an der Vorgelegewelle VW1 festgesetzt und zudem die erste Hohlwelle HW1 über das Schaltelement S3 drehfest mit der Eingangswelle EW1 verbunden wird. Dabei wird eine Drehbewegung der Eingangswelle EW1 mit einer, durch den Radsatz R3 definierten Übersetzung auf die Vorgelegewelle VW1 und im weiteren Verlauf mittels der Abtriebsstufe RA1 auf die Ausgangswelle AW übertragen. Andererseits beteiligt sich der Radsatz R3 dadurch an der Darstellung des ersten Vorwärtsganges, dass durch den Radsatz R3 unter Betätigung des Schaltelements S5 eine, auf die erste Hohlwelle HW1 übersetzte Drehbewegung auf die Vorgelegewelle VW1 des ersten Vorgeleges 4 übertragen wird, wobei diese Drehbewegung dann im weiteren Verlauf mittels der Abtriebsstufe RA1 auf die Ausgangswelle AW übersetzt wird.
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Zum Schalten der Rückwärtsgänge des Kraftfahrzeuggetriebes ist hingegen jeweils das Zahnrad Z2 durch Betätigung eines Schaltelements S6 an der Vorgelegewelle VW2 des zweiten Vorgeleges 5 festzusetzen. Im Fall des ersten Rückwärtsganges wird hierbei eine, über die Radsätze R5 und R9 mittels der zweiten Hohlwelle HW2 auf die erste Hohlwelle HW1 übersetzte Drehbewegung auf die Vorgelegewelle VW2 geführt und schließlich mithilfe der Abtriebsstufe RA2 auf die Ausgangswelle AW übersetzt. Hingegen ist zur Darstellung eine zweiten Rückwärtsganges zusätzlich zu Schaltelement S6 noch das Schaltelement S3 zu betätigen, über welches die erste Hohlwelle drehfest mit der Eingangswelle EW1 verbunden wird, so dass in der Folge der Kraftfluss von der Eingangswelle EW1 über den Radsatz RR direkt auf die Vorgelegewelle VW2 geführt wird.
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Auf die dritte Radebene III folgt eine vierte Radebene IV, in welcher die Übersetzungsstufe H angeordnet ist, wobei die Übersetzungsstufe H ein, drehbar auf der Eingangswelle EW2 gelagertes Zahnrad Z10 aufweist, welches mit einem Zahnrad Z11 im Zahneingriff steht. Das Zahnrad Z11 ist dabei drehfest auf der vierten Hohlwelle HW4 angeordnet. Vorliegend wird die Übersetzungsstufe H durch den Radsatz R6 gebildet, über welchen durch Festsetzen des Zahnrades Z10 an der Eingangswelle EW2 über ein Schaltelement S7 und durch zusätzliches drehfestes Verbinden der vierten Hohlwelle HW4 mit der Vorgelegewelle VW1 über ein Schaltelement S8 ein sechster Vorwärtsgang des Getriebes schaltbar ist. Ferner ist der Radsatz R6 an der Darstellung des zweiten Vorwärtsganges beteiligt, bei welchem mittels des Radsatzes R6 eine Übersetzung einer Drehbewegung der Eingangswelle EW2 auf die vierte Hohlwelle HW4 vorgenommen wird, wobei hierzu das Schaltelement S7 zu betätigen ist.
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Axial benachbart zu der Übersetzungsstufe H und in einer fünften Radebene V liegend ist die Übersetzungsstufe F angeordnet, welche durch den Radsatz R8 gebildet ist. Die Übersetzungsstufe F setzt sich hierbei aus miteinander kämmenden Zahnrädern Z12 und Z13 zusammen, von welchen das Zahnrad Z12 drehfest auf der vierten Hohlwelle HW4 vorgesehen und das Zahnrad Z13 drehfest auf der dritten Hohlwelle HW3 platziert ist. Folglich nehmen die Zahnräder Z12 und Z13 die permanente Koppelung der dritten Hohlwelle HW3 und der vierten Hohlwelle HW4 vor. Zur Darstellung eines achten Vorwärtsganges ist dann einerseits die vierte Hohlwelle HW4 über das Schaltelement S8 drehfest mit der Vorgelegewelle VW1 und andererseits die dritte Hohlwelle HW3 mittels eines Schaltelements S9 drehfest mit der Eingangswelle EW2 zu verbinden, so dass in der Folge eine Drehbewegung der Eingangswelle EW2 über den Radsatz R8 auf die Vorgelegewelle VW1 und im weiteren Verlauf mittels der Abtriebsstufe RA1 auch auf die Ausgangswelle AW übertragen wird. Zudem wird durch die permanente Koppelung der beiden Hohlwellen HW3 und HW4 bei Darstellung des zweiten Vorwärtsganges der Kraftfluss von der vierten Hohlwelle HW4 auf die dritte Hohlwelle HW3 geführt, um im weiteren Verlauf über den benachbart liegenden Radsatz R4 eine Übersetzung auf die Vorgelegewelle VW1 vorzunehmen. Dabei rotiert die vierte Hohlwelle HW4 relativ zur Vorgelegewelle VW1 und die dritte Hohlwelle HW3 relativ zur Eingangswelle EW2.
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Schließlich folgt auf die fünfte Radebene V eine sechste Radebene VI, in welcher die, durch den Radsatz R4 gebildete Übersetzungsstufe G platziert ist. Die Übersetzungsstufe G weist dabei ein drehfest auf der dritten Hohlwelle HW3 vorgesehenes Zahnrad Z14 auf, das mit einem, drehbar auf der Vorgelegewelle VW1 des ersten Vorgeleges 4 gelagerten Zahnrad Z15 im Zahneingriff steht. Bei Einbindung in den Kraftfluss wird durch den Radsatz R4 ein vierter Vorwärtsgang des Kraftfahrzeuggetriebes dargestellt, indem das drehbar gelagerte Zahnrad Z15 über ein Schaltelement S10 an der Vorgelegewelle VW1 des ersten Vorgeleges 4 festgesetzt und zudem die dritte Hohlwelle HW3 mittels des Schaltelements S9 drehfest mit der Eingangswelle EW2 des zweiten Teilgetriebes 2 verbunden wird. In Folge dessen wird eine Drehbewegung der Eingangswelle EW2 über den Radsatz R4 auf die Vorgelegewelle VW1 und von dort über die Abtriebsstufe RA1 auf die Ausgangswelle AW übersetzt. Ferner ist der Radsatz R4 noch an der Darstellung des zweiten Vorwärtsganges beteiligt, bei welchem eine, über den Radsatz R8 auf die dritte Hohlwelle HW3 übertragene Drehbewegung mittels des Radsatzes R4 auf die Vorgelegewelle VW1 des ersten Vorgeleges 4 übersetzt wird, wobei hierzu das Schaltelement S10 zu betätigen ist.
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Wie aus 1 ersichtlich ist, sind die die Übersetzungsstufen A bis D und F bis H bildenden Radsätze R3 bis R9 derartig auf die beiden Teilgetriebe 1 und 2 verteilt, dass dem ersten Teilgetriebe 1 mit den Radsätzen R3, R5, R7 und R9 Radsätze zugeordnet sind, die ungerade Gänge definieren, während in dem zweiten Teilgetriebe 2 mit den Radsätzen R4, R6 und R8 Radsätze vorgesehen sind, über welche gerade Gänge des Kraftfahrzeuggetriebes dargestellt werden. In Kombination mit der im Vorfeld beschriebenen Darstellung der beiden weiteren, als Windungsgänge ausgeführten Vorwärtsgängen wird bei einer aufeinanderfolgenden Schaltung entsprechend einer Gangfolge stets zwischen den beiden Teilgetrieben 1 und 2 hin und her gewechselt wird, so dass die Schaltungen unter Last vollzogen werden können.
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Vorliegend sind die Schaltelemente S1 bis S10 jeweils als Synchronisierungen ausgestaltet. Im Falle der Schaltelemente S1, S4 bis S7, sowie S10 wird bei deren Betätigung jeweils ein je zugehöriges Zahnrad Z2 bzw. Z4 bzw. Z7 bzw. Z9 bzw. Z10 bzw. Z15 unter vorherigem Abbau von Drehzahldifferenzen mit der jeweiligen Welle EW1 bzw. EW2 bzw. VW1 bzw. VW2 gekoppelt. Bei Betätigung der Schaltelemente S2, S3, S8 und S9 werden hingegen jeweils die jeweilige Hohlwelle HW1 bzw. HW2 bzw. HW3 bzw. HW4 und die jeweils koaxial verlaufende Getriebewelle EW1 bzw. EW2 bzw. VW1 bzw. VW2 ab Erreichen einer Drehzahlgleichheit formschlüssig miteinander verbunden.
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Wie zudem aus 1 ersichtlich ist, sind nun das Schaltelement S1 und das Schaltelement S3 zu einer ersten Schalteinrichtung SE1, das Schaltelement S2 und das Schaltelement S5 zu einer zweiten Schalteinrichtung SE2, das Schaltelement S4 und das Schaltelement S6 zu einer dritten Schalteinrichtung SE3, das Schaltelement S7 und das Schaltelement S9 zu einer vierten Schalteinrichtung SE4, sowie das Schaltelement S8 und das Schaltelement S10 zu einer fünften Schalteinrichtung SE5 jeweils zusammengefasst. Hierbei ist die erste Schalteinrichtung SE1 auf der Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes 1 und die vierte Schalteinrichtung SE4 auf der Eingangswelle EW2 des zweiten Teilgetriebes 2 vorgesehen, während die zweite Schalteinrichtung SE2 und die fünfte Schalteinrichtung SE5 jeweils auf der Vorgelegewelle VW1 des ersten Vorgeleges 4 platziert sind und die dritte Schalteinrichtung SE3 auf der Vorgelegewelle VW2 des zweiten Vorgeleges 5 vorgesehen ist.
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Vorliegend sind die Schalteinrichtungen SE1 bis SE5 dabei jeweils als Doppelsynchronisierungen ausgestaltet, bei welchen die je zugehörigen Schaltelemente S1 und S3 bzw. S2 und S5 bzw. S4 und S6 bzw. S7 und S9 bzw. S8 und S10 über je eine gemeinsame Schaltmuffe verfügen, welche aus einer jeweiligen Neutralstellung über einen je zugehörigen Aktuator gezielt entweder in eine Betätigungsstellung des jeweils einen Schaltelements S1 bzw. S2 bzw. S4 bzw. S7 bzw. S8 oder in eine Betätigungsstellung des jeweils anderen Schaltelements S3 bzw. S5 bzw. S6 bzw. S9 bzw. S10 bewegt werden kann.
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Die Abtriebsstufe RA1 und die Abtriebsstufe RA2 sind des Weiteren ebenfalls in einer Doppelradebene platziert, indem ein Zahnrad Z16 auf der Ausgangswelle AW mit je einem Zahnrad Z17 bzw. Z18 auf den Vorgelegewellen VW1 und VW2 jeweils in Zahneingriff steht. Diese Doppelradebene ist dabei in axialer Richtung zwischen der dritten Radebene III und der vierten Radebene IV vorgesehen, wobei in diesem Bereich Lagerbrillen der Vorgelegewellen VW1 und VW2 vorgesehen sind, so dass durch eine nahe Platzierung an diesen Lagerbrillen Durchbiegungen bei Übertragung der hohen Drehmomente auf die Ausgangswelle AW gering gehalten werden können.
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Als optionale weitere Besonderheit ist koaxial zu den Eingangswellen EW1 und EW2 eine Elektromaschine EM vorgesehen, deren - vorliegend nicht weiter dargestellter - Rotor über eine, mit dem Zahnrad Z4 verbundene Antriebswelle AnW an der Übersetzungsstufe C angebunden ist. In der Folge ist eine Drehbewegung des Zahnrades Z4 der Übersetzungsstufe C mit einer Drehbewegung des Rotors der Elektromaschine EM gekoppelt, wobei die Elektromaschine EM dabei entweder als Generator fungieren und elektrische Energie in einen - vorliegend nicht weiter dargestellten - elektrischen Speicher einspeisen kann, oder aber als elektrischer Motor betreibbar ist, welcher bei Strombeaufschlagung antreibend auf das Zahnrad Z4 einwirkt. Die Elektromaschine EM kann also entweder über die Übersetzungsstufe C angetrieben werden oder aber die Übersetzungsstufe C antreiben und hierbei dann entweder eine Drehbewegung unterstützen oder eine entsprechende Antriebsbewegung einleiten.
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Die Anbindung der Elektromaschine EM an der Übersetzungsstufe C hat hierbei den Vorteil, dass die Elektromaschine EM somit über die Schaltelemente S1 und S3 jeweils zum einen von der Doppelkupplung 3 und zum anderen über die Schaltelemente S2 und S4 bis S6 jeweils von den Abtriebsseiten AB1 und AB2 abgekoppelt werden kann. Im letztgenannten Fall wird ein Betreiben der Elektromaschine EM über die Übersetzungsstufe C ohne Übertragung einer Drehbewegung auf die Abtriebsseiten AB1 und AB2 ermöglicht, so dass die Elektromaschine EM auch bei stehendem Fahrzeug zum Laden eines elektrischen Speichers betrieben werden kann. Im anderen Fall kann über die Elektromaschine EM ein rein elektrisches Fahren dargestellt werden, indem diese von der Doppelkupplung 3 und damit auch von der Antriebsseite AN entkoppelt wird, wobei aufgrund dieser Abkopplung Schleppverluste der Doppelkupplung 3 verhindert werden können. Ein rein elektrisches Fahren ist dabei aufgrund der Anbindung an der Übersetzungsstufe C im ersten Vorwärtsgang, im fünften Vorwärtsgang, im ersten Rückwärtsgang und zudem in einem, über die Radsätze R5, R9 und R7 gewundenen Gang möglich.
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Aus 2 geht eine zweite bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes hervor. Unterschiedlich zu der Variante nach 1 ist dabei, dass die Übersetzungsstufen G und H die Positionen in den Radebenen IV und VI untereinander getauscht haben. Dabei wird die Übersetzungsstufe G weiterhin durch den Radsatz R4 und die Übersetzungsstufe H durch den Radsatz R6 gebildet. Gemeinsam mit den Übersetzungsstufen G und H haben auch die dritte Hohlwelle HW3 und die vierte Hohlwelle HW4 ihre jeweilige Anordnung, sowie die vierte Schalteinrichtung SE4 und die fünfte Schalteinrichtung SE5 ihre Positionen in axialer Richtung verändert. Dabei haben die Schaltelemente S7 und S9 innerhalb der vierten Schalteinrichtung SE4 und die Schaltelemente S8 und S10 innerhalb der fünften Schalteinrichtung SE5 untereinander gewechselt. Insgesamt entspricht die Anordnung der Übersetzungsstufen F bis H in 2 daher einer Spiegelung der Übersetzungsstufen F bis H gemäß 1 an einer, durch die fünfte Radebene V verlaufenden, vertikalen Achse. Als weiterer Unterschied gegenüber der Variante nach 1 werden die Abtriebsseiten AB1 und AB2 jeweils durch je ein Wellenende der Vorgelegewellen VW1 und VW2 ausgebildet, wobei die beiden Vorgelegewellen VW1 und VW2 hierbei über die Abtriebsstufen RA1 und RA2 miteinander gekoppelt sind. Dabei ist das die Zahnräder Z17 und Z18 verbindende Zahnrad Z16 in einer anderen Zeichenebene platziert und deswegen nur gestrichelt angedeutet. Schließlich ist die Elektromaschine EM koaxial zur Vorgelegewelle VW1 vorgesehen und an der zweiten Hohlwelle HW2 angebunden, wobei über die Schaltelemente S1 bis S6 dabei ebenfalls entsprechende Abkoppelungsmöglichkeiten zum einen von der Antriebsseite AN und zum anderen von den Abtriebsseiten AB1 und AB2 gegeben sind. Im Übrigen entspricht die Ausgestaltung nach 2 der Variante nach 1.
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Des Weiteren ist aus 3 eine dritte bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes ersichtlich. Unterschiedlich zu der Variante nach 1 ist dabei, dass die Übersetzungsstufen F, G und H nun jeweils zwischen der Eingangswelle EW2 des zweiten Teilgetriebes 2 und der Vorgelegewelle VW2 des zweiten Vorgeleges 5 vorgesehen sind. So ist die, das Zahnrad Z11 der Übersetzungsstufe H und das Zahnrad Z12 der Übersetzungsstufe F tragende Hohlwelle HW4 nun koaxial zu der Vorgelegewelle VW2 des zweiten Vorgeleges 5 vorgesehen und kann über das Schaltelement S8 drehfest mit der Vorgelegewelle VW2 verbunden werden. In gleicher Weise ist auch das Zahnrad Z15 der Übersetzungsstufe G auf das zweite Vorgelege 5 gewandert, indem das Zahnrad Z15 nun drehbar zur Vorgelegewelle VW2 gelagert ist und über das Schaltelement S10 an der Vorgelegewelle VW2 festgesetzt werden kann. Die, das Schaltelement S8 und das Schaltelement S10 zusammenfassende, fünfte Schalteinrichtung SE5 ist ebenfalls auf der Vorgelegewelle VW2 des zweiten Vorgeleges 5 vorgesehen. Insgesamt entspricht die Anordnung der Übersetzungsstufen F bis H in 3 daher einer Spiegelung der Übersetzungsstufen F bis H aus 1 an einer, koaxial zu den Eingangswellen EW1 und EW2 verlaufenden Achse. Schließlich ist noch die Elektromaschine EM an der dritten Hohlwelle HW3 angebunden, wobei über die Schaltelemente S7 bis S10 geeignete Abkoppelungsmöglichkeiten gegeben sind. Im Übrigen entspricht die Ausgestaltung nach 3 der Variante nach 1.
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Ferner ist in 4 eine Ausführung eines Kraftfahrzeuggetriebes entsprechend einer vierte Ausgestaltung der Erfindung dargestellt. Im Unterschied zu der Variante gemäß 1 haben die Übersetzungsstufen D und E innerhalb der dritten Radebene III die Positionen gewechselt. So ist der die Übersetzungsstufe E bildende Radsatz RR zwischen der Eingangswelle EW1 und dem ersten Vorgelege 4 platziert, während die Übersetzungsstufe D in Form des Radsatzes R3 nun zwischen der Eingangswelle EW1 und dem zweiten Vorgelege 5 angeordnet ist. Aufgrund des Positionswechsels haben auch die Schaltelemente S5 und S6 ihre Positionen verändert, wobei hierbei das Schaltelement S6 mit dem Schaltelement S2 zu einer zweiten Schalteinrichtung SE2' und das Schaltelement S5 mit dem Schaltelement S4 zu einer dritten Schalteinrichtung SE3' neu zusammengefasst ist. Im Übrigen entspricht die Ausgestaltung nach 4 der Variante nach 1.
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Des Weiteren geht aus 5 eine fünfte bevorzugte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes hervor, wobei im Unterschied zu der Ausführungsform nach 1 die Übersetzungsstufen A bis C innerhalb der Radebenen I und II die Positionen geändert haben. So ist die Übersetzungsstufe A in Form des Radsatzes R7 nun zwischen der Eingangswelle EW1 und dem ersten Vorgelege 4 vorgesehen, während die Übersetzungsstufen B und C in Gestalt der Radsätze R5 und R9 zwischen der Eingangswelle EW1 und dem zweiten Vorgelege 5 liegen. Dementsprechend ist die, das Zahnrad Z5 der Übersetzungsstufe C und das Zahnrad Z8 der Übersetzungsstufe B tragende Hohlwelle HW2 nun koaxial zu der Vorgelegewelle VW2 des zweiten Vorgeleges 5 vorgesehen und kann über das Schaltelement S2 drehfest mit der Vorgelegewelle VW2 verbunden werden, wohingegen das Zahnrad Z7 der Übersetzungsstufe A nunmehr bei Ansteuerung des Schaltelements S4 an der Vorgelegewelle VW1 des ersten Vorgeleges 4 festgesetzt wird. Hierbei ist das Schaltelement S2 dann mit dem Schaltelement S6 zu einer zweiten, auf der Vorgelegewelle VW2 vorgesehenen Schalteinrichtung SE2' und das Schaltelement S4 mit dem Schaltelement S5 zu einer dritten, auf der Vorgelegewelle VW1 platzierten Schalteinrichtung SE3' zusammengefasst. Ansonsten entspricht die Ausgestaltung nach 5 der Variante nach 1.
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In 6 ist eine sechste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes dargestellt. Diese unterscheidet sich dabei von der Ausgestaltung gemäß 1 dahingehend, dass die Übersetzungsstufen D und E mit der Übersetzungsstufe C die Positionen getauscht haben. Wie in 6 zu erkennen ist, sind die Übersetzungsstufen D und E in Form der Radsätze R3 und RR nun gemeinsam in der ersten Radebene I vorgesehen, während die, durch den Radsatz R5 gebildete Übersetzungsstufe C in der dritten Radebene III platziert ist. Aufgrund des Positionswechsels haben sich auch eine Anordnung der ersten Hohlwelle HW1 und der zweiten Hohlwelle HW2, sowie die axialen Positionen der Schalteinrichtung SE1, SE2 und SE3 verändert. Innerhalb der Schalteinrichtungen SE1, SE2 und SE3 haben zudem die je zugehörigen Schaltelemente S1 und S3 bzw. S2 und S5 bzw. S4 und S6 jeweils ihre axiale Reihenfolge geändert. Im Übrigen entspricht die Ausgestaltung nach 6 der Variante nach 1.
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Ferner geht aus 7 eine siebte bevorzugte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes hervor, wobei im Unterschied zu der Ausführungsform nach 1 dabei die beiden Teilgetriebe 1 und 2 hinsichtlich ihrer Anordnung in axialer Richtung vertauscht sind, so dass in der Folge die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes als Getriebezentralwelle ausgeführt ist, während die Eingangswelle EW2 des zweiten Teilgetriebes 2 als koaxial hierzu verlaufende Getriebehohlwelle ausgestaltet ist. Ebenso haben auch die Lastschaltelemente K1 und K2 ihre Anordnung innerhalb der Doppelkupplung 3 gewechselt. Auch eine Anordnung der Übersetzungsstufen A bis H und damit auch der Radsätze R3 bis R9, sowie RR in den Radebenen I bis VI ist in der Folge verändert, indem der die Übersetzungsstufe G ausbildende Radsatz R4 in der ersten Radebene I, der die Übersetzungsstufe F bildende Radsatz R8 in der zweiten Radebene II, sowie die Übersetzungsstufe H in Form des Radsatzes R6 in der dritten Radebene III angeordnet ist. Die Übersetzungsstufen D und E, welche durch die Radsätze R3 und RR gebildet sind, sind nun ferner in der vierten Radebene IV platziert, während die Übersetzungsstufen A und B in Form der Radsätze R7 und R9 in der fünften Radebene V vorgesehen sind. In der sechsten Radebene VI ist schließlich die Übersetzungsstufe C in Form des Radsatzes R5 platziert. Gemeinsam hiermit haben auch die Schalteinrichtungen SE1 bis SE5 ihre Positionen verändert. Im Übrigen entspricht die Ausgestaltung nach 7 der Variante nach 1.
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In 8 ist nun ein beispielhaftes Schaltschema dargestellt, welches sich durch jede der Getriebevarianten gemäß der 1 bis 7 realisieren lässt. Insgesamt sind dabei neun lastschaltbare Vorwärtsgänge und zwei Rückwärtsgänge darstellbar. Die Lastschaltbarkeit zwischen den Vorwärtsgängen wird dadurch erreicht, dass bei Fahren in einem Gang und bei Führen des Kraftflusses über eines der beiden Teilgetriebe 1 oder 2 in dem jeweils anderen Teilgetriebe 2 oder 1 schon die an der Darstellung eines nachfolgenden Ganges Beteiligten der Schaltelemente S1 bis S5 und S7 bis S10 vorgewählt werden und zum letztendlichen Umschalten nur noch das Lastschaltelement K1 bzw. K2 des einen Teilgetriebes 1 bzw. 2 geöffnet und unmittelbar darauf das Lastschaltelement K2 bzw. K1 des anderen Teilgetriebes 2 bzw. 1 geschlossen wird. In der Folge ist damit ein nahezu zugkraftunterbrechungsfreies Fahren möglich.
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Vorliegend wird der erste Vorwärtsgang dadurch dargestellt, dass das Lastschaltelement K1 geschlossen und damit die Eingangswelle EW1 mit der Antriebsseite AN verbunden, sowie die Schaltelemente S1 und S5 betätigt werden. Zum Wechsel in den zweiten Vorwärtsgang sind dann die Schaltelemente S7 und S10 zu betätigen, wobei zum letztendlichen Gangwechsel dann ein Umschalten zwischen den Lastschaltelementen K1 und K2 vorzunehmen ist, indem das Lastschaltelement K1 geöffnet und das Lastschaltelement K2 geschlossen wird. Nach erfolgtem Wechsel sind dann die Schaltelemente S1 und S5 abzuschalten. In den hierauf folgenden, dritten Vorwärtsgang kann unter erneutem Wechsel zwischen den Lastschaltelementen K1 und K2 übergegangen werden, wobei im Vorfeld die Schaltelemente S3 und S5 zu betätigen und nach erfolgtem Wechsel die Schaltelemente S7 und S10 abzuschalten sind. Der vierte Vorwärtsgang ergibt sich durch Ansteuerung der Schaltelemente S9 und S10, sowie erneutem Wechsel zwischen den Lastschaltelementen K1 und K2, wobei die Schaltelemente S3 und S5 nach erfolgtem Wechsel in einen unbetätigten Zustand zu überführen sind. Im fünften Vorwärtsgang wird die Eingangswelle EW1 durch die Schaltelemente S1 und S2 mit den Ausgangsseiten AB1 und AB2 gekoppelt, wobei zum letztendlichen Schalten des Ganges hierbei Lastschaltelement K2 zu öffnen und Lastschaltelement K1 zu schließen ist. Zudem sind nach vollzogenem Gangwechsel die Schaltelemente S9 und S10 abzuschalten.
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Der sechste Vorwärtsgang ergibt sich durch Betätigen der Schaltelemente S7 und S8, sowie unter erneutem Wechsel zwischen den Lastschaltelemente K1 und K2. Zudem sind die Schaltelemente S1 und S2 nach erfolgtem Umschalten zwischen den Lastschaltelementen K1 und K2 in einen unbetätigten Zustand zu überführen. Im Falle des siebten Vorwärtsganges sind die Schaltelemente S3 und S4 anzusteuern, wobei nach erfolgtem Gangwechsel die Schaltelemente S7 und S8 abzuschalten sind. Hierbei ist zur Durchführung des Gangwechsels das Lastschaltelement K2 zu öffnen und das Lastschaltelement K1 zu schließen. Der achte Vorwärtsgang wird ausgehend vom siebten Vorwärtsgang dadurch geschaltet, dass zunächst die Schaltelemente und S9 betätigt und nach einem erfolgten Umschalten zwischen den Lastschaltelementen K1 und K2 die Schaltelemente S3 und S4 abgeschaltet werden. Im Anschluss an den achten Vorwärtsgang ergibt sich schließlich der neunte Vorwärtsgang, indem zusätzlich zu Schaltelement S3 das Schaltelement S2 angesteuert und dann das Lastschaltelement K2 geöffnet, sowie kurz darauf das Lastschaltelement K1 geschlossen wird.
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Der erste Rückwärtsgang wird durch Betätigen der Schaltelemente S1 und S6, sowie durch Verbinden der Eingangswelle EW1 mit der Antriebsseite AN durch Schließen des Lastschaltelements K1 geschaltet. In den weiteren, zweiten Rückwärtsgang kann dann geschaltet werden, indem zusätzlich zu Schaltelement S6 noch das Schaltelement S3 betätigt wird. Da beide Rückwärtsgänge hierbei durch Führen des Kraftflusses über die Eingangswelle EW1 und damit über das erste Teilgetriebe 1 dargestellt werden, ist ein Wechsel zwischen den beiden Rückwärtsgängen allerdings nur unter zwischenzeitlichem Öffnen des Lastschaltelements K1 und damit einer Unterbrechung der Zugkraft möglich.
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Des Weiteren ist aus 9 eine achte bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes ersichtlich, welche vom Aufbau weitestgehend der Variante nach 1 entspricht. Als Unterschied wird aber die Übersetzungsstufe C in der ersten Radebene I durch den Radsatz R3 und die Übersetzungsstufe D in der dritten Radebene III durch den Radsatz R5 gebildet, was bei einer gleichbleibenden Zuordnung der Schaltelemente S1 bis S10 zu den Übersetzungsstufen A bis H eine Veränderung beim Schalten einzelner Gänge ergibt. Ein beispielhaftes Schaltschema der Getriebevariante nach 9 geht dabei aus 10 hervor. Die Darstellung der einzelnen Vorwärtsgänge und auch der beiden Rückwärtsgänge entspricht dabei ebenfalls weitestgehend dem Beschriebenen zu 8, mit dem Unterschied, dass zur Darstellung eines dritten Vorwärtsganges nun die Schaltelemente S1 und S2 und zum Schalten eines fünften Vorwärtsganges die Schaltelemente S3 und S5 zu betätigen sind. Im Übrigen sind die unter Bezugnahme auf die 2 bis 7 beschriebenen Abwandlungsmöglichkeiten der Ausführungsform gemäß 1 prinzipiell auch auf die Ausgestaltung nach 9 anwendbar.
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Schließlich ist aus 11 eine neunte bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes ersichtlich, welche vom Aufbau her wiederum weitestgehend der Variante nach 1 entspricht. Allerdings sind im Unterschied zu der Ausgestaltung nach 1 die Übersetzungsstufen A bis H teilweise anderweitig durch Radsätze R2 bis R7 und R9, sowie RR ausgebildet. So wird die, in der ersten Radebene I platzierte Übersetzungsstufe C nun, wie schon bei der Variante nach 9, durch den Radsatz R3 gebildet, während in der benachbarten, zweiten Radebene II die Übersetzungsstufen B und A, wie schon bei der Variante nach 1, durch die Radsätze R9 und R7 ausgestaltet sind. In der dritten Radebene III ist, im Unterschied zu der Variante nach 1 und analog zu der Variante nach 9, die Übersetzungsstufe D durch den Radsatz R5 gebildet, wohingegen die, in der vierten Radebene IV und in der sechsten Radebene VI liegenden Übersetzungsstufen H und G wie bei den beiden anderen Varianten gemäß 1 bzw. 9 durch die Radsätze R6 und R4 dargestellt werden. Hingegen liegt die in der fünften Radebene V platzierte Übersetzungsstufe F als Radsatz R2 vor. Die Übersetzungsstufen A bis E können wiederum über die Schaltelemente S1 bis S10 gezielt in den Kraftfluss eingebunden werden, wobei aufgrund der teilweise geänderten Zuordnung der Radsätze R2 bis R7 und R9 hierbei, im Vergleich zu den Varianten nach 1 und 9, zum Teil andere Gänge des Kraftfahrzeuggetriebes dargestellt werden. Insbesondere ist dabei der zweite Vorwärtsgang als direkt über den Radsatz R2 darstellbarer Gang ausgeführt, während der achte Vorwärtsgang nun als Windungsgang über die Radsätze R2, R4 und R6 durch Führen des Kraftflusses über die dritte Hohlwelle HW3 und die vierte Hohlwelle HW4 dargestellt wird. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform gemäß 11 aber der Variante nach 1. So lassen sich insbesondere die in den 2 bis 7 gezeigten und hierzu beschriebenen Abwandlungen auch bei der Ausgestaltung gemäß 11 umsetzen.
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In 12 ist nun ein beispielhaftes Schaltschema für die Getriebevariante gemäß der 11 dargestellt. Insgesamt sind dabei wiederum neun lastschaltbare Vorwärtsgänge, sowie zwei Rückwärtsgange schaltbar. Dabei entspricht dieses Schaltschema im Wesentlichen dem Schaltschema in 8, wobei als Unterschied zur Darstellung eines zweiten Vorwärtsganges die Schaltelemente S8 und S9 zu betätigen sind und im Falle eines dritten Vorwärtsganges eine Ansteuerung des Schaltelements S1 und des Schaltelements S2 vorzunehmen ist. Des Weiteren wird der fünfte Vorwärtsgang durch Betätigen der Schaltelemente S3 und S5 und der achte Vorwärtsgang über die Schaltelemente S7 und S10 geschaltet. Ansonsten ist eine Schaltung der Gänge wie zu 8 beschrieben vorzunehmen.
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Generell können die einzelnen Getriebevarianten hinsichtlich ihrer individuellen Ausgestaltungsmerkmale beliebig miteinander kombiniert werden. Des Weiteren kann die aus den beiden Lastschaltelementen K1 und K2 bestehende Doppelkupplung 3 auch durch eine elektrische Maschine ersetzt werden, welche in Kombination mit einem einzelnen Lastschaltelement alleine während den Schaltungen für eine entsprechende Abstützung sorgt oder in Kombination mit dem Antriebsaggregat und einem zusätzlichen Planetengetriebe die Charakteristik einer Doppelkupplung nachempfindet. Gegebenenfalls ist bei diesen Varianten dann noch ein zusätzliches Doppelschaltelement vorzusehen, durch welches die beiden vorgenannten Varianten umschaltbar sind.
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Mittels der einzelnen Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes ist es somit möglich, axial sehr kompaktbauend und mit wenigen Radsätzen eine hohe Anzahl an lastschaltbaren Gängen darzustellen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erstes Teilgetriebe
- 2
- zweites Teilgetriebe
- 3
- Doppelkupplung
- 4
- erstes Vorgelege
- 5
- zweites Vorgelege
- I
- erste Radebene
- II
- zweite Radebene
- III
- dritte Radebene
- IV
- vierte Radebene
- V
- fünfte Radebene
- VI
- sechste Radebene
- AN
- Antriebsseite
- AB1
- Abtriebsseite
- AB2
- Abtriebsseite
- EW1
- Eingangswelle
- EW2
- Eingangswelle
- VW1
- Vorgelegewelle
- VW2
- Vorgelegewelle
- HW1
- erste Hohlwelle
- HW2
- zweite Hohlwelle
- HW3
- dritte Hohlwelle
- HW4
- vierte Hohlwelle
- AW
- Ausgangswelle
- ZW
- Zwischenwelle
- AnW
- Antriebswelle
- Z1
- Zahnrad
- Z2
- Zahnrad
- Z3
- Zahnrad
- Z4
- Zahnrad
- Z5
- Zahnrad
- Z6
- Zahnrad
- Z7
- Zahnrad
- Z8
- Zahnrad
- Z9
- Zahnrad
- Z10
- Zahnrad
- Z11
- Zahnrad
- Z12
- Zahnrad
- Z13
- Zahnrad
- Z14
- Zahnrad
- Z15
- Zahnrad
- Z16
- Zahnrad
- Z17
- Zahnrad
- Z18
- Zahnrad
- S1
- Schaltelement
- S2
- Schaltelement
- S3
- Schaltelement
- S4
- Schaltelement
- S5
- Schaltelement
- S6
- Schaltelement
- S7
- Schaltelement
- S8
- Schaltelement
- S9
- Schaltelement
- S10
- Schaltelement
- SE1
- Schalteinrichtung
- SE2
- Schalteinrichtung
- SE3
- Schalteinrichtung
- SE4
- Schalteinrichtung
- SE5
- Schalteinrichtung
- SE2'
- Schalteinrichtung
- SE3'
- Schalteinrichtung
- A - H
- Übersetzungsstufen
- R2
- Radsatz zweiter Vorwärtsgang
- R3
- Radsatz dritter Vorwärtsgang
- R4
- Radsatz vierter Vorwärtsgang
- R5
- Radsatz fünfter Vorwärtsgang
- R6
- Radsatz sechster Vorwärtsgang
- R7
- Radsatz siebter Vorwärtsgang
- R8
- Radsatz achter Vorwärtsgang
- R9
- Radsatz neunter Vorwärtsgang
- RR
- Radsatz Rückwärtsgang
- RA1
- Abtriebsstufe
- RA2
- Abtriebsstufe
- K1
- Lastschaltelement
- K2
- Lastschaltelement
- EM
- Elektromaschine