DE102013204776A1

DE102013204776A1 - Getriebe für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102013204776A1
Application number: DE201310204776
Authority: DE
Inventors: Michael Wechs; Jens Moraw
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2014-09-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere Doppelkupplungsgetriebe, für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest zwei Teilgetriebe, wobei jedes der Teilgetriebe zumindest eine Eingangswelle umfasst, und wobei eine Ausgangswelle als Abtriebswelle beider Teilgetriebe angeordnet ist, wobei die zumindest eine Eingangswelle auf einer Eingangswellenachse und die Abtriebswelle auf der Eingangswellenachse oder auf einer, insbesondere zur Eingangswellenachse parallelen, Vorgelegewellenachse angeordnet ist, und wobei ein Vorgelege mit zumindest einer Vorgelegewelle angeordnet ist, wobei die zumindest eine Vorgelegewelle auf der Vorgelegewellenachse angeordnet ist, und wobei mehrere Schalteinrichtungen angeordnet sind und wobei zumindest eine der Eingangswellen mittels zumindest zweier Radebenen und/oder zumindest einem Schaltelement einer der Schalteinrichtungen und/oder über zumindest eine Zwischenwelle mit der Abtriebswelle verbindbar ist, wobei zumindest N Schalteinrichtungen angeordnet sind, wobei N eine ganze Zahl größer oder gleich Vier ist und wobei mindestens die Hälfte aller Schalteinrichtungen auf der Eingangswellenachse angeordnet ist und wobei die Mehrzahl der Schalteinrichtungen mehr als ein Schaltelement aufweist und wobei mit der Zwischenwelle Übertragungselemente zumindest zweier Radebenen verbindbar oder mit dieser verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere Doppelkupplungsgetriebe, für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest zwei Teilgetriebe, wobei jedes der Teilgetriebe zumindest eine Eingangswelle umfasst, und wobei eine Ausgangswelle als Abtriebswelle beider Teilgetriebe angeordnet ist, wobei die zumindest eine Eingangswelle auf einer Eingangswellenachse und die Abtriebswelle auf der Eingangswellenachse oder auf einer, insbesondere zur Eingangswellenachse parallelen, Vorgelegewellenachse angeordnet ist, und wobei ein Vorgelege mit zumindest einer Vorgelegewelle angeordnet ist, wobei die zumindest eine Vorgelegewelle auf der Vorgelegewellenachse angeordnet ist, und wobei mehrere Schalteinrichtungen angeordnet sind und wobei zumindest eine der Eingangswellen mittels zumindest zweier Radebenen und/oder zumindest einem Schaltelement einer der Schalteinrichtungen und/oder über zumindest eine Zwischenwelle mit der Abtriebswelle verbindbar ist.
Derartige Getriebe für ein Kraftfahrzeug werden unter anderem als sogenannte Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt, bei welchen die Eingangswellen der beiden Teilgetriebe über je ein zugehöriges Lastschaltelement mit einem Antrieb, beispielsweise einem Verbrennungsmotor oder einem Elektromotor verbunden werden können, wobei die beiden Lastschaltelemente dabei in Form einer Doppelkupplung zusammengefasst werden. Die über ein solches Getriebe darstellbaren Gangstufen sind dann wechselweise auf die beiden Teilgetriebe aufgeteilt, so dass beispielsweise das eine Teilgetriebe die ungeraden Gänge und das entsprechend andere Teilgetriebe die geraden Gänge darstellt. Es ist weiterhin bekannt, die einzelnen Gangstufen durch eine oder mehrere Radstufen oder -ebenen, die jeweils unterschiedliche Übersetzungsstufen aufweisen, darzustellen. Mittels entsprechender Schaltelemente sind diese in den Kraft- bzw. Drehmomentfluss zwischen Antrieb und Abtrieb einbindbar, so dass eine entsprechende gewünschte Übersetzung zwischen Antrieb und Abtrieb des Getriebes jeweils dargestellt wird.
Durch eine wechselweise Aufteilung der Gänge auf die beiden Teilgetriebe ist es möglich, beim Fahren in einem dem einen Teilgetriebe zugeordneten Gang in dem jeweils anderen Teilgetriebe durch entsprechende Betätigung der Schalteinrichtungen bereits einen darauffolgenden Gang vorzuwählen, wobei ein letztendlicher Wechsel in den darauffolgenden Gang durch Öffnen des Lastschaltelementes des einen Teilgetriebes und ein kurz darauf folgendes Schließen des Lastschaltelementes des anderen Teilgetriebes ermöglicht wird. Auf diese Weise können die Gänge oder Gangstufen des Getriebes unter Last geschaltet werden, was ein Beschleunigungsvermögen des Kraftfahrzeugs aufgrund eines damit im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreien Gangwechsels verbessert und komfortablere Schaltvorgänge für einen Fahrzeugführer ermöglicht.
Derartige Doppelkupplungsgetriebe können hierbei auch mit einem zu An- und Abtrieb zusätzlich angeordneten Vorgelege ausgeführt werden, so dass in axialer Richtung ein kompakter Aufbau ermöglicht wird.
Aus der DE 10 2006 054 281 A1 ist ein derartiges Getriebe für ein Kraftfahrzeug in Form eines Doppelkupplungsgetriebes bekanntgeworden. Das Doppelkupplungsgetriebe umfasst dabei zwei Teilgetriebe mit jeweils einer Eingangswelle. Durch Verbindung der jeweiligen Eingangswelle über ein jeweiliges Lastschaltelement können die beiden Teilgetriebe jeweils abwechselnd in einen Kraft- oder Drehmomentfluss von einem Antrieb zu einem Abtrieb eingebunden werden, wobei die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes als Getriebezentral- und die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes als Getriebehohlwelle ausgeführt ist. Weiterhin ist eine Ausgangswelle angeordnet, die als Abtrieb beider Teilgetriebe ausgebildet ist, wobei eine Drehbewegung des Antriebs über mehrere Übersetzungsstufen auf den Abtrieb übersetzbar ist, in dem der Kraft- und Drehmomentfluss über ein Vorgelege geführt wird. Dabei werden zumindest zwei Radebenen mittels Betätigung zugehöriger Schaltelemente in den Kraft- und Drehmomentfluss geschaltet, wobei durch Kombination der Betätigung der Schaltelemente und dem Kraft- und Drehmomentfluss über entsprechende Radebene mehrere Übersetzungsstufen dargestellt werden können. Ebenso ist auch eine unübersetzte Übertragung der Drehbewegung des Antriebs auf eine Ausgangswelle des Abtriebs durch Betätigung entsprechender Schaltelemente möglich.
Darüber hinaus ist ein weiteres Doppelkupplungsgetriebe bekannt geworden. Das dort gezeigte Doppelkupplungsgetriebe weist sieben Schaltelemente auf, die in vier Schalteinrichtungen angeordnet sind. Darüber hinaus sind sechs Radebenen, umfassend eine Radebene in Form einer Rückwärtsgangstufe, gezeigt. Mittels dieses Getriebes können sechs Vorwärtsgänge und fünf Rückwärtsgänge dargestellt werden.
Nachteilig dabei ist, dass eine hohe Anzahl von Schaltelementen und Radebenen für lediglich wenige Vorwärtsgangstufen benötigt werden. Darüber hinaus benötigt das Getriebe viel Bauraum bezogen auf die wenigen darstellbaren Vorwärtsgangstufen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Getriebe zur Verfügung zu stellen, welches kompakt baut und wenig Schalteinrichtungen respektive einen hohen Schaltelementpaktierungsgrad aufweist. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe zur Verfügung zu stellen, welches eine gute Lastschaltfähigkeit, eine gute Hybridisierfähigkeit und die Möglichkeit einer einfachen Erweiterung bietet. Schließlich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Getriebe anzugeben.
Die vorliegende Erfindung löst die Aufgaben bei einem Getriebe, insbesondere Doppelkupplungsgetriebe, für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest zwei Teilgetriebe, wobei jedes der Teilgetriebe zumindest eine Eingangswelle umfasst, und wobei eine Ausgangswelle als Abtriebswelle beider Teilgetriebe angeordnet ist, wobei die zumindest eine Eingangswelle auf einer Eingangswellenachse und die Abtriebswelle auf der Eingangswellenachse oder auf einer, insbesondere zur Eingangswellenachse parallelen, Vorgelegewellenachse angeordnet ist, und wobei ein Vorgelege mit zumindest einer Vorgelegewelle angeordnet ist, wobei die zumindest eine Vorgelegewelle auf der Vorgelegewellenachse angeordnet ist, und wobei mehrere Schalteinrichtungen angeordnet sind und wobei zumindest eine der Eingangswellen mittels zumindest zweier Radebenen und/oder zumindest einem Schaltelement einer der Schalteinrichtungen und/oder über zumindest eine Zwischenwelle mit der Abtriebswelle verbindbar ist, dadurch, dass zumindest N Schalteinrichtungen angeordnet sind, wobei N eine ganze Zahl größer oder gleich Vier ist und wobei mindestens die Hälfte aller Schalteinrichtungen auf der Eingangswellenachse angeordnet sind und dass die Mehrheit der Schalteinrichtungen mehr als ein Schaltelement aufweisen und dass mit der Zwischenwelle Übertragungselemente zumindest zweier Radebenen verbindbar oder mit dieser verbunden sind.
Die Erfindung löst die Aufgabe ebenfalls bei einem Kraftfahrzeug, insbesondere einem Personen- oder einem Lastkraftwagen, mit einem Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 26.
Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass das Getriebe äußerst kompakt ist und wenig Schalteinrichtungen respektive einen kompakten Aufbau der Schaltelemente in den Schalteinrichtungen aufweist. Darüber hinaus sind weitere Vorteile, dass das Getriebe eine sehr gute Lastschaltfähigkeit und eine gute Hybridisierfähigkeit aufweist. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Getriebe sehr gut erweiterbar ist.
Unter einer Welle ist nachfolgend nicht ausschließlich ein beispielsweise zylindrisches, drehbar gelagertes Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten zu verstehen, sondern vielmehr sind hierunter auch allgemeine Verbindungselemente zu verstehen, die einzelne Bauteile oder Elemente miteinander verbinden, insbesondere Verbindungselemente, die mehrere Elemente drehfest miteinander verbinden.
Zwei Elemente werden insbesondere als miteinander verbunden bezeichnet, wenn zwischen den Elementen eine feste, insbesondere drehfeste Verbindung, besteht. Insbesondere drehen solche verbundenen Elemente mit der gleichen Drehzahl.
Zwei Elemente werden im Weiteren als koppelbar oder verbindbar bezeichnet, wenn zwischen diesen Elementen eine lösbare Verbindung besteht. Insbesondere drehen solche Elemente mit der gleichen Drehzahl, wenn die Verbindung besteht.
Die verschiedenen Bauteile und Elemente der genannten Erfindung können dabei über eine Welle bzw. ein Verbindungselement, aber auch direkt, beispielsweise mittels einer Schweiß-, Press- oder einer sonstigen Verbindung miteinander verbunden sein.
Unter einer Kupplung ist vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen, ein Schaltelement zu verstehen, welches, je nach Betätigungszustand, eine Relativbewegung zwischen zwei Bauteilen zulässt oder eine Verbindung zur Übertragung eines Drehmoments darstellt. Unter einer Relativbewegung ist beispielsweise eine Rotation zweier Bauteile zu verstehen, wobei die Drehzahl des ersten Bauteils und die Drehzahl des zweiten Bauteils voneinander abweichen. Darüber hinaus ist auch die Rotation nur eines der beiden Bauteile denkbar, während das andere Bauteil still steht oder in entgegengesetzter Richtung rotiert.
Im Folgenden ist unter einer nicht betätigten Kupplung eine geöffnete Kupplung zu verstehen. Dies bedeutet, dass eine Relativbewegung zwischen den beiden Bauteilen möglich ist. Bei betätigter bzw. geschlossener Kupplung rotieren die beiden Bauteile dementsprechend mit gleicher Drehzahl in dieselbe Richtung.
Grundsätzlich ist auch eine Verwendung von Schaltelementen möglich, die im nicht betätigten Zustand geschlossen und im betätigten Zustand geöffnet sind. Dementsprechend sind die Zuordnungen zwischen Funktion und Schaltzustand der oben beschriebenen Schaltzustände in umgekehrter Weise zu verstehen. Bei den nachfolgenden Ausführungsbeispielen anhand der Figuren, wird zunächst eine Anordnung zugrundegelegt, in der ein betätigtes Schaltelement geschlossen und ein nicht betätigtes Schaltelement geöffnet ist.
Ein Planetenradsatz oder Planetengetriebe umfasst ein Sonnenrad, einen Planetenträger respektive Steg und ein Hohlrad. An dem Planetenträger respektive Steg drehbar gelagert sind Planetenräder oder Planeten, welche mit der Verzahnung des Sonnenrades und/oder der Verzahnung des Hohlrades kämmen.
Weiterhin können die Schaltelemente derart ausgebildet sein, dass für eine Änderung eines Schaltzustandes der Schaltelemente Energie, nicht jedoch für das Beibehalten des Schaltzustandes selbst benötigt wird.
Hierzu eignen sich in besonderer Weise bedarfsgerecht betätigbare Schaltelemente, wie beispielsweise elektromechanische Schaltelemente oder elektromagnetische Schaltelemente. Sie zeichnen sich, insbesondere im Vergleich zu konventionell hydraulisch betätigbaren Schaltelementen, durch einen besonders geringen und effizienten Energiebedarf aus, da sie nahezu verlustfrei betreibbar sind. Darüber hinaus kann in vorteilhafter Weise darauf verzichtet werden, permanent einen Steuerdruck für die Betätigung der beispielsweise konventionell hydraulischen Schaltelemente vorzuhalten, bzw. das jeweilige Schaltelement in geschaltetem Zustand permanent mit dem erforderlichen Hydraulikdruck zu beaufschlagen. Hierdurch können beispielsweise weitere Bauteile wie eine Hydraulikpumpe entfallen, soweit diese ausschließlich der Ansteuerung und Versorgung der konventionell hydraulisch betätigbaren Schaltelemente dienen. Erfolgt die Versorgung weiterer Bauteile mit Schmiermitteln nicht über eine separate Schmiermittelpumpe, sondern über die gleiche Hydraulikpumpe, so kann diese zumindest kleiner dimensioniert werden. Auch eventuell auftretende Undichtigkeiten an Ölübergabestellen des Hydraulikkreislaufs, insbesondere bei rotierenden Bauteilen, entfallen. Dies trägt besonders bevorzugt ebenfalls zu einer Effizienzsteigerung des Getriebes in Form eines höheren Wirkungsgrades bei.
Bei der Verwendung von bedarfsgerecht betätigbaren Schaltelementen der oben genannten Art ist es besonders vorteilhaft, wenn diese von außen gut zugänglich sind. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass die benötigte Schaltenergie den Schaltelementen gut zugeführt werden kann. Daher sind Schaltelemente bevorzugt so angeordnet, dass sie von außen gut zugänglich sind. Von außen gut zugänglich bedeutet im Sinne der Schaltelemente, das zwischen dem Gehäuse des Getriebes und dem Schaltelement keine weiteren Bauteile angeordnet sind, bzw. dass die Schaltelemente besonders bevorzugt an der Antriebswelle oder an der Abtriebswelle angeordnet sind.
Unter dem Begriff „Bindbarkeit“ ist vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen zu verstehen, dass bei unterschiedlicher geometrischer Lage die gleiche Anbindung bzw. Bindung von Schnittstellen gewährleistet ist, ohne dass sich einzelne Verbindungselemente oder Wellen kreuzen.
Vorteilhafte Ausführungsformen, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Unteransprüchen beschrieben.
Zweckmäßigerweise ist die Anzahl N gerade, insbesondere Vier oder Sechs. Ist insbesondere die Anzahl der Schalteinrichtungen Vier oder Sechs baut das Getriebe ausreichend kompakt und kann darüber hinaus noch eine ausreichende Anzahl von verschiedenen Kopplungen zur Darstellung verschiedener Gangstufen, insbesondere mehreren Vorwärtsgängen und ggf. Rückwärtsgängen bereitstellen. Ist die Anzahl N gerade, kann ein kompakter Aufbau der Schaltelemente erreicht werden, da dann in einer Schalteinrichtung immer jeweils zwei Schaltelemente anordenbar sind.
Vorteilhafterweise sind zumindest zwei Wellen koaxial zueinander angeordnet, insbesondere zwei Eingangswellen und/oder zwei Vorgelegewellen und/oder zumindest eine der Wellen des Getriebes ist als Vollwelle und eine weitere Welle auf derselben Achse als Hohlwelle ausgebildet. Dies verringert den Bauraum für die zumindest zwei Wellen und auch des entsprechenden Getriebes insgesamt, so dass das Getriebe auch bei beengten Verhältnissen in einem Kraftfahrzeug einsetzbar ist. Sind beispielsweise zwei Vorgelegewellen koaxial zueinander angeordnet, können dadurch mehrere Vorgelegewellen bereitgestellt werden, was eine Darstellung einer Vielzahl von Gängen mittels des Getriebes ermöglicht. Bei der Ausbildung als Vollwelle oder als Hohlwelle können die jeweiligen Übertragungselemente, wenn diese fest mit der Vollwelle oder Hohlwelle verbunden werden sollen, mit der jeweiligen Welle einstückig und damit kostengünstig hergestellt werden. Eine zeitaufwändige und damit kostenintensive Festlegung von jeweiligen Übertragungselementen an der entsprechenden Welle kann damit entfallen. Diese sind somit im Sinne eines Festrades mit der jeweiligen Welle verbunden. Weiter ist damit eine noch platzsparendere Anordnung der beiden Wellen möglich, da die als Hohlwelle ausgebildete Welle koaxial und parallel auf der radialen Außenseite der als Vollwelle ausgebildeten Welle angeordnet werden kann.
Zweckmäßigerweise ist zwischen zwei benachbarten Radebenen jeweils eine Schalteinrichtung auf der Eingangswellenachse oder der Vorgelegewellenachse angeordnet. Dies ermöglicht eine kompaktere Ausbildung des Getriebes in radialer Richtung.
Vorteilhafterweise sind zumindest zwei Radebenen mittels einer Schalteinrichtung auf der Vorgelegewellenachse betätigbar. Dies ermöglicht zum einen eine kompakte Ausbildung des Getriebes in axialer Erstreckung, gleichzeitig wird die Anzahl von Wellen zur Betätigung der Radebenen gesenkt, so dass das Getriebe kostengünstiger ausgeführt werden kann.
Zweckmäßigerweise ist zumindest eine Radebene als Rückwärtsgangstufe ausgebildet. Mittels der zumindest einen Rückwärtsgangstufe kann die Drehrichtung der Abtriebswelle in Bezug auf eine der Eingangswellen umgekehrt werden, so dass ein Rückwärtsgang für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt werden kann, was die Flexibilität hinsichtlich des Einsatzes des Getriebes in verschiedenen Fahrzeugen wesentlich erhöht.
Vorteilhafterweise ist die Rückwärtsgangstufe mittels einer Schalteinrichtung auf der Eingangswellenachse und/oder auf der Vorgelegewellenachse betätigbar, welche jeweils zwei Schaltelemente umfasst. Auf diese Weise ist neben der Rückwärtsgangstufe mittels der Schalteinrichtung noch eine weitere Welle oder eine weitere Radebene koppelbar bzw. betätigbar. Dies verringert die Anzahl von Schalteinrichtungen und damit auch den Bauraum des Getriebes insgesamt.
Zweckmäßigerweise ist die Rückwärtsgangstufe an die Zwischenwelle koppelbar. Dies ermöglicht auf eine einfache Weise eine Darstellung einer Vielzahl von Rückwärtsgängen, da die Zwischenwelle mit der Eingangswelle und/oder mit der Abtriebswelle koppelbar ist.
Vorteilhafterweise ist eine elektrische Maschine an zumindest einem Übertragungselement einer Radebene und/oder an zumindest einer Vorgelegewelle und/oder an einer der Wellen auf der Eingangswellenachse zur Hybridisierung des Getriebes angeordnet.
Einer der erzielten Vorteile ist, dass das Getriebe auch in Hybridfahrzeugen eingesetzt werden kann, bei denen sowohl eine elektrische Maschine als auch ein Verbrennungsmotor mit dem Getriebe zur Übertragung von Kräften zum Antrieb des Hybridfahrzeugs zusammenwirken sollen. Die Anbindung der zumindest einen elektrischen Maschine kann dabei an zumindest eine der Eingangswellen, der Zwischenwelle(n) oder Abtriebswelle oder an zumindest eine der Vorgelegewellen erfolgen. Die elektrische Maschine kann ebenfalls an ein Übertragungselement in Form eines Festrades oder Losrades einer der Radebenen angebunden sein.
Es ist ebenso möglich, die elektrische Maschine an ein zusätzliches Festrad, also an ein Rad, welches fest mit einer der Wellen des Getriebes verbunden ist, anzubinden. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, die Anbindung der elektrischen Maschine an das Getriebe mittels zumindest eines Schaltelementes, insbesondere an ein Übertragungselement einer Radebene, vorzunehmen. Der mit dieser ersten Anbindungsmöglichkeit erzielte Vorteil ist, dass damit eine sogenannte Standladefähigkeit und ein elektrisches Fahren ohne Schleppverluste im Getriebe möglich ist. Hierzu wird auf den Offenbarungsgehalt der DE 10 2010 030 569 A1 durch Verweis explizit Bezug genommen: Dabei ist eine erste Eingangswelle mit einem Lastschaltelement koppelbar. Eine zweite Eingangswelle, welche insbesondere koaxial zur ersten Eingangswelle angeordnet ist, ist direkt mit einem Rotor der elektrischen Maschine zu deren Antrieb verbunden. Hierdurch sind zwei parallele Kraftübertragungszweige eingangsseitig miteinander koppelbar.
Eine zweite Anbindungs- oder Ankoppelmöglichkeit der elektrischen Maschine an das Getriebe ist durch Anordnung eines Planetengetriebes im Getriebe möglich:
An eine erste Eingangswelle kann dabei über ein entsprechendes Schaltelement, insbesondere in Form einer Trennkupplung, ein Verbrennungsmotor angekoppelt werden. Die elektrische Maschine greift zum einen an einer zweiten Eingangswelle an und zum anderen an die erste Eingangswelle des Getriebes über ein Planetengetriebe. Bei betätigter, also geschlossener Trennkupplung ist der Verbrennungsmotor ebenfalls über das Planetengetriebe an die zweite Eingangswelle gekoppelt. Das Planetengetriebe, umfassend ein Planetenrad, ein Hohlrad, Planetenräder sowie einen Planetenträger, ist dabei derart ausgebildet und wirkt mit dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Maschine derart zusammen, so dass der Planetenträger an der zweiten Eingangswelle angreift. Die elektrische Maschine ist dabei an das Sonnenrad des Planetengetriebes gekoppelt. Darüber hinaus kann ein weiteres Schaltelement in Form eines Überbrückungsschaltelementes angeordnet sein, welches derart mit dem Planetengetriebe zusammenwirkt, so dass bei betätigtem Überbrückungsschaltelement eine drehfeste Verbindung zwischen der elektrischen Maschine, der ersten Eingangswelle und der zweiten Eingangswelle besteht, wohingegen bei nicht betätigtem, also geöffnetem, Überbrückungsschaltelement die vorgenannte drehfeste Verbindung zwischen der elektrischen Maschine und der ersten und zweiten Eingangswelle nicht besteht, insbesondere also keine Drehzahlgleichheit zwischen den beiden Eingangswellen besteht.
Wird zwischen dem Schaltelement, welches zur Anbindung des Verbrennungsmotors an die erste Eingangswelle dient und dem Überbrückungsschaltelement ein weiteres Schaltelement angeordnet, ist mittels dieses weiteren Schaltelementes, insbesondere in Form eines Doppelschaltelementes, sowohl die vorgenannte erste Anbindungsmöglichkeit als auch die vorgenannte zweite Anbindungsmöglichkeit durch Betätigung des weiteren Schaltelementes möglich.
Zweckmäßigerweise wirkt die elektrische Maschine mit zumindest einer der Radebenen auf der Vorgelegewellenachse zusammen, welche mit einer Vorgelegewelle, ausgebildet als Hohlwelle, verbunden sind. Auf diese Weise kann, beispielsweise wenn die Hohlwelle mittels einer Schalteinrichtung an eine als Vollwelle ausgebildete Vorgelegewelle koppelbar ist, auf ein zusätzliches Schalelement zur Anbindung der elektrischen Maschine verzichtet werden. Das als Festrad ausgebildete Übertragungselement auf der als Hohlwelle ausgebildeten Vorgelegewelle ist dann im Sinne eines Losrades für die als Vollwelle ausgebildete Vorgelegewelle ausgeführt und mittels der entsprechenden Schalteinrichtung an diese koppelbar.
Vorteilhafterweise sind auf der Abtriebswelle Übertragungselemente zumindest zweier Radebenen fest angeordnet. Dies ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung der Abtriebswelle zusammen mit den Übertragungselementen.
Zweckmäßigerweise ist eine zweite als Hohlwelle ausgebildete Vorgelegewelle parallel und koaxial zu der ersten Vorgelegewelle angeordnet, auf der Übertragungselemente zumindest zweier Radebenen, insbesondere umfassend die Rückwärtsgangstufe, fest angeordnet sind. Damit wird die Flexibilität des Getriebes hinsichtlich der Darstellung verschiedener Gangstufen, insbesondere von Rückwärtsgängen, weiter erhöht. Darüber hinaus wird auch der Bauraum für das Getriebe insgesamt verkleinert, da so eine Mehrzahl von Gangstufen mittels weniger Radebenen und Schaltelementen zur Verfügung gestellt werden kann.
Vorteilhafterweise ist zumindest eine Radebene als Antriebskonstante ausgebildet. Damit ist eine besonders einfache und gleichzeitig besonders zuverlässige Übertragung von Kraft und Drehmomenten von einer der Eingangswellen auf das Vorgelege möglich.
Zweckmäßigerweise ist eine Rangegruppe drehmomentabwärts der Abtriebswelle angeordnet und mit der nun als zweite Zwischenwelle ausgebildeten Abtriebswelle verbunden, wobei die Rangegruppe als lastschaltbare Planeten-Rangegruppe und/oder in Form einer lastschaltbaren Radebenen-Rangegruppe ausgebildet ist. Als lastschaltbare Radebenen-Rangegruppe ist insbesondere eine Stirnradstufen-Rangegruppe zu verstehen. Mittels der lastschaltbaren Planeten-Rangegruppe oder der lastschaltbaren Radebenen-Rangegruppe kann das Getriebe auf einfache Weise erweitert werden und so mittels der jeweiligen Rangegruppe lastschaltfähige Gruppenwechsel ermöglichen und weitere Vorwärts- und/oder Rückwärtsgänge zur Verfügung stellen.
Vorteilhafterweise weist die lastschaltbare Planeten-Rangegruppe ein Planetengetriebe auf, wobei die Zwischenwelle als Sonnenwelle des Planetengetriebes und zumindest eine Planetenträgerwelle als Abtriebswelle des Getriebes ausgebildet ist. Damit wird die Flexibilität des Getriebes hinsichtlich der Darstellung verschiedener Gangstufen weiter erhöht. Gleichzeitig ist die lastschaltbare Planeten-Rangegruppe besonders einfach in den Kraft- und Drehmomentfluss zwischen der Antriebsseite und der Abtriebsseite des Getriebes integriert.
Vorteilhafterweise sind mehrere, insbesondere zwei Schalteinrichtungen, wobei zumindest eine Schalteinrichtung zwei Schaltelemente umfasst, zur Betätigung der Rangegruppe angeordnet, um zumindest zwei unterschiedliche Übersetzungen bereitzustellen. Ein Vorteil dabei ist, dass die lastschaltbare Rangegruppe in einfacher und gleichzeitig flexibler Weise in den Kraft- und Drehmomentfluss zwischen Antriebsseite und Abtriebsseite des Getriebes zur Bereitstellung einer Vielzahl möglicher Gangstufen eingebunden ist.
Vorteilhafterweise ist mittels jeweils eines Schaltelements zumindest eine Radebene sowohl an die Sonnenwelle als auch eine Planetenträgerwelle koppelbar und/oder die Hohlradwelle des Planetengetriebes ist sowohl an das Gehäuse als auch an eine Planetenträgerwelle in Form der Abtriebswelle koppelbar. Damit kann die zumindest eine Radebene in flexibler Weise mit der zentralen Sonnenwelle des Planetenradsatzes oder auch direkt mit der Abtriebswelle gekoppelt werden, was die Flexibilität des Getriebes hinsichtlich der Darstellung der verschiedenen Gangstufen weiter erhöht. Gleiches gilt auch für die Hohlradwelle, die einerseits drehfest mit dem Gehäuse verbunden werden kann, andererseits direkt mit der Abtriebswelle.
Zweckmäßigerweise sind die N Schalteinrichtungen und die zumindest zwei Radebenen, insbesondere sechs Radebenen, so angeordnet, dass mindestens sieben Vorwärtsgänge und mindestens drei Rückwärtsgänge durch das Getriebe darstellbar sind. Auf diese Weise kann das Getriebe für eine Vielzahl von Fahrzeugen eine hohe Anzahl von Vorwärtsgängen und Rückwärtsgängen zur Verfügung stellen, insbesondere sowohl für Personenkraftwagen als auch für Lastkraftwagen.
Vorteilhafterweise sind die N Schalteinrichtungen, die zumindest zwei Radebenen, insbesondere sechs Radebenen und die Rangegruppe so angeordnet, dass mindestens dreizehn Vorwärtsgänge und mindestens sechs Rückwärtsgänge durch das Getriebe darstellbar sind. Auf diese Weise wird die Flexibilität des Getriebes hinsichtlich des Einsatzes in verschiedenen Fahrzeugen noch weiter gesteigert, da eine hohe Anzahl von Vorwärts- und Rückwärtsgängen zur Verfügung gestellt wird.
Zweckmäßigerweise umfasst die lastschaltbare Radebenen-Rangegruppe zumindest zwei weitere Radebenen, wobei eine der zumindest zwei Radebenen der lastschaltbaren Radebenen-Rangegruppe eine gleiche oder ähnliche Übersetzung bereitstellt, wie eine Radebene, welche nicht der lastschaltbaren Radebenen-Rangegruppe zugeordnet ist. Damit ist zum einen das Getriebe kostengünstiger herstellbar, da zwei Radebenen jeweils dieselbe Übersetzung bereitstellen. Darüber hinaus ist auch, wenn die Radebene, welche nicht der lastschaltbaren Radebenen-Rangegruppe zugeordnet ist, nicht in den Kraft- und Drehmomentfluss von der Antriebsseite zur Abtriebsseite eingebunden ist, mittels der Radebene der lastschaltbaren Radebenen-Rangegruppe die entsprechende Übersetzung bereitstellbar.
Zweckmäßigerweise umfasst die lastschaltbare Radebenen-Rangegruppe zumindest zwei Radebenen, wobei eine der zumindest zwei Radebenen der lastschaltbaren Radebenen-Rangegruppe, eine gleiche Übersetzung bereitstellt, wie eine Radebene, welche nicht der lastschaltbaren Radebenen-Rangegruppe zugeordnet ist. Damit ist das Getriebe kostengünstiger herstellbar, da zwei Radebenen jeweils dieselbe Übersetzung bereitstellen. Darüber hinaus ist auch, wenn die Radebene, welche nicht der lastschaltbaren Radebenen-Rangegruppe zugeordnet ist, in den Kraft- und Drehmomentfluss von der Antriebsseite zur Abtriebsseite eingebunden ist, mittels der Radebene der lastschaltbaren Radebenen-Rangegruppe die entsprechende Übersetzung bereitstellbar.
Vorteilhafterweise ist eine weitere Vorgelegewellenachse parallel zur Vorgelegewellenachse angeordnet und umfasst zumindest eine Vorgelegewelle ausgebildet als Vollwelle. Dies ermöglicht eine einfache und zuverlässige Leistungsverzweigung mittels der Vorgelegewellen.
Zweckmäßigerweise sind jeweils Übertragungselemente zumindest einer der Radebenen, welche der lastschaltbaren Radebenen-Rangegruppe zugeordnet sind und welche nicht der lastschaltbaren Radebenen-Rangegruppe zugeordnet sind, mittels einer einzigen Schalteinrichtung an die zweite Zwischenwelle koppelbar. Damit wird auf einfache und zuverlässige und gleichzeitig flexible Weise insbesondere die lastschaltbare Stirnradstufen-Rangegruppe in den Kraft- und Drehmomentfluss von der Antriebsseite zur Abtriesseite des Getriebes eingebunden. Darüber hinaus wird die Flexibilität des Getriebes hinsichtlich der Darstellung verschiedener Gangstufen weiter erhöht.
Vorteilhafterweise ist die erste Zwischenwelle sowohl an die Abtriebswelle als auch an zumindest eine der Eingangswellen koppelbar. Auf diese Weise kann die erste Zwischenwelle, die an eine der Eingangswellen gekoppelt werden kann, flexibel je nach Bedarf auch an die Abtriebswelle gekoppelt werden, so dass verschiedene Gangstufen, insbesondere auch ein Direktgang/Durchtrieb darstellbar sind. Dabei kann die Abtriebswelle insbesondere als Planetenträgerwelle des Planetengetriebes der lastschaltbaren Rangegruppe ausgebildet sein. Die Planetenträgerwelle kann dabei in zwei Abschnitte drehmomentauf- und drehmomentabwärts des Planetenträgers respektive Stegs ausgebildet sein.
Zweckmäßigerweise ist die nächstbenachbarte Radebene, welche nicht der lastschaltbaren Radebenen-Rangegruppe zugeordnet ist, mittels einer Schalteinrichtung, insbesondere umfassend zwei Schaltelemente, an die erste Vorgelegewelle und/oder an die zweite Zwischenwelle koppelbar. Dies ermöglicht in besonders flexibler Weise eine Kopplung des Teils des Getriebes, welches nicht der lastschaltbaren Radebenen-Rangegruppe zugeordnet ist, an diese, was eine Darstellung einer Vielzahl von Gangstufen durch das Getriebe vereinfacht.
Vorteilhafterweise sind mehrere Vorgelegewellen auf einer Vorgelegewellenachse angeordnet, die jeweils als Vollwelle und/oder als Hohlwelle ausgebildet sind und/oder mittels zumindest einer Schalteinrichtung auf der Vorgelegewellenachse koppelbar sind. Dies erhöht weiterhin die Flexibilität des Getriebes hinsichtlich der Darstellung verschiedener Gangstufen, da nicht nur auf der Eingangswellenachse, sondern auch auf der Vorgelegewellenachse mehrere Wellen „hintereinander“ in axialer Richtung angeordnet werden können und je nach Bedarf für verschiedene Gangstufen miteinander gekoppelt werden können.
Zweckmäßigerweise ist eine Radebene als Abtriebskonstante ausgebildet, insbesondere diejenige, die eine gleiche Übersetzung bereitstellt wie die Radebene, welche nicht der lastschaltbaren Radebenen-Rangegruppe zugeordnet ist. Damit ist zum einen eine besonders einfache und gleichzeitig besonders zuverlässige Übertragung von Kraft und Drehmomenten vom Vorgelege auf die Abtriebswelle möglich, zum anderen ist das Getriebe kostengünstiger herstellbar, da zwei Radebenen jeweils dieselbe Übersetzung bereitstellen und die Abtriebskonstante sehr günstig herstellbar ist.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus dem dazugehörigen Figurenbeschreibungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen.
Dabei zeigen jeweils in schematischer Form:
1 ein Getriebe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ein Getriebe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ein Getriebe gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 ein Getriebe gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der dritten Ausführungsform und vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; sowie
8 ein Getriebe gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
1 zeigt ein Getriebe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 ein Getriebe in Form eines Doppelkupplungsgetriebes. Das Doppelkupplungsgetriebe 1 weist zwei Lastschaltelemente in Form von Kupplungen K1, K2 auf. Mittels der Doppelkupplung K1, K2 kann damit die Antriebsseite AN mit der Abtriebsseite AB des Getriebes 1 zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten gekoppelt bzw. verbunden werden. Hierzu ist die erste Kupplung K1 mit einer ersten Eingangswelle EW1 verbunden und die zweite Kupplung K2 ist mit einer zweiten Eingangswelle EW2 verbunden. Die erste Eingangswelle EW1 ist dabei als Vollwelle ausgebildet, wohingegen die zweite Eingangswelle EW2 als Hohlwelle ausgebildet ist. Die beiden Eingangswellen EW1, EW2 sind dabei koaxial und parallel zueinander angeordnet.
Weiterhin umfasst das Getriebe 1 zwei Teilgetriebe 2, 3. Das erste Teilgetriebe 2 ist mit der ersten Eingangswelle EW1 gekoppelt bzw. verbindbar. Das zweite Teilgetriebe 3 ist mit der zweiten Eingangswelle EW2 koppelbar bzw. verbunden. Dem ersten Teilgetriebe 2 ist zumindest die zweite Radebene II, wohingegen dem zweiten Teilgetriebe 3 zumindest die erste Radebene I zugeordnet ist. Beginnend von der Antriebsseite AN und ausgehend von den beiden Kupplungen K1 und K2 umfasst das Getriebe 1 auf der Eingangswellenachse 4 zunächst die erste Radebene I und weiter die zweite Radebene II, ein erstes Schaltelement S1, ein zweites Schaltelement S2, eine dritte Radebene III, eine Rückwärtsgangstufe R, ein fünftes Schaltelement S5, ein sechstes Schaltelement S6, eine vierte Radebene IV sowie eine fünfte Radebene V. Jede der genannten Radebenen I, II, III, IV, V und R weist Übertragungselemente, insbesondere in Form von Zahnrädern, auf.
Parallel zur Eingangswellenachse 4 ist eine Vorgelegewellenachse 5 für ein Vorgelege 6 angeordnet. Das Vorgelege 6 umfasst dabei eine erste Vorgelegewelle VW1 und eine vierte Vorgelegewelle VW4, die jeweils als Vollwellen ausgebildet sind sowie eine zweite Vorgelegewelle VW2 und eine dritte Vorgelegewelle VW3, die jeweils als Hohlwellen ausgebildet sind. Die zweite Vorgelegewelle VW2 sowie die dritte Vorgelegewelle VW3 sind dabei abschnittsweise koaxial und parallel zur ersten Vorgelegewelle VW1 auf deren radialer Außenseite angeordnet. Die zweite Vorgelegewelle VW2 ist dabei im Bereich der zweiten Radebene II und im Bereich der dritten Radebene III, die dritte Vorgelegewelle VW3 im Bereich der Rückwärtsgangstufe R und der vierten Radebene IV angeordnet. Die vierte Vorgelegewelle VW4 ist parallel und koaxial zur ersten Vorgelegewelle VW1 im Bereich der fünften Radebene V angeordnet. Zwischen der Eingangswellenachse 4 und der Vorgelegewellenachse 5 weist die Rückwärtsgangstufe R ein Umkehrelement in Form eines Zwischenrades ZR zur Umkehrung der Drehrichtung auf, so dass mittels der Abtriebswelle AW bei gleicher Drehrichtung einer der Eingangswellen EW1, EW2 eine umgekehrte Drehrichtung zur Bereitstellung zumindest eines Rückwärtsganges durch das Getriebe 1 ermöglicht wird.
Beginnend von der Antriebsseite AN weist die Vorgelegewellenachse 5 zunächst die erste Radebene I auf und weiter die zweite Radebene II, die dritte Radebene III, ein drittes Schaltelement S3, ein viertes Schaltelement S4, die Rückwärtsgangstufe R, die vierte Radebene IV, ein siebtes Schaltelement S7, ein achtes Schaltelement S8 und die fünfte Radebene V.
Im Folgenden werden nun die acht Schaltelemente S1 bis S8 sowie die sechs Radebenen I bis V und R beschrieben.
Die erste Radebene I ist als Antriebskonstante ausgebildet und weist auf der Eingangswellenachse 4 ein Übertragungselement auf, welches fest mit der zweiten Eingangswelle EW2 verbunden ist und auf der Vorgelegewellenachse 5 ein Übertragungselement, welches mit der als Vollwelle ausgebildeten ersten Vorgelegewelle VW1 fest verbunden ist.
Die zweite Radebene II weist auf der Eingangswellenachse 4 ein Übertragungselement auf, welches im Sinne eins Losrades für die erste Eingangswelle EW1 ausgebildet ist und mittels des ersten Schaltelements S1 an die erste Eingangswelle EW1 koppelbar ist. Die zweite Radebene II weist auf der Vorgelegewellenachse 5 ein Übertragungselement auf, welches auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 fest angeordnet ist und im Sinne eines Losrades für die erste Vorgelegewelle VW1 ausgebildet ist. Die zweite Radebene II ist – wie auch die dritte Radebene III – mittels des dritten Schaltelements S3 an die erste Vorgelegewelle VW1 koppelbar.
Das zweite Schaltelement S2 ist auf der Eingangswellenachse 4 angeordnet und einerseits mit der ersten Eingangswelle EW1, andererseits mit einer Zwischenwelle ZW verbunden und stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der ersten Eingangswelle EW1 und der Zwischenwelle ZW her. Die Zwischenwelle ZW ist dabei parallel und koaxial zu und zwischen den beiden Eingangswellen EW1, EW2 und der Abtriebswelle AW angeordnet.
Die dritte Radebene III weist auf der Eingangswellenachse 4 ein Übertragungselement auf, welches fest mit der Zwischenwelle ZW verbunden ist, also im Sinne eines Festrades für diese ausgebildet ist. Die dritte Radebene III weist auf der Vorgelegewellenachse 5 ein Übertragungselement auf, welches mit der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Vorgelegewelle VW2 fest verbunden ist. Dieses Übertragungselement ist also im Sinne eines Losrades für die erste Vorgelegewelle VW1 ausgebildet, da dieses – wie auch dasjenige der zweiten Radebene II – mittels des dritten Schaltelementes S3 an die erste Vorgelegewelle VW1 koppelbar ist. Das dritte Schaltelement S3 ist einerseits mit der ersten Vorgelegewelle VW1, andererseits mit dem Übertragungselement der dritten Radebene III auf der Vorgelegewellenachse 5 fest verbunden. Da dieses wiederum fest mit der zweiten Vorgelegewelle VW2 verbunden ist, ist mittels des dritten Schaltelementes S3 auch eine Kopplung der zweiten Radebene II an die erste Vorgelegewelle VW1 möglich.
Das vierte Schaltelement S4 ist einerseits mit der dritten Vorgelegewelle VW3, anderseits mit dem Übertragungselement der dritten Radebene III auf der Vorgelegewellenachse 5 verbunden und stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der zweiten Vorgelegewelle VW2 und dritten Vorgelegewelle VW3 her. Das siebte Schaltelement S7 ist einerseits mit der dritten Vorgelegewelle VW3, anderseits der ersten Vorgelegewelle VW1 verbunden und stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der ersten Vorgelegewelle VW1 und dritten Vorgelegewelle VW3 her.
Die Rückwärtsgangstufe R weist auf der Eingangswellenachse 4 ein Übertragungselement auf, welches mittels des fünften Schaltelements S5 an die Zwischenwelle ZW koppelbar ist. Dieses ist somit im Sinne eines Losrades für die Zwischenwelle ZW ausgebildet. Das Übertragungselement der Rückwärtsgangstufe R auf der Vorgelegewellenachse 5 ist fest, also im Sinne eines Festrades, mit der dritten Vorgelegewelle VW3 verbunden. Dieses ist somit im Sinne eines Losrades für die erste Vorgelegewelle VW1 ausgebildet, da dieses mittels des siebten Schaltelementes S7 an die erste Vorgelegewelle VW1 und mittels des vierten Schaltelementes S4 an die zweite Vorgelegewelle VW2 koppelbar ist.
Das sechste Schaltelement S6 ist auf der Eingangswellenachse 4 angeordnet und einerseits mit der Zwischenwelle ZW, andererseits mit der Abtriebswelle AW verbunden und stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der Zwischenwelle ZW und der Abtriebswelle AW her.
Die vierte Radebene IV weist auf der Eingangswellenachse 4 ein Übertragungselement auf, welches mit der Abtriebswelle AW fest verbunden ist. Das Übertragungselement der vierten Radebene IV auf der Eingangswellenachse 4 ist somit im Sinne eines Festrades ausgebildet. Die vierte Radebene IV weist auf der Vorgelegewellenachse 5 ein Übertragungselement auf, welches mit der als Hohlwelle ausgebildeten dritten Vorgelegewelle VW3 fest verbunden ist. Dieses Übertragungselement ist also im Sinne eines Losrades für die erste Vorgelegewelle VW1 ausgebildet, da dieses mittels des siebten Schaltelementes S7 an die erste Vorgelegewelle VW1 und mittels des vierten Schaltelementes S4 an die zweite Vorgelegewelle VW2 koppelbar koppelbar ist.
Die fünfte Radebene V weist auf der Eingangswellenachse 4 ein Übertragungselement auf, welches fest mit der Abtriebswelle AW verbunden ist. Dieses ist somit im Sinne eines Festrades ausgebildet. Die fünfte Radebene V weist auf der Vorgelegewellenachse 5 ein Übertragungselement auf, welches fest mit der vierten Vorgelegewelle VW4 verbunden ist. Dieses ist somit im Sinne eines Festrades ausgebildet.
Das sechste Schaltelement S6 ist einerseits mit der Zwischenwelle ZW, andererseits mit der Abtriebswelle AW verbunden und stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der Zwischenwelle ZW und der Abtriebswelle AW her. Das achte Schaltelement S8 ist auf der Vorgelegewellenachse 5 angeordnet und einerseits mit der ersten Vorgelegewelle VW1, andererseits mit der vierten Vorgelegewelle VW4 verbunden. Das achte Schaltelement S8 stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der ersten Vorgelegewelle VW1 und der vierten Vorgelegewelle VW4 her.
Das erste Schaltelement S1 und das zweite Schaltelement S2 sind gemeinsam in der ersten Schalteinrichtung SE1, das dritte Schaltelement S3 und das vierte Schaltelement S4 sind gemeinsam in der zweiten Schalteinrichtung SE2, das fünfte Schaltelement S5 und das sechste Schaltelement S6 sind gemeinsam in der dritten Schalteinrichtung SE3 und das siebte Schaltelement S7 und das achte Schaltelement S8 sind gemeinsam in der vierten Schalteinrichtung SE4 angeordnet.
Zur Betätigung der jeweiligen Schalteinrichtungen können entsprechende Schaltelementbetätigungseinrichtungen vorgesehen sein. Weist die Schalteinrichtung zwei Schaltelemente auf, können diese als Doppelsynchronisierung, und falls die Schalteinrichtung ein Schaltelement aufweist, als Einfachsynchronisierung ausgebildet sein.
Das Getriebe 1 gemäß 1 umfasst sechs Radebenen I, II, III, IV, V und R. Sämtliche Radebenen I–V und R sind insbesondere als Stirnradstufen mit diskreten Übersetzungen ausgebildet. Pro Radebene I, II, III, IV, V und R sind jeweils zwei Übertragungselemente, insbesondere in Form von Zahnrädern, angeordnet. Die Rückwärtsgangstufe R umfasst dabei ein zusätzliches Übertragungselement in Form eines Zwischenrades ZR zwischen der Eingangswellenachse 4 und der Vorgelegewellenachse 5. Insgesamt sind somit dreizehn Übertragungselemente, insbesondere in Form von Zahnrädern, angeordnet.
Insgesamt weist das Getriebe 1 gemäß 1 zwei Eingangswellen EW1, EW2 auf der Eingangswellenachse 4 auf, wobei eine als Vollwelle und die andere als Hohlwelle ausgebildet ist. Des Weiteren weist das Getriebe 1 gemäß 1 eine auf und zur Eingangswellenachse 4 koaxial gelagerte Zwischenwelle ZW und eine Abtriebswelle AW auf, sowie eine zur Eingangswellenachse 4 parallel gelagerte erste Vorgelegewelle VW1 und vierte Vorgelegewelle VW4, welche jeweils als Vollwellen ausgebildet sind. Weiter umfasst das Getriebe 1 gemäß 1 zu den als Vollwellen ausgebildeten Vorgelegewellen VW1, VW4 zwei koaxial gelagerte und jeweils als Hohlwelle ausgebildete zweite Vorgelegewelle VW2 und dritte Vorgelegewelle VW3 auf. Das Getriebe 1 gemäß 1 umfasst sechs Radebenen I, II, III, IV, V und R, insbesondere in Form von Stirnradstufen mit diskreten Übersetzungen, dreizehn Übertragungselemente, insbesondere in Form von Zahnrädern, sowie vier Doppelschaltelemente S1, S2 in der ersten Schalteinrichtung SE1, S3, S4 in der zweiten Schalteinrichtung SE2, S5 und S6 in der dritten Schalteinrichtung SE3 und S7 und S8 in der vierten Schalteinrichtung SE4. Mittels des Getriebes 1 gemäß 1 sind mindesten sieben Vorwärtsgänge und drei Rückwärtsgänge darstellbar.
Darüber hinaus zeigt das Getriebe 1 gemäß 1 eine zweite Radebene II, welche mittels des ersten Schaltelementes S1 an eine der Eingangswellen EW1, EW2 koppelbar ist, insbesondere an die erste Eingangswelle EW1. Die Rückwärtsgangstufe R ist mittels des fünften Schaltelementes S5 an die Zwischenwelle ZW koppelbar. Die Zwischenwelle ZW ist mittels des zweiten Schaltelementes S2 an die erste Eingangswelle EW1 und mittels des sechsten Schaltelements S6 an die Abtriebswelle AW koppelbar. Die Übertragungselemente der zweiten Radebene II und der dritten Radebene III auf der Vorgelegewellenachse 5 sind auf der zur ersten Vorgelegewelle VW1 koaxial gelagerten zweiten Vorgelegewelle VW2, welche als Hohlwelle ausgebildet ist, verdrehfest fixiert und mittels des dritten Schaltelementes S3 an die erste Vorgelegewelle VW1 koppelbar. Die zur ersten Vorgelegewelle VW1 koaxial angeordnete zweite Vorgelegewelle VW2 ist mittels des dritten Schaltelementes S3 an die erste Vorgelegewelle VW1 koppelbar und mittels des vierten Schaltelementes S4 an die zur ersten Vorgelegewelle VW1 koaxial gelagerte dritte Vorgelegewelle VW3 koppelbar. Die zur ersten Vorgelegewelle VW1 koaxial gelagerte dritte Vorgelegewelle VW3 ist mittels des siebten Schaltelements S7 an die erste Vorgelegewelle VW1 koppelbar. Das Übertragungselement der dritten Radebene III auf der Eingangswellenachse 4 ist verdrehfest mit der Zwischenwelle ZW verbunden. Die fünfte Radebene V ist mittels des achten Schaltelementes S8 an die erste Vorgelegewelle VW1 koppelbar. Die Übertragungselemente der ersten Radebene I auf der zweiten Eingangswelle EW2 als auch auf der ersten Vorgelegewelle VW1 sind verdrehfest fixiert. Die erste Radebene I ist somit als Antriebskonstante ausgebildet.
2 zeigt ein Getriebe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 2 ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß 1 gezeigt, welches um eine lastschaltbare Planeten-Rangegruppe LPRG ergänzt wurde. Zur Betätigung der lastschaltbaren Planeten-Rangegruppe LPRG sind zwei weitere Schalteinrichtungen SE5, SE6 angeordnet, die jeweils zwei Schaltelemente S9, S10 bzw. S11 und S12 umfassen.
Die lastschaltbare Planeten-Rangegruppe LPRG umfasst ein Planetengetriebe GP, welches im Wesentlichen in üblicher Weise aufgebaut ist und ein zentrales Sonnenrad SR umfasst, welches in zumindest ein Planetenrad PR auf dessen radialer Außenseite eingreift. Das bzw. die Planetenräder PR sind in einem Planetenradträger PT, auch Steg genannt, drehbar gelagert. Auf der radialen Außenseite der Planetenräder PR ist wiederum ein Hohlrad HR des Planetengetriebes GP angeordnet, in das das oder die Planetenräder PR eingreifen. Der Planetenträger PT ist mit einer Planetenradträgerwelle PTW1, PTW2 sowohl auf der Antriebsseite des Planetengetriebes GP – erste Planetenradträgerwelle PTW1 – als auch auf der Abtriebsseite des Planetengetriebes GP – zweite Planetenträgerwelle PTW2 – verbunden. Diese kann somit auch lediglich als Planetenträgerwelle, umfassend die Abschnitte erste und zweite Planetenträgerwelle PTW!, PTW2 bezeichnet werden. Die zweite Planetenträgerwelle PTW2 bzw. der abtriebsseitige Abschnitt der Planetenträgerwelle ist als Vollwelle und Abtriebswelle AW ausgebildet. Die erste Planetenträgerwelle PTW1 bzw. der antriebsseitige Abschnitt der Planetenträgerwelle ist dagegen als Hohlwelle ausgebildet und parallel und koaxial zur Sonnenwelle SW, also einer Welle, welche mit dem Sonnenrad SR des Planetengetriebes GP verbunden ist, angeordnet. Das Hohlrad HR ist mit einer als Hohlwelle ausgebildeten Hohlradwelle HRW verbunden, die auf der Abtriebsseite des Planetengetriebes GP und parallel und koaxial zur Abtriebswelle AW auf deren radialer Außenseite angeordnet ist. Diese Sonnenwelle SW der 2 entspricht dabei der Abtriebswelle AW der 1.
Im Folgenden werden nun die vier weiteren Schaltelemente S9, S10, S11 und S12 beschrieben.
Das neunte Schaltelement S9 ist auf der Eingangswellenachse 4 angeordnet und einerseits mit der Sonnenwelle SW, andererseits mit dem Übertragungselement auf der Eingangswellenachse 4 der fünften Radebene V verbunden. Mittels des neunten Schaltelements S9 kann somit die fünfte Radebene V an die Sonnenwelle SW gekoppelt werden.
Das zehnte Schaltelement S10 ist auf der Eingangswellenachse 4 angeordnet und einerseits mit der ersten Planetenträgerwelle PTW1 des Planetengetriebes GP, andererseits mit dem Übertragungselement der fünften Radebene V auf der Eingangswellenachse 4 verbunden. Mittels des zehnten Schaltelements S10 kann somit das Übertragungselement der fünften Radebene V mit der ersten Planetenträgerwelle PTW1 des Planetengetriebes GP verbunden werden.
Das elfte Schaltelement S11ist auf der Eingangswellenachse 4 angeordnet und einerseits mit dem Gehäuse G des Getriebes 1, andererseits mit der Hohlradwelle HRW des Planetengetriebes GP verbunden und ermöglicht eine Kopplung zwischen Gehäuse G und Hohlradwelle HRW. Das zwölfte Schaltelement S12 ist auf der Eingangswellenachse 4 angeordnet und ermöglicht eine Kopplung der Hohlradwelle HRW und der zweiten Planetenträgerwelle PTW2 in Form der Abtriebswelle AW.
Die Schaltelemente S9 und S10 sind auf der Eingangswellenachse 4 in der fünften Schalteinrichtung SE5 und die Schaltelemente S11 und S12 auf der Eingangswellenachse 4 in der sechsten Schalteinrichtung SE6 gemeinsam angeordnet. Wie auch die Schaltelemente S1 bis S8 können auch Schaltelementbetätigungseinrichtungen für die Schalteinrichtungen SE5 und SE6 in Form von Einfachsynchronisierungen bzw. Doppelsynchronisierungen ausgebildet sein.
Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 1 ist die Abtriebswelle AW der 2 als Sonnenwelle, also als Welle, die mit dem Sonnenrad SR des Planetengetriebes GP verbunden ist, für die lastschaltbare Planeten-Rangegruppe LPRG gemäß 2 ausgebildet. Das Planetengetriebe GP der lastschaltbaren Planeten-Rangegruppe LPRG stellt mittels des sechsten Schalteinrichtung SE6 in Form eines Doppelschaltelementes S11, S12 zwei Übersetzungen mit i₁ = 1 und i₂ ≠ 1 bereit. Insgesamt umfasst das Getriebe 1 gemäß 2 sechs Doppelschaltelemente in den Schalteinrichtungen SE1 bis SE6. Mittels des Getriebes 1 gemäß 2 sind mindestens dreizehn Vorwärtsgänge und mindestens sechs Rückwärtsgänge darstellbar. Die fünfte Radebene V ist mittels des neunten Schaltelementes S9 an die Sonnenwelle SW und mittels des zehnten Schaltelementes S10 auch an die erste Planetenträgerwelle PTW1 koppelbar. Die Hohlradwelle HRW des Planetengetriebes GP ist mittels des elften Schaltelementes S11 sowohl an das Gehäuse G als auch mittels des zwölften Schaltelementes S12 an die zweiten Planetenträgerwelle PTW2 koppelbar. Die zweite Planetenträgerwelle PTW2 ist als Abtriebswelle AW des Getriebes 1 ausgebildet.
3 zeigt ein Getriebe gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 3 ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß 1 gezeigt, welches um eine Radebenen-Rangegruppe LRRG erweitert wurde.
Einer der Unterschiede zum Getriebe 1 gemäß 1 ist, dass nun die Abtriebswelle AW des Getriebes 1 gemäß 1 als zweite Zwischenwelle ZW2 ausgebildet ist. Weiterhin im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 1 koppelt nun das achte Schaltelement S8 das Übertragungselement der fünften Radebene V auf der Vorgelegewellenachse 5 an die erste Vorgelegewelle VW1. Ein neuntes Schaltelement S9 koppelt dann eine fünfte Vorgelegewelle VW5, welche auf der Vorgelegewellenachse 5 angeordnet ist und als Vollwelle ausgebildet ist, an die ebenfalls als Vollwelle ausgebildete erste Vorgelegewelle VW1. Auf der fünften Vorgelegewelle VW5 sind Übertragungselemente zweier weiterer Radebenen VI und VII im Sinne von Festrädern angeordnet. Das Übertragungselement der fünften Radebene V auf der Eingangswellenachse 4 ist auf einer Hohlwelle HW angeordnet, welches mittels des zehnten Schaltelementes S10 an die zweite Zwischenwelle ZW koppelbar ist, also im Sinne eines Losrades für die zweite Zwischenwelle ZW2 ausgebildet. Die Hohlwelle HW ist dabei parallel und koaxial auf der radialen Aussenseite der zweiten Zwischenwelle ZW2 im Bereich der fünften und sechsten Radebene V, VI angeordnet. Das Übertragungselement der sechsten Radebene VI auf der Eingangswellenachse 4 ist ebenfalls auf der Hohlwelle HW fest angeordnet und mittels des zehnten Schaltelementes S10 an die zweite Zwischenwelle ZW2 koppelbar, also im Sinne eines Losrades für die zweite Zwischenwelle ZW2 ausgebildet.
Weiterhin ist eine zweite Vorgelegewellenachse 5a parallel zur Eingangswellenachse 4 angeordnet. Auf der zweiten Vorgelegewellenachse 5a ist eine als Vollwelle ausgebildete sechste Vorgelegewelle VW5a angeordnet, welche ebenfalls entsprechend der fünften Vorgelegewelle VW5 jeweils ein Übertragungselement der sechsten Radebene VI und der siebten Radebene VII aufweist, welche im Sinne von Festrädern auf dieser angeordnet sind. Auf der Abtriebswelle AW ist das Übertragungselement der siebten Radebene VII fest angeordnet. Die siebte Radebene VII ist somit als Abtriebskonstante ausgebildet. Das elfte Schaltelement S11 ist einerseits mit der zweiten Zwischenwelle ZW2, andererseits mit der Abtriebswelle AW verbunden und ermöglicht bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der zweiten Zwischenwelle ZW2 und der Abtriebswelle AW.
Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 1 umfasst das Getriebe 1 gemäß 3 also eine zweite Zwischenwelle ZW2, die der Abtriebswelle des Getriebes 1 gemäß 1 entspricht. Weiterhin sind zwei zusätzliche Radebenen VI und VII angeordnet, wobei die Übersetzung der siebten Radebene VII der der fünften Radebene V entspricht. Weiterhin ist ein Einzelschaltelement S9 in der fünften Schalteinrichtung SE5 auf der Vorgelegewellenachse 5 angeordnet und ein Doppelschaltelement in der sechsten Schalteinrichtung SE6 mit den Schaltelementen S10 und S11. Die fünfte Schalteinrichtung SE5 ist auf der Vorgelegwellenachse 5 angeordnet, wohingegen die sechste Schalteinrichtung SE6 auf der Eingangswellenachse 4 angeordnet ist.
Mittels des Getriebes 1 gemäß 1 sind nun mindestens dreizehn Vorwärtsgänge und mindestens sechs Rückwärtsgänge darstellbar. Die Übertragungselemente der fünften Radebene V und der sechsten Radebene VI auf der Eingangswellenachse 4 sind auf der Hohlwelle HW, welche koaxial zur Eingangswellenachse 4 angeordnet ist, verdrehfest fixiert. Diese können nun mittels des zehnten Schaltelementes S10 an die zweite Zwischenwelle ZW gekoppelt werden. Weiterhin kann die zweite Zwischenwelle ZW2 mittels des elften Schaltelementes S11 an die Abtriebswelle AW gekoppelt werden. Die erste Vorgelegewelle VW1 kann mittels des neunten Schaltelementes S9 an eine weitere, also die fünfte Vorgelegewelle VW5, ausgebildet als Vollwelle, gekoppelt werden, welche koaxial zur ersten Vorgelegewelle VW1 angeordnet ist. Die Übertragungselemente der siebten Radebene VII sind jeweils sowohl auf der fünften Vorgelegewelle VW5 und der sechsten Vorgelegewelle VW5a sowie auf der Abtriebswelle AW verdrehfest fixiert. Die siebte Radebene VII ist somit als Abtriebskonstante ausgebildet. Die fünfte Radebene V kann mittels des achten Schaltelementes S8 an die erste Vorgelegewelle VW1 gekoppelt werden. Weiterhin ist die zweite Vorgelegewellenachse 5a mit der als Vollwelle ausgebildeten sechsten Vorgelegewelle VW5a zur Leistungsverzweigung angeordnet. Weitere Vorgelegewellenachsen sind denkbar.
4 zeigt ein Getriebe gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 4 ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß 3 gezeigt. Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 3 ist beim Getriebe 1 gemäß 4 das achte Schaltelement S8 anstelle in der vierten Schalteinrichtung SE4 zusammen mit dem siebten Schaltelement S7 nun in der fünften Schalteinrichtung SE5 zusammen mit dem neunten Schaltelement S9 angeordnet. Die Abfolge von Radebenen und Schaltelementen in nun ausschnittsweise anstelle von vierter Radebene IV, siebtes Schaltelement S7, achtes Schaltelement S8, fünfte Radebene V, neuntes Schaltelement S9, sechste Radebene VI und siebte Radebene VII auf der Vorgelegewellenachse 5 nun vierte Radebene IV, siebtes Schaltelement S7, fünfte Radebene V, achtes Schaltelement S8, neuntes Schaltelement S9, sechste Radebene VI und siebte Radebene VII.
5 zeigt eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der dritten Ausführungsform und vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die jeweiligen Schaltmatrizen der 5 bis 7 sind im Wesentlichen gleich aufgebaut. Waagerecht sind dabei Spalten für verschiedene Gruppen G1, G2 („Gruppe“) in den 6 und 7 und weiter in allen Figuren für die Darstellung des entsprechenden Ganges eingebundenen Radebenen („Stufen“), den entsprechenden Gang, wobei Vorwärtsgänge mit V1 bis V7 bzw. V1 bis V13 und Rückwärtsgänge mit R1 bis R3 bzw. R1 bis R6 bezeichnet werden, sowie entsprechende Spalten für die Kupplungen K1 und K2 und für die entsprechenden Schaltelemente S1 bis S8 bis S1 bis S11, bzw. S12.
Die in der Schaltmatrix freigelassenen Einträge zeigen an, dass das entsprechende Schaltelement bzw. die entsprechende Kupplung geöffnet ist, d.h., dass das Schaltelement bzw. die Kupplung hierbei keine Kräfte bzw. kein Drehmoment von den an das Schaltelement bzw. an die Kupplung angeschlossene oder mit diesem bzw. mit dieser verbundenen jeweiligen Wellen oder Übertragungselementen überträgt. Ein mit einem Kreuz versehener Eintrag in der Schaltmatrix bezeichnet ein entsprechend bestätigtes bzw. geschlossenes Schaltelement bzw. Kupplung, das bzw. die dann Kräfte und Drehmomente zwischen den an das Schaltelement bzw. an die Kupplung angeschlossenen Wellen bzw. Übertragungselementen überträgt.
Die Stufen in der Schaltmatrix, welche mit Buchstaben bezeichnet sind, entsprechen dabei wie folgt den Radebenen: a entspricht der ersten Radebene I, b entspricht der zweiten Radebene II, c entspricht der dritten Radebene III, d entspricht der vierten Radebene IV, e der fünften Radebene V, und R entspricht der Rückwärtsgangstufe. Die bezeichnet DD ist als Abkürzung für „Direct Drive“ zu verstehen, bei dem ein direkter Durchtrieb von der ersten Eingangswelle EW1 ohne Einbindung von Radebenen letztendlich auf die Abtriebswelle AW ermöglicht wird. Der Begriff „umfassen“ in Bezug auf Radebenen und Gänge ist insbesondere im Sinne von Radebenen zu verstehen, die bei der Darstellung des entsprechenden Ganges beteiligt sind. Weiterhin bezeichnet das Bezugszeichen G1 die „langsame“ Gruppe der Vorwärtsgänge bzw. der Rückwärtsgänge, wohingegen das Bezugszeichen G2 die „schnelle“ Gruppe der Vorwärtsgänge bzw. der Rückwärtsgänge bezeichnet. Beispielshaft sei hier die erste Zeile der Schaltmatrix gemäß 5 beschrieben. Der erste Vorwärtsgang V1 umfasst die Radebenen II und V und um diesen darzustellen, sind die Kupplung K1 sowie die Schaltelemente S1 und S8 geschlossen und die Kupplung K2 sowie die Schaltelemente S2 bis S7 geöffnet.
8 zeigt ein Getriebe gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 8 ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß 1 gezeigt. Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 1 ist beim Getriebe 1 gemäß 8 eine elektrische Maschine EM zur Hybridisierung des Getriebes 1 angeordnet. Die elektrische Maschine EM ist über eine Welle und einem mit der Welle verbundenen Übertragungselement mit dem Übertragungselement der zweiten Radebene II auf der Vorgelegewellenachse 5 verbunden. Auf diese Weise kann die elektrische Maschine EM Kraft und Drehmomente auf das Übertragungselement der zweiten Radebene II auf der Vorgelegewellenachse 5 und weiter über die erste Vorgelegewelle VW1 auf die erste Eingangswelle EW1 und/oder auf die Abtriebswelle AW, insbesondere mittels zumindest einem Schaltelement übertragen und so eine Hybridisierung des Getriebes 1 letztendlich über die Abtriebswelle AW bereitstellen. Die Anbindung bzw. Ankopplung der elektrischen Maschine EM an das Getriebe 1 kann dabei ebenfalls auch an den Übertragungselementen der dritten Radebene III erfolgen, also an denjenigen Übertragungselementen auf der Vorgelegewellenachse 5, die auf einer als Hohlwelle ausgebildeten Vorgelegewelle VW2, VW3 angeordnet sind.
Insgesamt können die Schaltelemente S1 bis S8 bzw. S1 bis S11 bzw. S1 bis S12 beim Getriebe 1 gemäß der 1 bis 8 als Koppeleinrichtungen bezeichnet werden und insbesondere als Synchronisierungen ausgebildet sein. Die Schalteinrichtungen SE1 bis SE4 bzw. SE1 bis SE6 bzw. entsprechende Schaltelementbetätigungseinrichtungen für diese können als Doppelsynchronisierungen im Falle zweier Schaltelemente der jeweiligen Schalteinrichtung ausgebildet und im Falle von einem Schaltelement als Einfachsynchronisierung. Die Übertragungselemente können insbesondere beim Getriebe 1 gemäß der 1 bis 8 sowohl im Sinne eines Festrades als auch im Sinne eines Losrades ausgebildet sein. So ist beispielsweise beim Getriebe 1 gemäß 1 das Übertragungselement der ersten Radebene auf der zweiten Eingangswellenachse EW2 und der ersten Vorgelegewelle VW1 im Sinne eines Festrades, also fest mit der jeweiligen Welle verbunden. Die Übertragungselemente der zweiten Radebene II auf der Eingangswellenachse 4 und Vorgelegewellenachse 5 sind jeweils im Sinne eines Losrades für die erste Eingangswelle EW1 bzw. die erste Vorgelegewelle VW1 ausgebildet, da diese mittels des ersten Schaltelementes S1 bzw. des dritten Schaltelementes S3 an die als Vollwelle ausgebildete erste Eingangswelle EW1 bzw. die erste Vorgelegewelle VW1 koppelbar sind.
Die Übertragungselemente können dabei insbesondere in Form von Zahnrädern, vorzugsweise als Stirnräder, ausgebildet sein, so dass die Radebenen I, II, III, IV, V, VI, VII und R Stirnradstufen darstellen. Zur Bereitstellung verschiedener Vorwärts- und Rückwärtsgänge, also verschiedener Übersetzungen, können die Stirnradstufen, insbesondere deren Zahnräder, dementsprechend unterschiedliche Übersetzungen umfassen.
Zusammenfassend bietet die vorliegende Erfindung unter anderem den Vorteil, dass ein lastschaltfähiger Gruppenwechsel zwischen einer langsamen Gruppe G1 und einer schnellen Gruppe G2 ermöglicht wird, insbesondere, wenn das Getriebe um eine Rangegruppe erweitert ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass bei insgesamt sechs Radebenen mindestens sieben Vorwärtsgänge und mindestens drei Rückwärtsgänge und bei Erweiterung mit einer Rangegruppe mindestens dreizehn Vorwärtsgänge und mindestens sechs Rückwärtsgänge zur Verfügung gestellt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass ein siebter bzw. dreizehnter Gang einen direkten Durchtrieb in Form eines Direktganges ermöglicht und somit relativ kleine Stufensprünge zwischen den Gängen, insbesondere eine relativ kurze erste Gang-Übersetzung, ermöglicht werden. Weitere Vorteile sind, dass das Getriebe eine sehr gute Lastschaltfähigkeit und eine gute Hybridisierfähigkeit aufweist und sehr kompakt ausgebildet ist.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
Bezugszeichenliste

1: Getriebe
2: erstes Teilgetriebe
3: zweites Teilgetriebe
4: Eingangswellenachse
5, 5a: Vorgelegewellenachse
6: Vorgelege
I, II, III, IV, V, VI, VII, R: Radebene
SR: Sonnenrad
PR: Planetenrad
PT: Planeten(rad)träger
HR: Hohlrad
EW1, EW2: Eingangswelle
SW: Sonnenwelle
PTW1, PTW2: Planeten(rad)trägerwelle
HRW: Hohlradwelle
AW: Abtriebswelle
HW: Hohlwelle
K1, K2: erstes/zweites Lastschaltelement
S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11: Schaltelement
SE1, SE2, SE3, SE4, SE5, SE6: Schalteinrichtung
VW1, VW2, VW3, VW4, VW5, VW5a: Vorgelegewelle
ZR: Zwischenrad
AN: Antriebsseite
AB: Abtriebsseite
EM: elektrische Maschine
G: Gehäuse
GP: Planetengetriebe
V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, V10, V11, V12, V13: Vorwärtsgang
R1, R2, R3, R4, R5, R6: Rückwärtsgang
LPRG: lastschaltbare Planeten-Rangegruppe
LRRG: lastschaltbare Stirnradstufen-Rangegruppe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006054281 A1 [0005]
DE 102010030569 A1 [0034]

Claims

Getriebe (1), insbesondere Doppelkupplungsgetriebe, für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest zwei Teilgetriebe (2, 3), wobei jedes der Teilgetriebe (2, 3) zumindest eine Eingangswelle (EW1, EW2) umfasst, und wobei eine Ausgangswelle als Abtriebswelle (AW) beider Teilgetriebe (2, 3) angeordnet ist, wobei die zumindest eine Eingangswelle (EW1, EW2) auf einer Eingangswellenachse (4) und die Abtriebswelle (AW) auf der Eingangswellenachse (4) oder auf einer, insbesondere zur Eingangswellenachse (4) parallelen, Vorgelegewellenachse (5, 5a) angeordnet ist, und wobei ein Vorgelege (6) mit zumindest einer Vorgelegewelle (VW1, VW2, VW3, VW4, VW5, VW5a) angeordnet ist, wobei die zumindest eine Vorgelegewelle (VW1, VW2, VW3, VW4, VW5, VW5a) auf der Vorgelegewellenachse (5, 5a) angeordnet ist, und wobei mehrere Schalteinrichtungen (SE1, SE2, SE3, SE4, SE5, SE6) angeordnet sind und wobei zumindest eine der Eingangswellen (EW1, EW2) mittels zumindest zweier Radebenen (I, II, III, IV, V, VI, VII, R) und/oder zumindest einem Schaltelement (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11) einer der Schalteinrichtungen (SE1, SE2, SE3, SE4, SE5, SE6) und/oder über zumindest eine Zwischenwelle (ZW) mit der Abtriebswelle (AW) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest N Schalteinrichtungen (SE1, SE2, SE3, SE4, SE5, SE6) angeordnet sind, wobei N eine ganze Zahl größer oder gleich Vier ist und wobei mindestens die Hälfte aller Schalteinrichtungen (SE1, SE3) auf der Eingangswellenachse (4) angeordnet ist und dass die Mehrheit der Schalteinrichtungen (SE1, SE2, SE3, SE5, SE6) mehr als ein Schaltelement (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S8, S9, S10, S11, S12) aufweist und dass mit der Zwischenwelle (ZW) Übertragungselemente zumindest zweier Radebenen (III, R) verbindbar oder mit dieser verbunden sind.
Getriebe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl N gerade, insbesondere Vier oder Sechs, ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Wellen (EW1, EW2, VW1, VW2) des Getriebes (1) koaxial zueinander angeordnet sind, insbesondere zwei Eingangswellen (EW1, EW2) und/oder zwei Vorlegewellen (VW1, VW2), und/oder dass zumindest eine der Wellen (EW1, VW1) des Getriebes (1) als Vollwelle und eine weitere Welle auf derselben Achse (4, 5) als Hohlwelle (EW2; VW2) ausgebildet ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei benachbarten Radebenen (II, III; R, IV; III, R; IV, V) jeweils eine Schalteinrichtung (SE1, SE3; SE2, SE4) auf der Eingangswellenachse (4) oder der Vorgelegewellenachse (5) angeordnet ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Radebenen (R, IV) mittels einer Schalteinrichtung (SE4) auf der Vorgelegewellenachse (5) betätigbar sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Radebene (R) als Rückwärtsgangstufe ausgebildet ist.
Getriebe gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwärtsgangstufe (R) mittels einer Schalteinrichtung (SE3, SE2) auf der Eingangswellenachse (4) und/oder auf der Vorgelegewellenachse (5) betätigbar ist, welche jeweils zwei Schaltelemente (S5, S6; S3, S4) umfasst.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 6–7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwärtsgangstufe (R) an die Zwischenwelle (ZW, ZW1) koppelbar ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Maschine (EM) an zumindest einem Übertragungselement einer Radebene (I, II, III, IV, V, VI, VII, R) und/oder an zumindest einer Vorgelegewelle (VW1, VW2, VW3, VW4, VW5, VW5a) und/oder an einer der Wellen (EW1, EW2, ZW, ZW1, ZW2, PTW1, SW) auf der Eingangswellenachse (4) zur Hybridisierung des Getriebes (1) angeordnet ist.
Getriebe gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (EM) mit zumindest einer der Radebenen (II, III, R, IV) auf der Vorgelegewellenachse (5) zusammenwirkt, welche mit einer Vorgelegewelle (VW2, VW3), ausgebildet als Hohlwelle, verbunden sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–10, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Abtriebswelle (AW) Übertragungselemente zumindest zweier Radebenen (IV, V) fest angeordnet sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–11, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite als Hohlwelle ausgebildete Vorgelegewelle (VW3) parallel und koaxial zu der ersten Vorgelegewelle (VW1) angeordnet ist, auf der Übertragungselemente zumindest zweier Radebenen (II, III; II, III, R), insbesondere umfassend die Rückwärtsgangstufe (R), fest angeordnet sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Radebene (I) als Antriebskonstante ausgebildet ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rangegruppe (LPRG, LRRG) drehmomentabwärts der Abtriebswelle (AW) angeordnet ist und mit der nun als zweite Zwischenwelle (ZW2) ausgebildeten Abtriebswelle verbunden ist, wobei die Rangegruppe (LPRG, LRRG) als lastschaltbare Planeten-Rangegruppe (LPRG) und/oder in Form einer lastschaltbaren Radebenen-Rangegruppe (LRRG) ausgebildet ist.
Getriebe gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die lastschaltbare Planeten-Rangegruppe (LPRG) ein Planetengetriebe (GP) aufweist, wobei die Zwischenwelle (ZW) als Sonnenwelle (SW) des Planetengetriebes (GP) und zumindest eine Planetenträgerwelle (PTW2) als Abtriebswelle (AW) des Getriebes (1) ausgebildet ist.
Getriebe gemäß Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, insbesondere zwei Schalteinrichtungen (SE5, SE6), wobei zumindest eine Schalteinrichtung (SE5, SE6) zwei Schaltelemente (S8, S9, S10, S11) umfasst, zur Betätigung der Rangegruppe (LPRG, LRRG) angeordnet ist, um zumindest zwei unterschiedliche Übersetzungen (i₁, i₂) bereitzustellen.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 15–16, dadurch gekennzeichnet, dass mittels jeweils einem Schaltelement (S9, S10) zumindest eine Radebene (V) sowohl an die Sonnenwelle (SW) als auch an eine Planetenträgerwelle (PTW1) koppelbar ist und/oder die Hohlradwelle (HRW) des Planetengetriebes (GP) sowohl an das Gehäuse (G) als auch an eine Planetenträgerwelle (PTW2) in Form der Abtriebswelle (AW) koppelbar ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–13, dadurch gekennzeichnet, dass die N Schalteinrichtungen (SE1, SE2, SE3, SE4) und die zumindest zwei Radebenen (I, II, III, IV, V, R), insbesondere sechs Radebenen (I, II, III, IV, V, R), so angeordnet sind, dass mindestens sieben Vorwärtsgänge (V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7) und mindestens drei Rückwärtsgänge (R1, R2, R3) durch das Getriebe (1) darstellbar sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 14–16, dadurch gekennzeichnet, dass die N Schalteinrichtungen (SE1, SE2, SE3, SE4, SE5, SE6), die zumindest zwei Radebenen (I, II, III, IV, V, VI, R), insbesondere sechs Radebenen (I, II, III, IV, V, R), und die Rangegruppe (LPRG, LRRG) so angeordnet sind, dass mindestens dreizehn Vorwärtsgänge (V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, V10, V11, V12, V13) und mindestens sechs Rückwärtsgänge (R1, R2, R3, R4, R5, R6) durch das Getriebe (1) darstellbar sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 14–16 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass die lastschaltbare Radebenen-Rangegruppe (LRRG) zumindest zwei weitere Radebenen (VI, VII) umfasst, wobei eine (VII) der zumindest zwei Radebenen (VI, VII) der lastschaltbaren Radebenen-Rangegruppe (LRRG) eine gleiche oder ähnliche Übersetzung bereitstellt wie eine Radebene (V), welche nicht der lastschaltbaren Radebenen-Rangegruppe (LRRG) zugeordnet ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 14–16 und 19–20, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Vorgelegewellenachse (5a) parallel zur Vorgelegewellenachse (5) angeordnet ist und zumindest eine Vorgelegewelle (VW5a) ausgebildet als Vollwelle umfasst.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 14–16 und 19–21, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils Übertragungselemente zumindest einer der Radebenen (VI, VII), welche der lastschaltbaren Radebenen-Rangegruppe (LRRG) zugeordnet sind und welche nicht der lastschaltbaren Radebenen-Rangegruppe (LRRG) zugeordnet sind, mittels einer einzigen Schalteinrichtung (SE6) an die zweite Zwischenwelle (ZW2) koppelbar sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 14–22, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zwischenwelle (ZW) sowohl an die Abtriebswelle (AW) als auch an zumindest eine der Eingangswellen (EW1, EW2) koppelbar ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 14–23, dadurch gekennzeichnet, dass die nächstbenachbarte Radebene (V), welche nicht der lastschaltbaren Radebenen-Rangegruppe (LRRG) zugeordnet ist, mittels einer Schalteinrichtung (SE5), insbesondere umfassend zwei Schaltelemente (S8, S9), an die erste Vorgelegewelle (VW1) und/oder an die zweite Zwischenwelle (ZW2) koppelbar ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 14–24, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Vorgelegewellen (VW1, VW3, VW2, VW4) auf einer Vorgelegewellenachse (5) angeordnet sind, die jeweils als Vollwelle (VW1, VW4) und/oder als Hohlwelle (VW2, VW3) ausgebildet sind und/oder mittels zumindest einer Schalteinrichtung (SE2, SE4) auf der Vorgelegewellenachse (5) koppelbar sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 14–25, dadurch gekennzeichnet, dass eine Radebene (VII) als Abtriebskonstante ausgebildet ist, insbesondere diejenige, die eine gleiche Übersetzung bereitstellt wie die Radebene (V), welche nicht der lastschaltbaren Radebenen-Rangegruppe (LRRG) zugeordnet ist.
Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personen- oder ein Lastkraftwagen, mit einem Getriebe (1) gemäß einem der Ansprüche 1–26.