DE102012222682A1 - Kraftfahrzeuggetriebe - Google Patents

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Jürgen Wafzig
Michael Wechs
Markus Renninger
Thomas Rosemeier
Johannes Kaltenbach
Christian Michel
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeuggetriebe, umfassend zwei Teilgetriebe (1, 2), die über koaxial zueinander angeordnete Eingangswellen (EW1, EW2) verfügen und jeweils abwechselnd durch Verbinden der je zugeordneten Eingangswelle (EW1, EW2) mit einer Antriebsseite (AN) in einen Kraftfluss zu mindestens einer Abtriebsseite (AB1, AB2) einbindbar sind. Um nun bei einem möglichst kompakten Aufbau in axialer Richtung eine große Anzahl an lastschaltbaren Gängen darstellen zu können, werden einzelne Gänge einerseits durch jeweils verschiedene Anbindungsmöglichkeiten einer ersten Hohlwelle (HW1) und einer zweiten Hohlwelle (HW2) als Windungsgänge ausgeführt.

Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Erfindung umfasst die technische Lehre, dass die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes zum einen über eine erste Übersetzungsstufe und zum anderen über eine zweite Übersetzungsstufe jeweils mit einer ersten Hohlwelle gekoppelt werden kann, die koaxial zu einer Vorgelegewelle des ersten oder des zweiten Vorgeleges verläuft und mit dieser Vorgelegewelle des ersten bzw. des zweiten Vorgeleges drehfest verbindbar ist. Zudem kann die erste Hohlwelle mittels der zweiten Übersetzungsstufe im Zusammenspiel mit einer dritten Übersetzungsstufe mit einer Vorgelegewelle des jeweils anderen, zweiten bzw. ersten Vorgeleges in Verbindung gebracht werden, mit welcher die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes mittels der dritten Übersetzungsstufe koppelbar ist. Ferner ist die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes einerseits über eine vierte Übersetzungsstufe mit der Vorgelegewelle des zweiten oder des ersten Vorgeleges und andererseits mittels einer fünften Übersetzungsstufe mit der Vorgelegewelle des zweiten oder des ersten Vorgeleges in Verbindung bringbar. Die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes kann hingegen zum einen über eine sechste Übersetzungsstufe und zum anderen mittels einer siebten Übersetzungsstufe jeweils mit einer zweiten Hohlwelle gekoppelt werden, die koaxial zu der Vorgelegewelle des zweiten oder des ersten Vorgeleges vorgesehen und drehfest mit dieser Vorgelegewelle des zweiten bzw. des ersten Vorgeleges verbindbar ist. Dabei kann die zweite Hohlwelle des Weiteren mittels der siebten Übersetzungsstufe im Zusammenspiel mit einer achten Übersetzungsstufe mit der Vorgelegewelle des jeweils anderen, ersten bzw. zweiten Vorgeleges in Verbindung gebracht werden, mit welcher die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes zudem mittels der achten Übersetzungsstufe koppelbar ist.
  • Mit anderen Worten verfügt das erfindungsgemäße Kraftfahrzeuggetriebe also über eine erste Hohlwelle, welche koaxial zu einer, dem ersten oder dem zweiten Vorgelege zugeordneten Vorgelegewelle platziert ist und mit dieser Vorgelegewelle drehfest verbunden werden kann. Diese erste Hohlwelle ist nun einerseits mittels einer ersten Übersetzungsstufe und andererseits über eine zweite Übersetzungsstufe jeweils mit der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes koppelbar und kann ferner durch Zusammenspiel der zweiten Übersetzungsstufe mit einer dritten Übersetzungsstufe mit der Vorgelegewelle des jeweils anderen, zweiten bzw. ersten Vorgeleges, d.h. also mit der achsversetzt verlaufenden Vorgelegewelle, in Verbindung gebracht werden. Über die dritte Übersetzungsstufe ist auch die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes mit der, achsversetzt zur ersten Hohlwelle verlaufenden Vorgelegewelle des zweiten bzw. des ersten Vorgeleges koppelbar. Des Weiteren kann die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes zum einen mittels einer vierten Übersetzungsstufe und zum anderen über eine fünfte Übersetzungsstufe jeweils mit der Vorgelegewelle eines der beiden Vorgelege in Verbindung gebracht werden, d.h. dass also über die vierte Übersetzungsstufe eine Koppelung mit dem ersten oder dem zweiten Vorgelege und mittels der fünften Übersetzungsstufe eine Verbindung mit dem ersten oder dem zweiten Vorgelege herstellbar ist.
  • Hingegen ist die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes über eine sechste Übersetzungsstufe und mittels einer siebten Übersetzungsstufe jeweils mit einer zweiten Hohlwelle koppelbar, die koaxial zu der Vorgelegewelle eines der beiden Vorgelege, also dem zweiten oder dem ersten Vorgelege, platziert ist und dabei mit dieser Vorgelegewelle drehfest verbunden werden kann. Zudem kann die zweite Hohlwelle noch dadurch mit der, zu ihr achsversetzt laufenden Vorgelegewelle des jeweils anderen Vorgeleges, also dem ersten bzw. zweiten Vorgelege, in Verbindung gebracht werden, indem eine Drehbewegung der zweiten Hohlwelle durch Zusammenspiel der siebten Übersetzungsstufe und einer achten Übersetzungsstufe mit einer Drehbewegung der achsversetzten Vorgelegewelle gekoppelt wird. Über die achte Übersetzungsstufe kann schließlich auch die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes mit der, achsversetzt zur zweiten Hohlwelle laufenden Vorgelegewelle des ersten bzw. zweiten Vorgeleges in Verbindung gebracht werden.
  • Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines Kraftfahrzeuggetriebes ist es möglich, zum einen durch das Zusammenspiel der ersten Hohlwelle mit der zweiten und der dritten Übersetzungsstufe, sowie zum anderen durch das Zusammenspiel der zweiten Hohlwelle mit der siebten und der achten Übersetzungsstufe 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.
  • 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 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 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. Mittels der vorgenannten Darstellung der einzelnen Gänge als Windungsgänge lassen sich mit den acht Übersetzungsstufen somit jeweils insgesamt neun Vorwärtsgänge, sowie ein Rückwärtsgang realisieren, wobei zwischen den Vorwärtsgängen zudem beim Schalten entlang einer Gangfolge unter Last gewechselt werden kann.
  • Insbesondere handelt es sich dabei bei der ersten Übersetzungsstufe um einen Radsatz eines dritten Vorwärtsganges und bei der zweiten Übersetzungsstufe um einen Radsatz eines neunten Vorwärtsganges, während die dritte Übersetzungsstufe als Radsatz eines fünften Vorwärtsganges ausgeführt ist. Des Weiteren wird die vierte Übersetzungsstufe bevorzugt durch einen Radsatz eines siebten Vorwärtsganges und die fünfte Übersetzungsstufe durch einen Radsatz eines Rückwärtsganges gebildet, wohingegen die sechste Übersetzungsstufe als Radsatz eines sechsten Vorwärtsganges ausgeführt ist. Schließlich handelt es sich bei der siebten Übersetzungsstufe insbesondere um einen Radsatz eines achten Vorwärtsganges, sowie bei der achten Übersetzungsstufe um einen Radsatz eines vierten Vorwärtsganges.
  • Alternativ dazu liegt die erste Übersetzungsstufe als Radsatz eines fünften Vorwärtsganges und die zweite Übersetzungsstufe als Radsatz eines neunten Vorwärtsganges vor, wohingegen es sich bei der dritten Übersetzungsstufe um einen Radsatz eines dritten Vorwärtsganges handelt. Ferner ist die vierte Übersetzungsstufe als Radsatz eines siebten Vorwärtsganges und die fünfte Übersetzungsstufe als Radsatz eines Rückwärtsganges ausgeführt, während die sechste Übersetzungsstufe durch einen Radsatz eines vierten Vorwärtsganges gebildet ist. Zudem liegen die siebte Übersetzungsstufe als Radsatz eines zweiten Vorwärtsganges und die achte Übersetzungsstufe als Radsatz eines sechsten Vorwärtsganges vor.
  • Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Schaltelement, über das die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes mittels der sechsten Übersetzungsstufe mit der zweiten Hohlwelle gekoppelt werden kann, mit einem Schaltelement in einer Schalteinrichtung zusammengefasst, welches bei Betätigung die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes über die siebte Übersetzungsstufe mit der zweiten Hohlwelle in Verbindung bringt. Dabei ist die Schalteinrichtung auf der Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes platziert ist. 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 zweiten 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.
  • Gemäß einer alternativen oder auch ergänzenden Ausgestaltung der Erfindung ist ein Schaltelement, das bei Betätigung die zweite Hohlwelle drehfest mit der Vorgelegewelle des zweiten bzw. des ersten Vorgeleges verbindet, mit einem Schaltelement in einer Schalteinrichtung zusammengefasst, über welches die vierte Übersetzungsstufe in den Kraftfluss einbindbar ist. Alternativ dazu ist ein Schaltelement, über das die vierte Übersetzungsstufe in den Kraftfluss einbindbar ist, mit einem Schaltelement in einer Schalteinrichtung zusammengefasst, welches bei Betätigung die zweite Hohlwelle durch Zusammenspiel der siebten Übersetzungsstufe und der achten Übersetzungsstufe mit der Vorgelegewelle des zweiten bzw. des ersten Vorgeleges koppelt. Hierbei ist die jeweils ausgestaltete Schalteinrichtung auf der Vorgelegewelle des zweiten bzw. des ersten Vorgeleges angeordnet.
  • In beiden Fällen können dementsprechend auch diese beiden 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 Eingangswellen. 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.
  • Weiter alternativ oder auch ergänzend ist ein Schaltelement, über das die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes über die erste Übersetzungsstufe mit der ersten Hohlwelle gekoppelt werden kann, mit einem Schaltelement in einer Schalteinrichtung zusammengefasst, welches bei Betätigung die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes mittels der zweiten Übersetzungsstufe mit der ersten Hohlwelle in Verbindung bringt. Diese Schalteinrichtung ist dabei auf der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes platziert. 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.
  • Entsprechend einer weiteren, alternativen oder auch ergänzenden Ausgestaltung der Erfindung ist ein Schaltelement, das bei Betätigung die erste Hohlwelle durch Zusammenspiel der zweiten Übersetzungsstufe und der dritten Übersetzungsstufe mit der Vorgelegewelle des zweiten bzw. des ersten Vorgeleges koppelt, mit einem Schaltelement in einer Schalteinrichtung zusammengefasst, über welches die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes mittels der fünften Übersetzungsstufe mit der Vorgelegewelle des zweiten bzw. des ersten Vorgeleges in Verbindung gebracht werden kann. Die Schalteinrichtung ist hierbei auf der Vorgelegewelle des zweiten bzw. des ersten Vorgeleges angeordnet. 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 hierbei jeweils ausgebildeten 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.
  • Bevorzugt sind dabei bei einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebe alle Möglichkeiten hinsichtlich eines Zusammenfassens von Schaltelementen verwirklicht, so dass sämtliche Schalttätigkeiten über insgesamt sechs Aktuatoren darstellbar sind.
  • Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die siebte Übersetzungsstufe und die achte Übersetzungsstufe gemeinsam in einer Radebene angeordnet sind, indem ein drehbar gelagertes Zahnrad zum einen mit einem drehfest auf der zweiten Hohlwelle vorgesehenen Zahnrad der siebten Übersetzungsstufe und zum anderen mit einem drehbar auf der Vorgelegewelle des ersten bzw. des zweiten Vorgeleges vorgesehenen Zahnrad der achten Übersetzungsstufe jeweils in Verbindung steht. Durch das Zusammenlegen der siebten und der achten Übersetzungsstufe in einer Radebene kann eine axiale Baulänge des Getriebes reduziert werden, da die beiden Übersetzungsstufen hierdurch auf einer axialen Höhe liegen.
  • Gemäß einer hierzu alternativen oder auch ergänzend Ausgestaltung der Erfindung sind die erste Übersetzungsstufe und die vierte Übersetzungsstufe gemeinsam in einer Radebene angeordnet, indem ein drehbar auf der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes vorgesehenes Zahnrad zum einen mit einem drehfest auf der ersten Hohlwelle vorgesehenen Zahnrad der ersten Übersetzungsstufe und zum anderen mit einem Zahnrad der vierten Übersetzungsstufe jeweils in Verbindung steht, welches drehbar auf der achsversetzt zu der ersten Hohlwelle vorgesehenen Vorgelegewelle des zweiten bzw. ersten Vorgeleges gelagert ist. Durch das Zusammenlegen der beiden Übersetzungsstufen in einer gemeinsamen Radebene kann ebenfalls entsprechend kompakt in axialer Richtung gebaut werden.
  • Weiter alternativ oder auch ergänzend zu den beiden vorgenannten Varianten sind die zweite Übersetzungsstufe und die dritte Übersetzungsstufe gemeinsam in einer Radebene angeordnet, indem ein drehbar auf der Eingangswelle des ersten Teilgetriebes vorgesehenes Zahnrad zum einen mit einem drehfest auf der ersten Hohlwelle vorgesehenen Zahnrad der zweiten Übersetzungsstufe und zum anderen mit einem drehbar auf der Vorgelegewelle des zweiten bzw. des ersten Vorgeleges gelagerten Zahnrad der dritten Übersetzungsstufe jeweils in Verbindung steht. Hierdurch ist ebenfalls eine kompaktere Gestaltung des Kraftfahrzeuggetriebes in axialer Richtung möglich.
  • Insbesondere sind dabei alle drei vorgenannten Varianten gemeinsam verwirklicht, so dass sechs der insgesamt acht Übersetzungsstufen jeweils paarweise in Radebenen angeordnet sind. Hierdurch ist damit eine Platzierung sämtlicher Übersetzungsstufen in nur fünf Radebenen möglich, was einen besonders kompakten Aufbau in axialer Richtung ermöglicht.
  • 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.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist ein Zahnrad der sechsten Übersetzungsstufe drehfest mit einer koaxial verlaufenden Antriebswelle einer Elektromaschine verbunden, so dass eine Hybridisierung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes realisierbar ist. Denn durch die vorhandenen Abkoppelungsmöglichkeiten des Zahnrads der sechsten 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.
  • Mittels einer abtriebsseitigen Entkoppelung kann hierdurch bei Stillstand des Fahrzeugs ein Laden eines elektrischen Speichers vollzogen werden, indem die Elektromaschine über die sechste 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. Abgesehen von der sechsten Übersetzungsstufe kann eine Anbindung einer Elektromaschine jedoch auch an jeder anderen Übersetzungsstufe erfolgen, bei welcher eine Abkoppelbarkeit sowohl von der Antriebsseite als auch von der zumindest einen Abtriebsseite gegeben ist. 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 ein beispielhaftes Schaltschema eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes gemäß den 1 bis 4;
  • 6 eine schematische Ansicht einer fünften bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes;
  • 7 eine schematische Darstellung einer sechsten bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes;
  • 8 eine schematische Ansicht einer siebten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes; und
  • 9 ein beispielhaftes Schaltschema eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes gemäß den 6 bis 8.
  • 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 Getriebezentralwelle ausgeführt, zu welcher die als Getriebehohlwelle 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 insbesondere um eine nasslaufende Doppelkupplung handelt.
  • 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 zwei Hohlwellen HW1 und HW2 vorgesehen, wobei eine erste Hohlwelle HW1 dabei koaxial zu der Vorgelegewelle VW1 des ersten Vorgeleges 4 und eine zweite Hohlwelle HW2 koaxial zu der Vorgelegewelle VW2 des zweiten Vorgeleges 5 angeordnet ist.
  • 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.
  • 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 R9 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.
  • 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 Eingangswelle EW1 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 Eingangswelle EW1 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.
  • Zum anderen können ein erster Vorwärtsgang und ein zweiter Vorwärtsgang jeweils als Windungsgang dargestellt werden. Im Fall des ersten Vorwärtsganges wird der Kraftfluss ausgehend von der Eingangswelle EW1 über den Radsatz R3 auf die erste Hohlwelle HW1 und von dort aus durch Zusammenspiel der Radsätze R9 und R5 auf die Vorgelegewelle VW2 des zweiten Vorgeleges 5 geführt, wobei eine letztendliche Übersetzung auf die Ausgangswelle AW ausgehend von der Vorgelegewelle VW2 über die Abtriebsstufe RA2 stattfindet. Beim zweiten Vorwärtsgang erfolgt hingegen eine Übersetzung einer Drehbewegung der Eingangswelle EW2 über den Radsatz R6 auf die zweite Hohlwelle HW2, wobei der Kraftfluss dann im weiteren Verlauf durch Zusammenspiel der Radsätze R8 und R4 auf die Vorgelegewelle VW1 des ersten Vorgeleges 4 geführt und schließlich über die Abtriebsstufe RA1 auf die Ausgangswelle AW geleitet wird.
  • Wie des Weiteren aus 1 ersichtlich ist, sind die Übersetzungsstufen A bis H in insgesamt fünf Radebenen I bis V angeordnet, von welchen in den Radebenen I und V jeweils eine der Übersetzungsstufen A bis H einzeln angeordnet ist, während die Radebenen II bis IV als Doppelradebenen ausgestaltet sind, in welchen jeweils zwei der Übersetzungsstufen A bis H paarweise platziert sind.
  • Vorliegend ist in einer ersten Radebene die Übersetzungsstufe F angeordnet, welche dabei durch den Radsatz R6 gebildet ist. Die Übersetzungsstufe F weist ein, drehbar auf der Eingangswelle EW2 gelagertes Zahnrad Z4 auf, das mit einem, drehfest auf der zweiten Hohlwelle HW2 vorgesehenen Zahnrad Z5 permanent im Zahneingriff steht. Bei Einbindung in den Kraftfluss wird durch den Radsatz R6 ein sechster Vorwärtsgang des Kraftfahrzeuggetriebes dargestellt, indem das auf der Eingangswelle EW2 drehbar gelagerte Zahnrad Z4 über ein Schaltelement S1 an der Eingangswelle EW2 festgesetzt und zudem die zweite Hohlwelle HW2 mittels eines Schaltelements S2 drehfest mit der Vorgelegewelle VW2 des zweiten Vorgeleges 5 verbunden wird. In Folge dessen wird eine Drehbewegung der Eingangswelle EW2 über den Radsatz R6 auf die Vorgelegewelle VW2 und von dort über die Abtriebsstufe RA2 auf die Ausgangswelle AW übersetzt. Ferner wird mittels des Radsatzes R6 bei Darstellung des, als Windungsgang ausgeführten zweiten Vorwärtsganges einer Übersetzung einer Drehbewegung der Eingangswelle EW2 auf die zweite Hohlwelle HW2 vorgenommen, wobei hierzu das Schaltelement S1 betätigt wird.
  • 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 G und H gemeinsam angeordnet sind. Vorliegend wird die Übersetzungsstufe G dabei durch den Radsatz R8 und die Übersetzungsstufe H durch den Radsatz R4 gebildet. Die Übersetzungsstufen G und H sind dabei dadurch axial auf gleicher Höhe platziert, dass ein auf der Eingangswelle EW1 drehbar gelagertes Zahnrad Z6 zum einen mit einem, drehbar auf der Vorgelegewelle VW1 des ersten Vorgeleges 4 gelagerten Zahnrad Z7 der Übersetzungsstufe H im Zahneingriff steht und zum anderen mit einem, drehfest auf der zweiten Hohlwelle HW2 vorgesehenen Zahnrad Z8 der Übersetzungsstufe G kämmt.
  • Über den, die Übersetzungsstufe G bildenden Radsatz R8 wird bei Einbindung in den Kraftfluss ein achter Vorwärtsgang des Kraftfahrzeuggetriebes dargestellt, indem das Zahnrad Z6 über ein Schaltelement S3 an der Eingangswelle EW2 festgesetzt und gleichzeitig auch die zweite Hohlwelle HW2 durch Betätigung des Schaltelements S2 drehfest mit der Vorgelegewelle VW2 des zweiten Vorgeleges 5 verbunden wird, so dass in der Folge eine Drehbewegung der Eingangswelle EW2 des zweiten Teilgetriebes 2 über den Radsatz R8 auf die Vorgelegewelle VW2, sowie im Folgenden mittels der Abtriebsstufe RA2 auf die Ausgangswelle AW übersetzt wird. Hingegen kann über den, die Übersetzungsstufe H definierenden Radsatz R4 ein vierter Vorwärtsgang dadurch dargestellt werden, dass wiederum das Zahnrad Z6 mittels des Schaltelements S3 an der Eingangswelle EW2 festgesetzt und zudem das Zahnrad Z7 über ein Schaltelement S4 drehfest mit der Vorgelegewelle VW1 des zweiten Vorgeleges 4 verbunden wird. Hierbei nimmt der Radsatz R4 gemeinsam mit der Abtriebsstufe RA1 eine Übersetzung einer Drehbewegung der Eingangswelle EW2 auf die Ausgangswelle AW vor.
  • Des Weiteren sind die Radsätze R8 und R4 noch gemeinsam an der Darstellung des zweiten Vorwärtsganges beteiligt, indem die Radsätze R8 und R4 im Zusammenspiel eine Drehbewegung der zweiten Hohlwelle HW2 auf die Vorgelegewelle VW1 des ersten Vorgeleges 4 übertragen, wobei hierzu das Zahnrad Z7 mittels des Schaltelements S4 festgesetzt wird, während das zwischenliegende Zahnrad Z6 relativ zu den Eingangswellen EW1 und EW2 rotiert.
  • Axial benachbart zu der zweiten Radebene II ist eine dritte Radebene III vorgesehen, in welcher die Übersetzungsstufen A und D angeordnet sind, von denen die Übersetzungsstufe A durch den Radsatz R3 und die Übersetzungsstufe D durch den Radsatz R7 gebildet ist. Wie aus 1 zu erkennen ist, sind die Übersetzungsstufen A und D nun dadurch axial auf gleicher Höhe platziert, dass ein Zahnrad Z9, welches drehbar auf der Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes 1 gelagert ist, mit einem, drehfest auf der ersten Hohlwelle HW1 platzierten Zahnrad Z10 der Übersetzungsstufe A kämmt und zugleich mit einem Zahnrad Z11 der Übersetzungsstufe D im Zahneingriff steht, das hierbei drehbar auf der Vorgelegewelle VW2 des zweiten Vorgeleges 5 angeordnet ist. Über den, die Übersetzungsstufe A 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 Eingangswelle EW1 festgesetzt und zudem die erste Hohlwelle HW1 über ein Schaltelement S6 drehfest mit der Vorgelegewelle VW1 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 Drehbewegung der Eingangswelle EW1 auf die erste Hohlwelle HW1 übertragen wird, wobei diese Drehbewegung dann im weiteren Verlauf mittels der Übersetzungsstufen B und C auf die Vorgelegewelle VW2, sowie über die Abtriebsstufe RA2 auf die Ausgangswelle AW übersetzt wird.
  • Zum Schalten eines siebten Vorwärtsganges des Kraftfahrzeuggetriebes ist hingegen der, die Übersetzungsstufe D darstellende Radsatz R7 in den Kraftfluss einzubinden, indem wiederum das Zahnrad Z9 durch Betätigung des Schaltelements S5 an der Eingangswelle EW1 festgesetzt und zusätzlich noch das Zahnrad Z11 der Übersetzungsstufe D durch Ansteuerung eines Schaltelements S7 drehfest mit der Vorgelegewelle VW2 verbunden wird. In Folge dessen wird eine Drehbewegung der Eingangswelle EW1 über den Radsatz R7 auf die Vorgelegewelle VW2 des zweiten Vorgeleges 5 übertragen und im weiteren Verlauf mittels der Abtriebsstufe RA2 auf die Ausgangswelle AW übersetzt.
  • Auf die dritte Radebene III folgt eine vierte Radebene IV, in welcher die Übersetzungsstufe B und C angeordnet sind, indem ein, auf der Eingangswelle EW1 drehbar gelagertes Zahnrad Z12 einerseits mit einem, drehfest auf der ersten Hohlwelle HW1 angeordneten Zahnrad Z13 der Übersetzungsstufe B und andererseits mit einem Zahnrad Z14 der Übersetzungsstufe C im Zahneingriff steht. Das Zahnrad Z14 ist dabei drehbar auf der Vorgelegewelle VW2 des zweiten Vorgeleges 5 gelagert. Vorliegend wird die Übersetzungsstufe B durch den Radsatz R9 ausgebildet, welcher zur Darstellung eines neunten Vorwärtsganges des Getriebes durch drehfestes Verbinden der ersten Hohlwelle HW1 mit der Vorgelegewelle VW1 über das Schaltelement S6 und durch zusätzliches Festsetzen des Zahnrades Z12 an der Eingangswelle EW1 durch Betätigung eines Schaltelements S8 in den Kraftfluss einbindbar ist. Hingegen kann über den, die Übersetzungsstufe C darstellenden Radsatz R5 ein fünfter Vorwärtsgang des Kraftfahrzeuggetriebes geschaltet werden, indem wiederum das Zahnrad Z13 an der Eingangswelle EW1 mittels des Schaltelements S8 festgesetzt und zudem das Zahnrad Z14 über ein Schaltelement S9 drehfest mit der Vorgelegewelle VW2 des zweiten Vorgeleges 5 verbunden wird. In Folge dessen nimmt der Radsatz R5 gemeinsam mit der Abtriebsstufe RA2 eine Übersetzung einer Drehbewegung der Eingangswelle EW1 auf die Ausgangswelle AW vor. Des Weiteren sind die Radsätze R9 und R5 noch gemeinsam an der Darstellung des ersten Vorwärtsganges beteiligt, indem die Radsätze R9 und R5 im Zusammenspiel eine Drehbewegung der ersten Hohlwelle HW1 auf die Vorgelegewelle VW2 des zweiten Vorgeleges 5 übersetzen, wobei hierzu das Zahnrad Z14 mittels des Schaltelements S9 drehfest mit der Vorgelegewelle VW2 verbunden wird, während das zwischenliegende Zahnrad Z12 relativ zu der Eingangswelle EW1 rotiert.
  • Axial benachbart zu den Übersetzungsstufen B und C und in einer fünften Radebene V liegend ist die Übersetzungsstufe E angeordnet, welche durch den Radsatz RR gebildet ist. Wie bereits erörtert, setzt sich die Übersetzungsstufe E dabei aus den Zahnrädern Z1 und Z2 zusammen, welche über das zwischenliegende Zahnrad Z3 miteinander in Verbindung stehen. Zur Darstellung des Rückwärtsganges ist dabei das Zahnrad Z2 über ein Schaltelement S10 an der Vorgelegewelle VW2 festzusetzen, so dass in der Folge eine Drehbewegung der Eingangswelle EW1 über den Radsatz RR auf die Vorgelegewelle VW2 und im weiteren Verlauf mittels der Abtriebsstufe RA2 auch auf die Ausgangswelle AW übertragen wird, wobei hierbei im Vergleich zu den Vorwärtsgängen eine entgegengesetzte Drehrichtung der Vorgelegewelle VW2 und auch der Ausgangswelle AW dargestellt wird.
  • 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.
  • Vorliegend sind die Schaltelemente S1 bis S10 jeweils als Synchronisierungen ausgestaltet. Im Falle der Schaltelemente S1, S3, S4, S5, S7, S8, S9 sowie S10 wird bei deren Betätigung jeweils ein je zugehöriges Zahnrad Z2 bzw. Z4 bzw. Z6 bzw. Z7 bzw. Z9 bzw. Z11 bzw. Z12 bzw. Z14 unter vorherigem Abbau von Drehzahldifferenzen mit der jeweiligen Welle EW1 bzw. EW2 bzw. VW1 bzw. VW2 gekoppelt. Bei Betätigung der Schaltelemente S2 und S6 werden hingegen jeweils die jeweilige Hohlwelle HW1 bzw. HW2 und die jeweils koaxial verlaufende Vorgelegewelle VW1 bzw. VW2 ab Erreichen einer Drehzahlgleichheit formschlüssig miteinander verbunden.
  • 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 S7 zu einer zweiten Schalteinrichtung SE2, das Schaltelement S5 und das Schaltelement S8 zu einer dritten Schalteinrichtung SE3, sowie das Schaltelement S9 und das Schaltelement S10 zu einer vierten Schalteinrichtung SE4 jeweils zusammengefasst. Hierbei ist die erste Schalteinrichtung SE1 auf der Eingangswelle EW2 des zweiten Teilgetriebes 2 und die dritte Schalteinrichtung SE3 auf der Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes 1 vorgesehen, während die zweite Schalteinrichtung SE2 und die vierte Schalteinrichtung SE4 jeweils auf der Vorgelegewelle VW2 des zweiten Vorgeleges 5 platziert sind.
  • Vorliegend sind die Schalteinrichtungen SE1 bis SE4 dabei jeweils als Doppelsynchronisierungen ausgestaltet, bei welchen die je zugehörigen Schaltelemente S1 und S3 bzw. S2 und S7 bzw. S5 und S8 bzw. S9 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. S5 bzw. S9 oder in eine Betätigungsstellung des jeweils anderen Schaltelements S3 bzw. S7 bzw. S8 bzw. S10 bewegt werden kann. Hingegen sind die Schaltelemente S4 und S6 jeweils als Einzelschaltelemente ausgeführt, die jeweils auf der Vorgelegewelle VW1 des ersten Vorgeleges 4 vorgesehen sind und über eine jeweils zugeordnete Schaltmuffe verfügen.
  • Die Abtriebsstufe RA1 und die Abtriebsstufe RA2 sind des Weiteren ebenfalls in einer Doppelradebene platziert, indem ein Zahnrad Z15 auf der Ausgangswelle AW mit je einem Zahnrad Z16 bzw. Z17 auf den Vorgelegewellen VW1 und VW2 jeweils in Zahneingriff steht. Diese Doppelradebene folgt dabei in axialer Richtung auf die fünfte Radebene V, wobei in diesem Bereich Lagerstellen der Vorgelegewellen VW1 und VW2 vorgesehen sind, so dass durch eine nahe Platzierung an diesen Lagerstellen Durchbiegungen bei Übertragung der hohen Drehmomente auf die Ausgangswelle AW gering gehalten werden können.
  • Als 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 F angebunden ist. In der Folge ist eine Drehbewegung des Zahnrades Z4 der Übersetzungsstufe F 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 F angetrieben werden oder aber die Übersetzungsstufe F antreiben und hierbei dann entweder eine Drehbewegung unterstützen oder eine entsprechende Antriebsbewegung einleiten.
  • Die Anbindung der Elektromaschine EM an der Übersetzungsstufe F hat hierbei den Vorteil, dass die Elektromaschine EM somit über die Schaltelemente S1 und S3 jeweils zum einen von der Doppelkupplung 3 und über die Schaltelemente S2 und S4 zum anderen jeweils von den Abtriebsseiten AB1 und AB2 abgekoppelt werden kann.
  • Im letztgenannten Fall wird ein Betreiben der Elektromaschine EM über die Übersetzungsstufe F 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 F zum einen im zweiten Vorwärtsgang und zum anderen im vierten Vorwärtsgang möglich.
  • Aus 2 geht eine zweite bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes hervor. Unterschiedlich zu der Variante nach 1 ist dabei, dass die Übersetzungsstufen F und G und damit die Radsätze R6 und R8 zwischen der Eingangswelle EW2 und der Vorgelegewelle VW1 des ersten Vorgeleges 4 angeordnet sind, während über den die Übersetzungsstufe H ausbildenden Radsatz R4 nunmehr eine Koppelung der Eingangswelle EW2 mit der Vorgelegewelle VW2 des zweiten Vorgeleges 5 hergestellt werden kann. Gemeinsam mit den Radsätzen R6 und R8 hat auch die zweite Hohlwelle HW2 ihre Position verändert, indem diese nun koaxial zur Vorgelegewelle VW1 des ersten Vorgeleges 4 angeordnet ist und mit der Vorgelegewelle VW1 durch Betätigung des Schaltelements S2 drehfest verbunden werden kann. Aufgrund dieses Positionswechsels ist das Schaltelement S2 dabei nun als Einzelschaltelement auf der Vorgelegewelle VW1 des ersten Vorgeleges 4 vorgesehen, während das Schaltelement S4, über das das Zahnrad Z7 der Übersetzungsstufe H an der Vorgelegewelle VW2 festgesetzt werden kann, nun mit dem Schaltelement S7 zu einer zweiten Schalteinrichtung SE2‘ zusammengefasst ist. Die Schalteinrichtung SE2‘ ist dabei auf der Vorgelegewelle VW2 des zweiten Vorgeleges 5 vorgesehen.
  • 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 Z16 und Z17 verbindende Zahnrad Z15 in einer anderen Zeichenebene platziert und deswegen nur gestrichelt angedeutet. Im Übrigen entspricht die Ausgestaltung nach 2 der Variante nach 1.
  • Des Weiteren ist aus 3 eine dritte bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes ersichtlich. Unterschiedlich zu der Variante nach 1 ist dabei, dass die Übersetzungsstufen A und D innerhalb der dritten Radebene III und die Übersetzungsstufen B und C innerhalb der vierten Radebene IV jeweils die Positionen getauscht haben, sowie die Übersetzungsstufe E nun zwischen der Eingangswelle EW1 und der Vorgelegewelle VW1 des ersten Vorgeleges 4 positioniert ist. Dementsprechend sind die Radsätze R3 und R9 nunmehr zwischen der Eingangswelle EW1 und dem zweiten Vorgelege 5 vorgesehen, während über die Radsätze R5, R7 und RR die Eingangswelle EW1 jeweils mit der Vorgelegewelle VW1 des ersten Vorgeleges 4 koppelbar ist. Gemeinsam mit den Radsätzen R3 und R9 ist dabei auch die erste Hohlwelle HW1 auf das zweite Vorgelege 5 gewandert, so dass die erste Hohlwelle HW1 nun koaxial zu der Vorgelegewelle VW2 des zweiten Vorgeleges 5 platziert ist. Zudem sind in Folge des Positionswechsels auch die Schaltelemente S6, S7, S9 und S10 anderweitig angeordnet, wobei das Schaltelement S7, über welches die Übersetzungsstufe D in den Kraftfluss einbindbar ist, mit dem Schaltelement S4 in einer zweiten Schalteinrichtung SE2‘ zusammengefasst ist, die auf der Vorgelegewelle VW1 vorgesehen ist. Ferner ist das Schaltelement S2 nun als Einzelschaltelement ausgestaltet und die Schalteinrichtung SE4 auf der Vorgelegewelle VW1 platziert. Insgesamt entspricht die Anordnung der Radsätze R3, R5, R7, R9 und RR in 3 daher einer Spiegelung der Radsätze R3, R5, R7, R9 und RR aus 1 an einer, koaxial zu den Eingangswellen EW1 und EW2 laufenden Achse. Im Übrigen entspricht die Ausgestaltung nach 3 der Variante nach 1.
  • 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 A bis E untereinander ihre Positionen in den Radebenen III bis V gewechselt. So ist der die Übersetzungsstufe E bildende Radsatz RR in der dritten Radebene III platziert, während die Übersetzungsstufen B und C in Form der Radsätze R5 und R9 nun gemeinsam in der vierten Radebene IV und die Übersetzungsstufen A und D in Form der Radsätze R3 und R7 gemeinsam in der fünften Radebene V angeordnet sind. Aufgrund des Positionswechsels haben auch die Schaltelemente S5 bis S10 ihre Positionen verändert, wobei hierbei die Schaltelemente S5 und S8 innerhalb der dritten Schalteinrichtungen SE3 und die Schaltelemente S9 und S10 innerhalb der vierten Schalteinrichtung SE4 vertauscht sind. Ferner liegen die Schaltelemente S2 und S7 nun als Einzelschaltelemente vor. Als weiterer Unterschied gegenüber der Variante nach 1 ist die Elektromaschine EM in diesem Fall koaxial zum ersten Vorgelege 4 angeordnet und an der ersten Hohlwelle HW1 angebunden. Hierbei sind über die Schaltelemente S5 bis S9 entsprechende Abkoppelungsmöglichkeiten einerseits von der Doppelkupplung 3 und andererseits von den Abtriebsseiten AB1 und AB2 gegeben. Im Übrigen entspricht die Ausgestaltung nach 4 der Variante nach 1.
  • In 5 ist nun ein beispielhaftes Schaltschema dargestellt, welches sich durch jede der Getriebevarianten gemäß der 1 bis 4 realisieren lässt. Insgesamt sind dabei neun lastschaltbare Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang 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 S9 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.
  • 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 S5 und S9 betätigt werden. Zum Wechsel in den zweiten Vorwärtsgang sind dann die Schaltelemente S1 und S4 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 S5 und S9 abzuschalten. In den hierauf folgenden, dritten Vorwärtsgang kann unter erneutem Wechsel zwischen den Lastschaltelementen K1 und K2 übergegangen werden, wobei im Vorfeld die Schaltelemente S5 und S6 zu betätigen und nach erfolgtem Wechsel die Schaltelemente S1 und S4 abzuschalten sind. Der vierte Vorwärtsgang ergibt sich durch Ansteuerung der Schaltelemente S3 und S4, sowie erneutem Wechsel zwischen den Lastschaltelementen K1 und K2, wobei die Schaltelemente S5 und S6 nach erfolgtem Wechsel in einen unbetätigten Zustand zu überführen sind.
  • Im fünften Vorwärtsgang wird die Eingangswelle EW1 durch die Schaltelemente S8 und S9 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 S3 und S4 abzuschalten. Der sechste Vorwärtsgang ergibt sich durch Betätigen der Schaltelemente S1 und S2, sowie unter erneutem Wechsel zwischen den Lastschaltelemente K1 und K2. Zudem sind die Schaltelemente S8 und S9 nach erfolgtem Umschalten zwischen den Lastschaltelementen K1 und K2 in einen unbetätigten Zustand zu überführen. Im Falle des siebten Vorwärtsganges sind die Schaltelemente S5 und S7 anzusteuern, wobei nach erfolgtem Gangwechsel die Schaltelemente S1 und S2 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 S2 und S3 betätigt und nach einem erfolgten Umschalten zwischen den Lastschaltelementen K1 und K2 die Schaltelemente S5 und S7 abgeschaltet werden. Im Anschluss an den achten Vorwärtsgang ergibt sich schließlich der neunte Vorwärtsgang, indem die Schaltelemente S6 und S8 angesteuert und dann das Lastschaltelement K2 geöffnet, sowie kurz darauf das Lastschaltelement K1 geschlossen wird. Hingegen wird der Rückwärtsgang durch Betätigen des Schaltelements S10 und durch Verbinden der Eingangswelle EW1 mit der Antriebsseite AN durch Schließen des Lastschaltelements K1 geschaltet.
  • Des Weiteren ist aus 6 eine fünfte bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes ersichtlich, welche vom Aufbau her prinzipiell der Variante nach 1 entspricht. Allerdings sind im Unterschied zu der Ausgestaltung nach 1 die Übersetzungsstufen A bis D und F bis H anderweitig durch Radsätze R2 bis R7 und R9 ausgebildet. So wird die, in der ersten Radebene I platzierte Übersetzungsstufe F nun durch den Radsatz R4 gebildet, während in der benachbarten, zweiten Radebene die Übersetzungsstufen G und H in Form des Radsatzes R6 und eines Radsatzes R2 positioniert sind. In der dritten Radebene III wird des Weiteren die Übersetzungsstufe A durch den Radsatz R5 und die Übersetzungsstufe D durch den Radsatz R7 gebildet, wohingegen die, in der vierten Radebene IV liegenden Übersetzungsstufen B und C durch die Radsätze R9 und R3 dargestellt werden. Die, in der fünften Radebene V platzierte Übersetzungsstufe E liegt, wie schon bei der Variante nach 1, als Radsatz RR vor. Die Übersetzungsstufen A bis E können wiederum über die Schaltelemente S1 bis S10 gezielt in den Kraftfluss eingebunden werden, wobei aufgrund der geänderten Zuordnung der Radsätze R2 bis R7 und R9 hierbei, im Vergleich zu der Variante nach 1, bei Betätigung der Schaltelemente S1 bis S10 teilweise 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 zweite Hohlwelle HW2 dargestellt wird. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform gemäß 6 ansonsten der Variante nach 1.
  • Des Weiteren ist aus 7 eine sechste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes ersichtlich, welche eine Abwandlung der Ausgestaltung nach 6 darstellt. Allerdings kann auch die Variante nach 1 prinzipiell auf die nachstehend beschriebene Art und Weise verändert werden. Unterschiedlich zu der Variante nach 6 ist nun, dass die Übersetzungsstufen F bis H untereinander die Positionen getauscht haben. So sind die Übersetzungsstufen G und H in Form der Radsätze R2 und R6 gemeinsam in der ersten Radebene I platziert, während der, die Übersetzungsstufe F ausbildende Radsatz R4 alleine in der zweiten Radebene II angeordnet ist. Die Radsätze R4, R6 und R8 sind also im Vergleich zu der Variante nach 6 vertikal gespiegelt angeordnet. Im Zuge dieser neuen Anordnung sind auch die Schaltelemente S1, S3 und S4 anderweitig in axialer Richtung platziert, wobei die Schaltelemente S1 und S3 dabei innerhalb der ersten Schalteinrichtung SE1 die Positionen gewechselt haben. Zudem ist das Schaltelement S2 an der zweiten Hohlwelle HW2 auf Seiten der Übersetzungsstufe F vorgesehen, um trotz der veränderten Anordnung eine Zusammenfassung mit dem Schaltelement S7 zu der zweiten Schalteinrichtung SE2 zu ermöglichen. Schließlich ist noch die Elektromaschine EM an der zweiten Hohlwelle HW2 angebunden, wobei über die Schaltelemente S1 bis S4 dabei ebenfalls entsprechende Abkoppelbarkeiten zum einen von der Doppelkupplung 3 und zum anderen von den Abtriebsseiten AB1 und AB2 gegeben sind. Im Übrigen entspricht die Ausgestaltung nach 7 der Variante nach 6.
  • Schließlich ist aus 8 eine siebte bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes ersichtlich. Auch diese Ausführung ist wieder eine Abwandlung der Ausgestaltung nach 6, wobei aber auch die Variante nach 1 prinzipiell auf die nachstehend beschriebene Art und Weise verändert werden kann. Im Unterschied zu der Variante gemäß 6 sind dabei die beiden Teilgetriebe 1 und 2 hinsichtlich ihrer Anordnung in axialer Richtung vertauscht, so dass in der Folge die Eingangswelle EW1 des ersten Teilgetriebes als Getriebehohlwelle ausgeführt ist, während die Eingangswelle EW2 des zweiten Teilgetriebes 2 als koaxial hierzu verlaufende Getriebezentralwelle 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 R2 bis R7 und R9, sowie RR in den Radebenen I bis V ist in der Folge verändert, indem der die Übersetzungsstufe E ausbildende Radsatz RR in der ersten Radebene I, die die Übersetzungsstufen B und C bildenden Radsätze R9 und R3 in der zweiten Radebene II, sowie die Übersetzungsstufe A in Form des Radsatzes R5 und die Übersetzungsstufe D in Form des Radsatzes R7 in der dritten Radebene III angeordnet sind. Die Übersetzungsstufen G und H, welche durch die Radsätze R2 und R6 gebildet sind, sind nun ferner in der vierten Radebene IV platziert, während die Übersetzungsstufe F in Form des Radsatzes R4 in der fünften Radebene V vorgesehen ist. Gemeinsam hiermit haben auch die Schalteinrichtungen SE1 bis SE4 und die Einzelschaltelemente S4 und S6 ihre Positionen verändert. Im Übrigen entspricht die Ausgestaltung nach 8 der Variante nach 6.
  • In 9 ist nun ein beispielhaftes Schaltschema für die Getriebevarianten gemäß der 6 bis 8 dargestellt. Insgesamt sind dabei wiederum neun lastschaltbare Vorwärtsgänge, sowie ein Rückwärtsgang schaltbar.
  • 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 S5 und S9 betätigt werden. Zum Wechsel in den zweiten Vorwärtsgang sind dann die Schaltelemente S2 und S3 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 S5 und S9 abzuschalten. In den hierauf folgenden, dritten Vorwärtsgang kann unter erneutem Wechsel zwischen den Lastschaltelementen K1 und K2 übergegangen werden, wobei im Vorfeld die Schaltelemente S8 und S9 zu betätigen und nach erfolgtem Wechsel die Schaltelemente S2 und S3 abzuschalten sind. Der vierte Vorwärtsgang ergibt sich durch Ansteuerung der Schaltelemente S1 und S2, sowie erneutem Wechsel zwischen den Lastschaltelementen K1 und K2, wobei die Schaltelemente S8 und S9 nach erfolgtem Wechsel in einen unbetätigten Zustand zu überführen sind.
  • Im fünften Vorwärtsgang wird die Eingangswelle EW1 durch die Schaltelemente S5 und S6 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 S1 und S2 abzuschalten. Der sechste Vorwärtsgang ergibt sich durch Betätigen der Schaltelemente S3 und S4, sowie unter erneutem Wechsel zwischen den Lastschaltelemente K1 und K2. Zudem sind die Schaltelemente S5 und S6 nach erfolgtem Umschalten zwischen den Lastschaltelementen K1 und K2 in einen unbetätigten Zustand zu überführen. Im Falle des siebten Vorwärtsganges sind die Schaltelemente S5 und S7 anzusteuern, wobei nach erfolgtem Gangwechsel die Schaltelemente S3 und S4 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 die Schaltelemente S1 und S4 betätigt und nach einem erfolgten Umschalten zwischen den Lastschaltelementen K1 und K2 die Schaltelemente S5 und S7 abgeschaltet werden. Im Anschluss an den achten Vorwärtsgang ergibt sich schließlich der neunte Vorwärtsgang, indem die Schaltelemente S6 und S8 angesteuert und dann das Lastschaltelement K2 geöffnet, sowie kurz darauf das Lastschaltelement K1 geschlossen wird. Hingegen wird der einzige Rückwärtsgang, wie schon beim Schaltschema nach 5, durch Betätigen des Schaltelements S10 und durch Verbinden der Eingangswelle EW1 mit der Antriebsseite AN durch Schließen des Lastschaltelements K1 geschaltet.
  • 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.
  • 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.
  • Bezugszeichenliste
    • 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
    AN
    Antriebsseite
    AB1
    Abtriebsseite
    AB2
    Abtriebsseite
    EW1
    Eingangswelle
    EW2
    Eingangswelle
    VW1
    Vorgelegewelle
    VW2
    Vorgelegewelle
    HW1
    erste Hohlwelle
    HW2
    zweite 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
    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
    SE2‘
    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
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009002358 A1 [0004]

Claims (11)

  1. Kraftfahrzeuggetriebe, umfassend zwei Teilgetriebe (1, 2), die über koaxial zueinander angeordnete Eingangswellen (EW1, EW2) verfügen und jeweils abwechselnd durch Verbinden der je zugeordneten Eingangswelle (EW1, EW2) mit einer Antriebsseite (AN) in einen Kraftfluss zu mindestens einer Abtriebsseite (AB1, AB2) einbindbar sind, wobei parallel zu den Eingangswellen (EW1, EW2) zwei Vorgelege (4, 5) vorgesehen sind und eine Drehbewegung der Antriebsseite (AN) auf die mindestens eine Abtriebsseite (AB1, AB2) mit einem von mehreren diskreten und entsprechend einer Gangfolge wechselweise auf die beiden Teilgetriebe (1, 2) aufgeteilten Gängen übersetzbar ist, welche jeweils durch Betätigung mindestens eines je zugehörigen Schaltelements (S1 bis S10) und einem damit verbundenen Führen des Kraftflusses über zumindest eines der Vorgelege (4, 5) und über zumindest eine Übersetzungsstufe (A bis H) unter Wechsel zwischen den Teilgetrieben (1, 2) lastschaltbar darstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes (1) zum einen über eine erste Übersetzungsstufe (A) und zum anderen über eine zweite Übersetzungsstufe (B) jeweils mit einer ersten Hohlwelle (HW1) koppelbar ist, die koaxial zu einer Vorgelegewelle (VW1; VW2) des ersten (4) oder des zweiten Vorgeleges (5) verläuft und mit dieser Vorgelegewelle (VW1; VW2) des ersten (4) bzw. des zweiten Vorgeleges (5) drehfest verbindbar ist, wobei die erste Hohlwelle (HW1) zudem mittels der zweiten Übersetzungsstufe (B) im Zusammenspiel mit einer dritten Übersetzungsstufe (C) mit einer Vorgelegewelle (VW2; VW1) des jeweils anderen, zweiten (5) bzw. ersten Vorgeleges (4) in Verbindung bringbar ist, mit welcher die Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes (1) mittels der dritten Übersetzungsstufe (C) koppelbar ist, und wobei die Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes (1) einerseits über eine vierte Übersetzungsstufe (D) mit der Vorgelegewelle (VW2; VW1) des zweiten (5) oder des ersten Vorgeleges (4) und andererseits mittels einer fünften Übersetzungsstufe (E) mit der Vorgelegewelle (VW2; VW1) des zweiten (5) oder des ersten Vorgeleges (4) in Verbindung bringbar ist, und dass die Eingangswelle (EW2) des zweiten Teilgetriebes (2) zum einen über eine sechste Übersetzungsstufe (F) und zum anderen mittels einer siebten Übersetzungsstufe (G) jeweils mit einer zweiten Hohlwelle (HW2) koppelbar ist, die koaxial zu der Vorgelegewelle (VW2; VW1) des zweiten (5) oder des ersten Vorgeleges (4) vorgesehen und drehfest mit dieser Vorgelegewelle (VW2; VW1) des zweiten (5) bzw. des ersten Vorgeleges (4) verbindbar ist, wobei die zweite Hohlwelle (HW2) des Weiteren mittels der siebten Übersetzungsstufe (G) im Zusammenspiel mit einer achten Übersetzungsstufe (H) mit der Vorgelegewelle (VW1; VW2) des jeweils anderen, ersten (4) bzw. zweiten Vorgeleges (5) in Verbindung bringbar ist, mit welcher die Eingangswelle (EW2) des zweiten Teilgetriebes (2) zudem mittels der achten Übersetzungsstufe (H) koppelbar ist.
  2. Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltelement (S1), über das die Eingangswelle (EW2) des zweiten Teilgetriebes (2) mittels der sechsten Übersetzungsstufe (F) mit der zweiten Hohlwelle (HW2) koppelbar ist, mit einem Schaltelement (S3) in einer Schalteinrichtung (SE1) zusammengefasst ist, welches bei Betätigung die Eingangswelle (EW2) des zweiten Teilgetriebes (2) über die siebte Übersetzungsstufe (G) mit der zweiten Hohlwelle (HW2) in Verbindung bringt, wobei die Schalteinrichtung (SE1) auf der Eingangswelle (EW2) des zweiten Teilgetriebes (2) platziert ist.
  3. Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltelement (S2), das bei Betätigung die zweite Hohlwelle (HW2) drehfest mit der Vorgelegewelle (VW2; VW1) des zweiten (5) bzw. des ersten Vorgeleges (4) verbindet, mit einem Schaltelement (S7) in einer Schalteinrichtung (SE2) zusammengefasst ist, über welches die vierte Übersetzungsstufe (D) in den Kraftfluss einbindbar ist, wobei die Schalteinrichtung (SE2) auf der Vorgelegewelle (VW2; VW1) des zweiten (5) bzw. des ersten Vorgeleges (4) angeordnet ist.
  4. Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltelement (S7), über das die vierte Übersetzungsstufe (D) in den Kraftfluss einbindbar ist, mit einem Schaltelement (S4) in einer Schalteinrichtung (SE2‘) zusammengefasst ist, welches bei Betätigung die zweite Hohlwelle (HW2) durch Zusammenspiel der siebten Übersetzungsstufe (G) und der achten Übersetzungsstufe (H) mit der Vorgelegewelle (VW2; VW1) des zweiten (5) bzw. des ersten Vorgeleges (4) koppelt, wobei die Schalteinrichtung (SE2‘) auf der Vorgelegewelle (VW2; VW1) des zweiten (5) bzw. des ersten Vorgeleges (4) angeordnet ist.
  5. Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltelement (S5), über das die Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes (1) über die erste Übersetzungsstufe (A) mit der ersten Hohlwelle (HW1) koppelbar ist, mit einem Schaltelement (S8) in einer Schalteinrichtung (SE3) zusammengefasst ist, welches bei Betätigung die Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes (1) mittels der zweiten Übersetzungsstufe (B) mit der ersten Hohlwelle (HW1) in Verbindung bringt, wobei die Schalteinrichtung (SE3) auf der Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes (1) platziert ist.
  6. Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltelement (S9), das bei Betätigung die erste Hohlwelle (HW1) durch Zusammenspiel der zweiten Übersetzungsstufe (B) und der dritten Übersetzungsstufe (C) mit der Vorgelegewelle (VW2; VW1) des zweiten (5) bzw. des ersten Vorgeleges (4) koppelt, mit einem Schaltelement (S10) in einer Schalteinrichtung (SE4) zusammengefasst ist, über welches die Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes (1) mittels der fünften Übersetzungsstufe (E) mit der Vorgelegewelle (VW2; VW1) des zweiten (5) bzw. des ersten Vorgeleges (4) in Verbindung bringbar ist, wobei die Schalteinrichtung (SE4) auf der Vorgelegewelle (VW2; VW1) des zweiten (5) bzw. des ersten Vorgeleges (4) angeordnet ist.
  7. Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die siebte Übersetzungsstufe (G) und die achte Übersetzungsstufe (H) gemeinsam in einer Radebene (II; I; IV) angeordnet sind, indem ein drehbar gelagertes Zahnrad (Z6) zum einen mit einem drehfest auf der zweiten Hohlwelle (HW2) vorgesehenen Zahnrad (Z8) der siebten Übersetzungsstufe (G) und zum anderen mit einem drehbar auf der Vorgelegewelle (VW1; VW2) des ersten (4) bzw. des zweiten Vorgeleges (5) vorgesehenen Zahnrad (Z7) der achten Übersetzungsstufe (H) jeweils in Verbindung steht.
  8. Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Übersetzungsstufe (A) und die vierte Übersetzungsstufe (D) gemeinsam in einer Radebene (III; V) angeordnet sind, indem ein drehbar auf der Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes (1) vorgesehenes Zahnrad (Z9) zum einen mit einem drehfest auf der ersten Hohlwelle (HW1) vorgesehenen Zahnrad (Z10) der ersten Übersetzungsstufe (A) und zum anderen mit einem Zahnrad (Z11) der vierten Übersetzungsstufe (D) jeweils in Verbindung steht, welches drehbar auf der achsversetzt zu der ersten Hohlwelle (HW1) vorgesehenen Vorgelegewelle (VW2; VW1) des zweiten (5) bzw. ersten Vorgeleges (4) gelagert ist.
  9. Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Übersetzungsstufe (B) und die dritte Übersetzungsstufe (C) gemeinsam in einer Radebene (IV; II) angeordnet sind, indem ein drehbar auf der Eingangswelle (EW1) des ersten Teilgetriebes (1) vorgesehenes Zahnrad (Z12) zum einen mit einem drehfest auf der ersten Hohlwelle (HW1) vorgesehenen Zahnrad (Z13) der zweiten Übersetzungsstufe (B) und zum anderen mit einem drehbar auf der Vorgelegewelle (VW2; VW1) des zweiten (5) bzw. des ersten Vorgeleges (4) gelagerten Zahnrad (Z14) der dritten Übersetzungsstufe (C) jeweils in Verbindung steht.
  10. Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswellen (EW1, EW2) jeweils über je ein zugehöriges Lastschaltelement (K1, K2) einer Doppelkupplung (3) oder über ein Lastschaltelement und eine Elektromaschine mit dem Antrieb (3) verbindbar sind.
  11. Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zahnrad (Z4) der sechsten Übersetzungsstufe (F) drehfest mit einer koaxial verlaufenden Antriebswelle (AnW) einer Elektromaschine (EM) verbunden ist.
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US10252608B2 (en) * 2015-01-16 2019-04-09 Byd Company Limited Transmission unit, power transmission system and vehicle comprising the same

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DE102009002358A1 (de) 2009-04-14 2010-10-21 Zf Friedrichshafen Ag Doppelkupplungsgetriebe

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