DE102013213157A1

DE102013213157A1 - Getriebe für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102013213157A1
Application number: DE201310213157
Authority: DE
Inventors: Michael Wechs; Jens Moraw
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2013-07-04
Filing date: 2013-07-04
Publication date: 2015-01-08

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 mit der Abtriebswelle verbindbar ist, wobei zumindest N Schalteinrichtungen angeordnet sind, wobei N eine ganze Zahl größer oder gleich Vier ist und wobei mindestens vier Radebenen angeordnet sind und wobei mindestens drei der N Schalteinrichtungen auf der Vorgelegewellenachse und mindestens eine Schalteinrichtung auf der Eingangswellenachse angeordnet sind und wobei mindestens eine der N Schalteinrichtungen, insbesondere auf der Vorgelegewellenachse zwei Schaltelemente umfasst und mindestens zwei der Schalteinrichtungen auf der Vorgelegewellenachse jeweils nur ein Schaltelement umfassen und wobei von drei Schaltelementen auf der Vorgelegewellenachse jeweils ein Schaltelement mit den zwei weiteren der drei Schaltelemente verbunden ist.

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 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 daher, ein Getriebe zur Verfügung zu stellen, welches kompakt und einfach baut. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe zur Verfügung zu stellen, welches eine gute Lastschaltfähigkeit und eine gute Hybridisierfähigkeit aufweist. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe zur Verfügung zu stellen, welches einfach erweiterbar ist. Schließlich ist es auch 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 mit der Abtriebswelle verbindbar ist, dadurch, dass zumindest N Schalteinrichtungen angeordnet sind, wobei N eine ganze Zahl größer oder gleich Vier ist und dass mindestens vier Radebenen angeordnet sind und wobei mindestens drei der N Schalteinrichtungen auf der Vorgelegewellenachse und mindestens eine Schalteinrichtung auf der Eingangswellenachse angeordnet sind und dass mindestens eine der N Schalteinrichtungen, insbesondere auf der Vorgelegewellenachse, zwei Schaltelemente umfasst und mindestens zwei der Schalteinrichtungen auf der Vorgelegewellenachse jeweils nur ein Schaltelement umfassen und dass von drei Schaltelementen auf der Vorgelegewellenachse jeweils ein Schaltelement mit den zwei weiteren der drei Schaltelemente verbunden ist.
Die Erfindung löst die Aufgaben ebenfalls bei einem Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personen- oder ein Lastkraftwagen mit einem Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 28.
Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass das Getriebe äußerst kompakt ist und lediglich konventionelle Schalteinrichtungen aufweisen kann. Darüber hinaus sind weitere Vorteile, dass das Getriebe eine sehr gute Lastschaltfähigkeit und eine sehr gute Hybridisierfähigkeit aufweist. Ebenso ist das Getriebe sehr gut erweiterbar. Schließlich weist das Getriebe auch einen einfachen Aufbau auf.
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 besonders gut bevorzugt so angeordnet, dass sie von außen gut zugänglich sind. Von außen gut zugänglich bedeutet im Sinne der Schaltelemente, das an dem Zwischengehäuse 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 ungerade, insbesondere fünf oder sieben, oder sechs. Ist insbesondere die Anzahl der Schalteinrichtungen fünf oder sieben, baut das Getriebe ausreichend kompakt und dieses kann darüber hinaus noch eine ausreichende Anzahl von verschiedenen Kopplungen zur Darstellung verschiedener Gangstufen, insbesondere mehreren Vorwärtsgängen und gegebenenfalls Rückwärtsgängen bereitstellen.
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 sind zumindest zwei Radebenen mittels einer einzelnen Schalteinrichtung mit einem Schaltelement auf der Vorgelegewellenachse miteinander koppelbar. Dies ermöglicht zum Einen eine kompakte axiale Ausbildung des Getriebes, gleichzeitig wird die Anzahl der Wellen zur Betätigung von Radebenen gesenkt, so dass das Getriebe insgesamt kostengünstiger ausgeführt werden kann.
Vorteilhafterweise ist zumindest eine Radebene als Rückwärtsgangstufe ausgebildet. Mittels der zumindest einen Rückwärtsgangstufe kann die Drehrichtung der Abtriebswelle in Bezug auf eine der Eingangswellen umgekehrt werden, so dass ein Rückwärtsgang für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt werden kann, was die Flexibilität hinsichtlich des Einsatzes des Getriebes in verschiedenen Fahrzeugen wesentlich erhöht.
Zweckmäßigerweise ist die Rückwärtsgangstufe mittels einer Schalteinrichtung auf der Eingangswellenachse oder auf der Vorgelegewellenachse betätigbar, welche zwei Schaltelemente umfasst. Auf diese Weise ist eine besonders zuverlässige Betätigung der Rückwärtsgangstufe mittels der einen Schalteinrichtung respektive mittels des einen Schaltelementes möglich. Darüber hinaus wird die Flexibilität gesteigert, da mittels der Schalteinrichtung noch weitere Radebenen durch das weitere Schaltelement in der Schalteinrichtung betätigbar sind.
Vorteilhafterweise ist die Rückwärtsgangstufe als eine der ersten beiden Radebenen beginnend von der Abtriebsseite in Richtung der Antriebsseite des Getriebes angeordnet. Auf diese Weise ist die üblicherweise drehmomentbelastete Rückwärtsgangstufe R am Getrieberand nahe ihrer Lagerstelle angeordnet, was günstig für die Wellendurchbiegung ist.
Zweckmäßigerweise 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.
Vorteilhafterweise wirkt die elektrische Maschine mit zumindest einer der Radebenen auf der Vorgelegewellenachse zusammen, welche mit einer Vorgelegewelle, ausgebildet als Hohlwelle, verbunden ist. 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.
Zweckmäßigerweise ist zwischen zwei Radebenen eine Schalteinrichtung jeweils auf Eingangswellenachse und Vorgelegewellenachse angeordnet, insbesondere wobei diese jeweils nur ein Schaltelement umfasst. Dadurch kann insgesamt der Bauraum in axialer Richtung des Getriebes kompakter ausgeführt werden.
Vorteilhafterweise ist die Mehrheit, insbesondere alle Übertragungselemente auf der Eingangswellenachse im Sinne von Festrädern für die jeweilige Welle auf der Eingangswellenachse ausgebildet. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass die Eingangswellenachse nur wenige Schaltelemente aufweist, was die Herstellungskosten senkt.
Zweckmäßigerweise ist lediglich ein Schaltelement auf der Eingangswellenachse angeordnet, mittels dessen eine der Eingangswellen mit der Abtriebswelle verbindbar ist. Damit ist lediglich eine Trennstelle in Form des Schaltelementes auf der Eingangswellenachse angeordnet, was zum Einen kostengünstig ist, zum Anderen die Herstellung des Getriebes vereinfacht.
Vorteilhafterweise ist die Anzahl der Radebenen, welche mit den Eingangswellen koppelbar und/oder verbunden sind, kleiner als die Anzahl der Radebenen, welche mit weiteren Wellen auf der Eingangswellenachse verbunden und/oder verbindbar sind. Vorteil hierbei ist, dass der Bereich der Eingangswellen äußerst kompakt ausgeführt werden kann.
Zweckmäßigerweise sind zumindest eine, insbesondere zwei Schalteinrichtungen so ausgebildet, dass jeweils zwei Wellen gleicher Ausführung auf unterschiedlichen Seiten, ausgehend von der axialen Position der jeweiligen Schalteinrichtungen im Getriebe, koppelbar sind, insbesondere wobei die zwei Schalteinrichtungen auf unterschiedlichen Achsen angeordnet sind. Dies ermöglicht eine einfache Herstellung des Getriebes bei gleichzeitiger ausreichender Flexibilität bezüglich der Kopplung von verschiedenen Wellen und damit auch der Darstellbarkeit von verschiedenen Gängen durch das Getriebe. Unter dem Begriff „Ausführung“ ist die Ausbildung als Vollwelle oder Hohlwelle zu verstehen.
Vorteilhafterweise sind zwei Schalteinrichtungen auf der Vorgelegewellenachse angeordnet, welche über Hohlwellen und über eine weitere Schalteinrichtung miteinander verbindbar sind. Damit wird die Flexibilität des Getriebes hinsichtlich der Darstellung weiterer Gangstufen noch weiter erhöht.
Zweckmäßigerweise ist mittels der ersten Schalteinrichtung drehmomentabwärts der Antriebsseite auf der Eingangswellenachse eine der Eingangswellen mit der Abtriebswelle verbindbar. Vorteil hierbei ist, dass das Getriebe im Bereich der Antriebsseite äußerst kompakt ausgeführt werden kann und gleichzeitig damit die Wartung des Getriebes im Bereich der Antriebsseite erleichtert wird. Darüber hinaus kann die Abtriebswelle direkt mit einer der Eingangswellen gekoppelt werden, was die Zuverlässigkeit bei der Übertragung von Kraft- und Drehmomenten von einer der Eingangswellen auf die Abtriebswelle erhöht.
Vorteilhafterweise ist die Anzahl der Schaltelemente auf die Eingangswellenachse und Vorgelegewellenachse gleich. Damit können die Schalteinrichtungen entlang der jeweiligen Achsen in flexibler Weise angeordnet werden, so dass das Getriebe kompakt ausgeführt werden kann, insbesondere da auf den jeweiligen Achsen die gleiche Anzahl von Schaltelementen vorgesehen ist.
Zweckmäßigerweise ist zumindest eine Radebene als Antriebskonstante und/oder Abtriebskonstante ausgebildet. Damit ist eine besonders einfache und gleichzeitig besonders zuverlässige Übertragung von Kraft- und Drehmomenten von einer der Eingangswellen auf das Vorgelege und/oder vom Vorgelege auf die Abtriebswelle möglich.
Vorteilhafterweise ist eine Rangegruppe drehmomentabwärts der Abtriebswelle angeordnet und mit der nun als Verbindungswelle ausgebildeten Abtriebswelle verbunden, insbesondere 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.
Zweckmäßigerweise weist die lastschaltbare Planeten-Rangegruppe ein Planetengetriebe auf, wobei die Verbindungswelle 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.
Zweckmäßigerweise ist mittels jeweils einem Schaltelement 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.
Vorteilhafterweise sind die N Schalteinrichtungen und die zumindest zwei Radebenen, insbesondere fünf Radebenen, umfassend eine Rückwärtsgangstufe, so angeordnet, dass mindestens sechs Vorwärtsgänge und mindestens zwei 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.
Zweckmäßigerweise sind die N Schalteinrichtungen, die zumindest zwei Radebenen, insbesondere fünf Radebenen, umfassend zumindest eine Rückwärtsgangstufe, und die Rangegruppe so angeordnet, dass mindestens zehn Vorwärtsgänge und mindestens vier Rückwärtsgänge durch das Getriebe darstellbar sind. Auf diese Weise wir die Flexibilität des Getriebes hinsichtlich des Einsatzes in verschiedenen Fahrzeugen noch weiter gesteigert, da eine sehr hohe Anzahl von Vorwärts- und Rückwärtsgängen zur Verfügung gestellt wird.
Vorteilhafterweise umfasst die lastschaltbare Radebenen-Rangegruppe zumindest zwei weitere 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 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 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.
Vorteilhafterweise 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 Verbindungswelle 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 Abtriebsseite des Getriebes eingebunden. Darüber hinaus wird die Flexibilität des Getriebes hinsichtlich der Darstellung verschiedener Gangstufen weiter erhöht.
Zweckmäßigerweise ist die nächstbenachbarte Radebene, welche nicht der lastschaltbaren Radebenen-Rangegruppe zugeordnet ist, mittels einer Schalteinrichtung, insbesondere umfassend zwei Schaltelemente, an eine als Vollwelle ausgebildete Vorgelegwelle 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.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen, und aus dazugehöriger Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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 ein Getriebe gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der 1 oder der 2;
7 eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der 3 oder der 4;
8 eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der 5;
9 ein Getriebe gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10 ein Getriebe gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
11 ein Getriebe gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12 ein Getriebe gemäß einer neunten 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 dabei zumindest eine zweite Radebene II, wohingegen dem zweiten Teilgetriebe 3 zumindest eine 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, eine dritte Radebene III, eine Rückwärtsgangstufe R, ein zweites Schaltelement S2, ein drittes Schaltelement S3 und eine vierte Radebene IV.
Jede der genannten Radebenen I, II, III, IV 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, welche als Vollwelle ausgebildet ist sowie eine zweite Vorgelegewelle VW2 und eine dritte Vorgelegewelle VW3, die jeweils als Hohlwelle ausgebildet sind. Die zweite Vorgelegewelle VW2 und die dritte Vorgelegewelle VW3 sind dabei jeweils 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 die dritte Vorgelegewelle VW3 ist dabei im Bereich der dritten Radebenen III 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 eine der Eingangswellen EW1, EW2 eine umgekehrte Drehrichtung zur Bereitstellung zumindest eines Rückwärtsganges durch das Getriebe 1 ermöglicht wird.
Beginnend von der Antriebsseite AN des Getriebes 1 weist die Vorgelegewellenachse 5 zunächst die erste Radebene I auf und weiter ein viertes Schaltelement S4, die zweite Radebene II, ein fünftes Schaltelement S5, die dritte Radebene III, ein sechstes Schaltelement S6, die Rückwärtsgangstufe R sowie die vierte Radebene IV.
Im Folgenden werden nun die sechs Schaltelemente S1 bis S6 sowie die fünf Radebenen I bis IV 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 eines Festrades für die erste Eingangswelle EW1 ausgebildet ist, und auf der Vorgelegewellenachse 5 ein Übertragungselement, welches fest auf der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Vorgelegewelle VW2 angeordnet ist. Die dritte Radebene III weist auf der Eingangswellenachse 4 ein Übertragungselement im Sinne eines Festrades für die Abtriebswelle AW auf und auf der Vorgelegewellenachse 5 ein Übertragungselement, welches fest auf der dritten Vorgelegewelle VW3, welche als Hohlwelle ausgebildet ist, angeordnet ist. Die Rückwärtsgangstufe R weist auf der Eingangswellenachse 4 ein Übertragungselement im Sinne eines Losrades für die Abtriebswelle AW auf und auf der Vorgelegewellenachse 5 ein Übertragungselement im Sinne eines Festrades für die erste Vorgelegewelle VW1. Die vierte Radebene IV weist auf der Eingangswellenachse 4 ein Übertragungselement im Sinne eines Losrades für die Abtriebswelle AW auf und auf der Vorgelegewellenachse 5 ein Übertragungselement im Sinne eines Festrades für die erste Vorgelegewelle VW1.
Das erste Schaltelement S1 ist auf der Eingangswellenachse 4 angeordnet und ermöglicht bei Betätigung eine Kopplung von erster Eingangswelle EW1 und Abtriebswelle AW. Das zweite Schaltelement S2 ist auf der Eingangswellenachse 4 angeordnet und ermöglicht bei Betätigung eine Kopplung der Rückwärtsgangstufe R an die Abtriebswelle AW. Das dritte Schaltelement S3 ist auf der Eingangswellenachse 4 angeordnet und ermöglicht bei Betätigung eine Kopplung von vierter Radebene IV an die Abtriebswelle AW. Das vierte Schaltelement S4 ist auf der Vorgelegewellenachse 5 angeordnet und ermöglicht bei Betätigung eine Kopplung von erster Vorgelegewelle VW1 und zweiter Vorgelegewelle VW2. Das fünfte Schaltelement S5 ist auf der Vorgelegewellenachse 5 angeordnet und ermöglicht bei Betätigung eine Kopplung von zweiter Vorgelegewelle VW2 und dritter Vorgelegewelle VW3. Das sechste Schaltelement S6 ist auf der Vorgelegewellenachse 5 angeordnet und ermöglicht bei Betätigung eine Kopplung von dritter Vorgelegewelle VW3 an die erste Vorgelegewelle VW1.
Das zweite Schaltelement S2 und das dritte Schaltelement S3 sind gemeinsam in einer zweiten Schalteinrichtung SE2 angeordnet.
Weiter ist das erste Schaltelement S1 in einer ersten Schalteinrichtung SE1, das vierte Schaltelement S4 in einer dritten Schalteinrichtung SE3, das fünfte Schaltelement S5 in einer vierten Schalteinrichtung SE4 und das sechste Schaltelement S6 in einer fünften Schalteinrichtung SE5 angeordnet.
Zur Betätigung der jeweiligen Schalteinrichtung können entsprechende Schaltelementbetätigungseinrichtungen vorgesehen sein. Weist die Schalteinrichtung zwei Schaltelemente auf, können diese als Doppelsynchronisierungen und falls die Schalteinrichtung ein Schaltelement aufweist als Einfachsynchronisierung ausgebildet sein.
Das Getriebe 1 gemäß 1 umfasst fünf Radebenen I, II, III, IV und R. Sämtliche Radebenen I–IV und R sind insbesondere als Stirnradstufen mit diskreten Übersetzungen ausgebildet. Pro Radebene I, II, III, IV 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 elf 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 zur Eingangswellenachse 4 koaxial gelagerte Abtriebswelle AW auf, sowie eine zur Eingangswellenachse 4 parallel gelagerte erste Vorgelegewelle VW1, welche als Vollwelle ausgebildet ist. Weiterhin umfasst das Getriebe 1 gemäß 1 eine zu der als Vollwelle ausgebildeten ersten Vorgelegewelle VW1 koaxial gelagerte und als Hohlwelle ausgebildete zweite Vorgelegewelle VW2 und dritte Vorgelegewelle VW3.
Das Getriebe 1 gemäß 1 umfasst fünf Radebenen I bis IV und R, insbesondere in Form von Stirnradstufen mit diskreten Übersetzungen, elf Übertragungselemente, insbesondere in Form von Zahnrädern, sowie ein Doppelschaltelement SE2 und vier Einzelschaltelemente S1, S4, S5 und S6. Mittels des Getriebes 1 gemäß 1 sind mindestens sechs Vorwärtsgänge und mindestens zwei Rückwärtsgänge darstellbar.
Darüber hinaus zeigt das Getriebe 1 gemäß 1 eine Rückwärtsgangstufe R und eine vierte Radebene IV, die mittels des zweiten Schaltelementes S2 bzw. des dritten Schaltelementes S3 mit der Abtriebswelle AW koppelbar sind. Die Eingangswelle EW1, welche als Vollwelle ausgeführt ist, ist mittels des ersten Schaltelementes S1 an die Abtriebswelle AW koppelbar. Die zweite Radebene II ist mittels des vierten Schaltelementes S4 an die erste Vorgelegewelle VW1 und mittels des fünften Schaltelementes S5 mit der dritten Radebene III koppelbar. Die dritte Radebene III ist mittels des sechsten Schaltelementes S6 an die erste Vorgelegewelle VW1 koppelbar und mittels des fünften Schaltelementes S5 an die zweite Radebene II.
Die Übertragungselemente der ersten Radebene I sind sowohl auf der zweiten Eingangswelle EW2 als auch auf der ersten Vorgelegewelle VW1 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. Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 1 ist beim Getriebe 1 gemäß 2 das zweite Schaltelement S2 anstelle in der zweiten Schalteinrichtung SE2 auf der Eingangswellenachse 4 nun auf der Vorgelegewellenachse 5 zusammen mit dem sechsten Schaltelement S6 in der fünften Schalteinrichtung SE5 angeordnet. Weiterhin ist das zweite Schaltelement S2 nun zwischen der dritten Radebene III und der Rückwärtsgangstufe R angeordnet, wohingegen es in 1 zwischen der Rückwärtsgangstufe R und der vierten Radebene IV angeordnet ist. Somit ist das Übertragungselement der Rückwärtsgangstufe R beim Getriebe 1 gemäß 2 auf der Eingangswellenachse 4 nun im Sinne eines Festrades ausgebildet, wohingegen das Übertragungselement der Rückwärtsgangstufe R auf der Vorgelegewellenachse 5 nun im Sinne eines Losrades ausgebildet ist. Mittels des zweiten Schaltelementes S2 kann nun die Rückwärtsgangstufe R an die erste Vorgelegewelle VW1 gekoppelt werden.
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 lastschaltbare Planeten-Rangegruppe LPRG ergänzt bzw. erweitert wurde. Zur Betätigung der lastschaltbaren Planeten-Rangegruppe LPRG sind zwei weitere Schalteinrichtungen SE6, SE7 angeordnet, wobei die sechste Schalteinrichtung SE6 ein Schaltelement S7 aufweist und die siebte Schalteinrichtung SE7 zwei Schaltelemente S8 und S9.
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 PTW1, 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. Die Sonnenwelle SW der 3 entspricht dabei der Abtriebswelle AW der 1.
Im Folgenden werden nun die drei weiteren Schaltelemente S7, S8 und S9 beschrieben.
Das siebte Schaltelement S7 ist auf der Eingangswellenachse 4 angeordnet und einerseits mit einer Hohlwelle HW, andererseits mit der ersten Planetenträgerwelle PTW1 verbunden. Die Hohlwelle HW ist koaxial und parallel zur Sonnenwelle SW angeordnet. Die Sonnenwelle SW entspricht dabei der Abtriebswelle AW des Getriebes 1 gemäß 1. Das dritte Schaltelement S3 ermöglicht somit eine Kopplung der Hohlwelle HW an die Sonnenwelle SW. Auf der radialen Außenseite der Hohlwelle HW ist nun das Übertragungselement der vierten Radebene IV fest angeordnet.
Das Schaltelement S8 ist 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 neunte Schaltelement S9 ist auf der Eingangswellenachse 4 angeordnet und ermöglicht eine Kopplung der Hohlradwelle HRW und der zweiten Planetenträgerwelle PTW2 in Form der Abtriebswelle AW.
Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 1 ist die Abtriebswelle AW in 3 als Sonnenwelle, also als Welle, die mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes GP verbunden ist, für die lastschaltbare Planeten-Rangegruppe LPRG (Zwischenwelle ZW) gemäß 1 ausgebildet. Das Planetengetriebe GP der lastschaltbaren Planeten-Rangegruppe LPRG stellt mittels der siebten Schalteinrichtung SE7 in Form eines Doppelschaltelementes S8, S9 zwei Übersetzungen mit i₁ = 1 und i₂ ≠ 2 bereit. Insgesamt umfasst das Getriebe 1 gemäß 2 zwei Doppelschaltelemente SE2, SE7 und fünf Einzelschaltelemente S1, S4, S5, S6 und S7. Mittels des Getriebes 1 gemäß 3 sind mindestens zehn Vorwärtsgänge und mindestens vier Rückwärtsgänge darstellbar. Die vierte Radebene IV ist mittels des dritten Schaltelementes S3 an die Sonnenwelle SW und mittels des siebten Schaltelementes S7 auch an die Planetenträgerwelle PTW1 des Planetenradsatzes GP koppelbar. Die Hohlradwelle HRW des Planetengetriebes GP ist mittels des achten Schaltelementes S8 an das Gehäuse G und mittels des neunten Schaltelementes S9 an die zweite Planetenträgerwelle PTW2 koppelbar. Die zweite Planetenträgerwelle PTW2 ist als Abtriebswelle AW des Getriebes 1 gemäß 1 ausgebildet.
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 nun beim Getriebe 1 gemäß 4 das dritte Schaltelement S3 zusammen mit dem siebten Schaltelement S7 in der zweiten Schalteinrichtung SE2 auf der Eingangswellenachse 4 angeordnet. Das dritte Schaltelement S3 ist nun zwischen der vierten Radebene IV und dem Planetengetriebe GP angeordnet, im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 2, bei dem das dritte Schaltelement S3 zwischen der Rückwärtsgangstufe R und der vierten Radebene IV angeordnet ist. Mittels des dritten Schaltelementes S3 ist nun das Übertragungselement der vierten Radebene IV auf der Eingangswellenachse 4 an die Sonnenwelle SW für das Planetengetriebe GP koppelbar. Mittels des siebten Schaltelementes S7 ist das Übertragungselement der vierten Radebene IV auf der Eingangswellenachse 4 nun an die erste Planetenträgerwelle PTW1 koppelbar. Die Hohlwelle HW aus der 3 ist in 4 entfallen. Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 3 sind beim Getriebe 1 gemäß 4 nun drei Doppelschaltelemente S3, S7 in der zweiten Schalteinrichtung SE2, S8, S9 in der sechsten Schalteinrichtung SE6 sowie S6, S2 in der fünften Schalteinrichtung SE5 angeordnet sowie drei Einzelschaltelemente S1, S4 und S5 in den Schalteinrichtungen SE1, SE3 und SE4. Im Übrigen wird auf die Beschreibung zu 3 Bezug genommen.
5 zeigt ein Getriebe gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 5 ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß 2 gezeigt, welches um eine Radebenen-Rangegruppe LRRG erweitert wurde.
Einer der Unterschiede zum Getriebe 1 gemäß 2 ist, dass nun die Abtriebswelle AW des Getriebes 1 gemäß 1 als Zwischenwelle ZW ausgebildet ist. Weiterhin im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 2 koppelt nun ein achtes Schaltelement S8 das Übertragungselement der vierten Radebene IV auf der Vorgelegewellenachse 5 an die erste Vorgelegewelle VW1. Ein neuntes Schaltelement S9 koppelt dann die erste Vorgelegewelle VW1 an eine vierte Vorgelegewelle VW4, welche auf der Vorgelegewellenachse 5 angeordnet ist und als Vollwelle ausgebildet ist. Auf der vierten Vorgelegewelle VW4 sind Übertragungselemente zweier weiterer Radebenen V und VI im Sinne von Festrädern für diese angeordnet. Das Übertragungselement der vierten Radebene IV auf der Eingangswellenachse 4 ist auf einer Hohlwelle HW fest angeordnet, welche mittels des dritten Schaltelementes S3 an die Zwischenwelle ZW koppelbar ist. Es ist also im Sinne eines Losrades für die Zwischenwelle ZW ausgebildet. Die Hohlwelle HW ist dabei parallel und koaxial auf der radialen Außenseite der Zwischenwelle ZW im Bereich der vierten Radebene IV und der fünften Radebene V angeordnet.
Das Übertragungselement der fünften Radebene V auf der Eingangswellenachse 4 ist auf der Hohlwelle fest angeordnet und ebenfalls mittels des dritten Schaltelementes S3 an die Zwischenwelle ZW koppelbar. Es ist also im Sinne eines Losrades für die Zwischenwelle ZW ausgebildet. Weiterhin ist eine zweite Vorgelegewellenachse 5a parallel zur Eingangswellenachse 4 angeordnet. Auf der zweiten Vorgelegewellenachse 5a ist eine als Vollwelle ausgebildete fünfte Vorgelegewelle VW4a angeordnet, welche ebenfalls entsprechend der vierten Vorgelegewelle VW4 jeweils ein Übertragungselement der fünften Radebene V und der sechsten Radebene VI aufweist, welche im Sinne von Festrädern auf dieser angeordnet sind. Auf der Abtriebswelle AW ist das Übertragungselement der sechsten Radebene VI fest angeordnet. Die sechste Radebene VI ist somit als Abtriebskonstante ausgebildet. Das siebte Schaltelement S7 ist einerseits mit der Zwischenwelle ZW, andererseits mit der Abtriebswelle AW verbunden und ermöglicht bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der Zwischenwelle ZW und der Abtriebswelle AW.
Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 2 umfasst das Getriebe 1 gemäß 5 also eine Zwischenwelle ZW, die der Abtriebswelle AW des Getriebes 1 gemäß 1 entspricht. Es sind ebenfalls zwei zusätzliche Radebenen V und VI angeordnet, wobei die Übersetzung der sechsten Radebene VI der der vierten Radebene IV entspricht, bzw. nahezu identisch ist. Weiterhin sind zwei Doppelschaltelemente S6, S2 in der fünften Schalteinrichtung SE5, S8, S9 in der sechsten Schalteinrichtung SE6 und S3, S7 in der zweiten Schalteinrichtung SE2 angeordnet sowie drei Einzelschaltelemente S1, S4, S5 in den Schalteinrichtungen SE1, SE3 und SE4.
Das achte Schaltelement S8 und das neunte Schaltelement S9 sind auf der Vorgelegewellenachse 5 angeordnet, wohingegen das dritte Schaltelement S3 und das siebte Schaltelement S7 auf der Eingangswellenachse 4 angeordnet sind.
Mittels des Getriebes 1 gemäß 5 sind mindestens zehn Vorwärtsgänge und mindestens vier Rückwärtsgänge darstellbar. Die Übertragungselemente der vierten Radebene IV und der fünften Radebene V auf der Eingangswellenachse 4 sind auf der zur Zwischenwelle ZW koaxial gelagerten Hohlwelle HW verdrehfest fixiert. Diese sind mittels des dritten Schaltelementes S3 an die Zwischenwelle ZW koppelbar. Die Zwischenwelle ZW ist mittels des siebten Schaltelementes S7 an die Abtriebswelle AW koppelbar. Die erste Vorgelegewelle VW1 kann mittels des neunten Schaltelementes S9 an die zur ersten Vorgelegewelle VW1 koaxial gelagerte vierte Vorgelegewelle VW4 gekoppelt werden. Die Übertragungselemente der sechsten Radebene VI sind sowohl auf der vierten Vorgelegewelle VW4, der fünften Vorgelegewelle VW4a als auch auf der Abtriebswelle AW verdrehfest fixiert. Die sechste Radebene VI ist somit als Abtriebskonstante ausgebildet. Die vierte Radebene IV kann mittels des achten Schaltelementes S8 an die erste Vorgelegewelle VW1 gekoppelt werden. Weiterhin ist die zweite Vorgelegewellenachse 5a mit der als Vollwelle ausgebildeten fünften Vorgelegewelle VW4a zur Leistungsverzweigung angeordnet. Weitere Vorgelegewellenachsen sind denkbar.
6 zeigt eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der 1 oder der 2. 7 zeigt eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der 3 oder der 4. 8 zeigt eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der 5.
Die jeweiligen Schaltmatrizen der 6 bis 8 sind im Wesentlichen gleich aufgebaut. Es sind dabei Spalten für verschiedene Gruppen G1, G2 („Gruppe“) in den 7 und 8 und weiter in allen Figuren für die Darstellung des entsprechenden Ganges eingebundenen Radebenen („Stufen“), für den entsprechenden Gang, wobei Vorwärtsgänge mit V1 bis V10 und Rückwärtsgänge mit R1 bis R4 bezeichnet werden, sowie entsprechende Spalten für die Kupplungen K1 und K2 und für die entsprechenden Schaltelemente S1 bis S6 bzw. S1 bis S9 vorgesehen. Die Zeilen geben die jeweiligen betätigten bzw. nicht betätigten Schaltelemente für den jeweiligen Gang wieder.
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 angeschlossenen 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, d* entspricht der sechsten Radstufe VI 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. Beispielhaft sei hier die erste Zeile der Schaltmatrix gemäß 6 beschrieben. Der erste Vorwärtsgang V1 umfasst die Radebenen II und IV und um diesen darzustellen, sind die Kupplung K1 sowie die Schaltelemente S3 und S4 geschlossen und die Kupplung K2 sowie die Schaltelemente S1, S2, S5 und S6 geöffnet.
9 zeigt ein Getriebe gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 9 ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß 1 gezeigt. Weiterhin ist in 9 ein vertikaler Doppelpfeil in Bezug auf die zweite Schalteinrichtung SE2 gezeigt. Dieser Doppelpfeil deutet an, dass die zweite Schalteinrichtung SE2 anstelle auf der Eingangswellenachse 4 nun auch auf der Vorgelegewellenachse 5 angeordnet werden kann. Das Übertragungselement der Rückwärtsgangstufe R und das Übertragungselement der vierten Radebene IV auf der Eingangswellenachse 4 sind dann jeweils im Sinne eines Losrades für die erste Vorgelegewelle VW1 auf der Vorgelegewellenachse 5 ausgebildet. Die entsprechenden Übertragungselemente der Rückwärtsgangstufe R und der vierten Radebene IV auf der Eingangswellenachse 4 sind dann im Sinne von Festrädern für die Abtriebswelle AW ausgebildet.
10 zeigt ein Getriebe gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 10 ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß 1 gezeigt. Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 1 ist beim Getriebe 1 gemäß 10 ein horizontaler Doppelpfeil gezeigt. Dieser deutet an, dass die Rückwärtsgangstufe R und die vierte Radebene IV hinsichtlich ihrer axialen Position im Getriebe 1 vertauscht angeordnet sein können. Dementsprechend werden dann auch die beiden Schaltelemente S3 und S2 hinsichtlich ihrer axialen Position innerhalb der zweiten Schalteinrichtung SE2 vertauscht angeordnet. Der Aufbau des Getriebes 1 ist dann abschnittsweise und im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 1 wie folgt: Vierte Radebene IV, drittes Schaltelement S3, zweites Schaltelement S2 und Rückwärtsgangstufe R auf der Eingangswellenachse 4 und auf der Vorgelegewellenachse 5 vierte Radebene IV und Rückwärtsgangstufe R.
11 zeigt ein Getriebe gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 11 ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß 2 gezeigt. Weiterhin ist in 11 ein vertikaler Doppelpfeil in Bezug auf die zweite Schalteinrichtung SE2 gezeigt. Dieser deutet an, dass die zweite Schalteinrichtung SE2 anstelle auf der Eingangswellenachse 4 auch auf der Vorgelegewellenachse 5 angeordnet sein kann. In diesem Fall ist das Übertragungselement der vierten Radebene IV auf der Eingangswellenachse 4 jetzt im Sinne eines Festrades für die Abtriebswelle AW ausgebildet und im Sinne eines Losrades das entsprechende Übertragungselement auf der Vorgelegewellenachse 5.
12 zeigt ein Getriebe gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 12 ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß 1 gezeigt. Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 1 ist beim Getriebe 1 gemäß 12 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 insbesondere über die erste oder zweite Vorgelegewelle VW1, VW2 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 S6 bzw. S1 bis S9 beim Getriebe 1 gemäß der 1 bis 12 als Koppeleinrichtungen bezeichnet werden und insbesondere als Synchronisierungen ausgebildet sein. Die Schalteinrichtungen SE1 bis SE5 bzw. SE1 bis SE7 bzw. entsprechende Schaltelementbetätigungseinrichtungen für diese können als Doppelsynchronisierungen im Falle zweier Schaltelemente der jeweiligen Schalteinrichtung ausgebildet sein und im Falle von einem Schaltelement als Einfachsynchronisierung. Die Übertragungselemente können insbesondere beim Getriebe 1 gemäß der 1 bis 12 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 I auf der zweiten Eingangswelle EW2 und der ersten Vorgelegewelle VW1 jeweils im Sinne eines Festrades für diese ausgebildet, also fest mit der jeweiligen Welle verbunden. Das Übertragungselement der vierten Radebene IV auf der Eingangswellenachse 4 ist im Sinne eines Losrades für die Abtriebswelle AW ausgebildet, da dieses mittels des dritten Schaltelementes S3 an die als Vollwelle ausgebildete Abtriebswelle AW koppelbar ist.
Die Übertragungselemente können dabei insbesondere in Form von Zahnrädern, vorzugsweise als Stirnräder, ausgebildet sein, so dass die Radebenen I, II, III, IV, V, VI 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, was auf einfache Weise möglich ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass bei insgesamt fünf Radebenen mindestens sechs Vorwärtsgänge und mindestens zwei Rückwärtsgänge und bei Erweiterung mit einer Rangegruppe mindestens zehn Vorwärtsgänge und mindestens vier Rückwärtsgänge zur Verfügung gestellt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass ein fünfter bzw. neunter Gang einen direkten Durchtrieb in Form eines Direktganges ermöglicht. Weiter können 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. Darüber hinaus umfasst es wenig Trennstellen, insbesondere eine auf der Eingangswellenachse und weist keine Windungsgänge auf, was einen guten Wirkungsgrad ermöglicht. Ebenso umfasst das Getriebe insbesondere lediglich konventionelle Schalteinrichtungen, was die Herstellung des Getriebes vereinfacht.
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, R: Radebene
SR: Sonnenrad
PR: Planetenrad
PT: Planeten(rad)träger
HR: Hohlrad
EW1, EW2: Eingangswelle
ZW: Zwischenwelle
SW: Sonnen(rad)welle
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: Schaltelement
SE1, SE2, SE3, SE4, SE5, SE6, SE7: Schalteinrichtung
VW1, VW2, VW3, VW4, VW4a: Vorgelegewelle
ZR: Zwischenrad
AN: Antriebsseite
AB: Abtriebsseite
EM: elektrische Maschine
G: Gehäuse
GP: Planetengetriebe
V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, V10: Vorwärtsgang
R1, R2, R3, R4: Rückwärtsgang

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006054281 A1 [0005]
DE 102010030569 A1 [0032]

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) angeordnet ist, und wobei ein Vorgelege (6) mit zumindest einer Vorgelegewelle (VW1, VW2, VW3) angeordnet ist, wobei die zumindest eine Vorgelegewelle (VW1, VW2, VW3) auf der Vorgelegewellenachse (5) angeordnet ist, und wobei mehrere Schalteinrichtungen (SE1, SE2, SE3, SE4, SE5) angeordnet sind und wobei zumindest eine der Eingangswellen (EW1, EW2) mittels zumindest zweier Radebenen (I, II, III, IV, R) und/oder zumindest einem Schaltelement (S1, S2, S3, S4, S5, S6) einer der Schalteinrichtungen (SE1, SE2, SE3, SE4, SE5) mit der Abtriebswelle (AW) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest N Schalteinrichtungen (SE1, SE2, SE3, SE4, SE5) angeordnet sind, wobei N eine ganze Zahl größer oder gleich Vier ist und dass mindestens vier Radebenen (I, II, III, IV, R) angeordnet sind und wobei mindestens drei der N Schalteinrichtungen (SE3, SE4, SE5) auf der Vorgelegewellenachse (5) und mindestens eine Schalteinrichtung (SE1, SE2) auf der Eingangswellenachse (4) angeordnet sind und dass mindestens eine der N Schalteinrichtungen (SE5), insbesondere auf der Vorgelegewellenachse (5), zwei Schaltelemente (S6, S2) umfasst und mindestens zwei der Schalteinrichtungen (SE3, SE4) auf der Vorgelegewellenachse (5) jeweils nur ein Schaltelement (S4, S5) umfassen und dass von drei Schaltelementen (S4, S5, S6) auf der Vorgelegewellenachse (5) jeweils ein Schaltelement (S4, S5, S6) mit den zwei weiteren der drei Schaltelemente (S5, S6, S4, S6, S4, S5) verbunden ist.
Getriebe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl N, Fünf oder Sieben ist oder Sechs ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Wellen (EW1, EW2) koaxial zueinander angeordnet sind, insbesondere zwei Eingangswellen (EW1, EW2), und/oder zumindest zwei Vorgelegewellen (VW1, VW2; VW1, VW3) und/oder zumindest eine der Wellen (EW1, VW1) des Getriebes (1) als Vollwelle und eine weitere andere Welle (EW2, VW2, VW3) auf derselben Achse (4, 5) als Hohlwelle ausgebildet ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Radebenen (II, III) mittels einer einzelnen Schalteinrichtung (SE4) mit einem Schaltelement (S5) auf der Vorgelegewellenachse (5) miteinander koppelbar sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Radebene (R) als Rückwärtsgangstufe ausgebildet ist.
Getriebe gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwärtsgangstufe (R) mittels einer Schalteinrichtung (SE2, SE5) auf der Eingangswellenachse (4) oder auf der Vorgelegewellenachse (5) betätigbar ist, welche zwei Schaltelemente (S2, S3, S6, S2) umfasst.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 5–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwärtsgangstufe (R) als eine der ersten beiden Radebenen beginnend von der Abtriebsseite (AB) in Richtung der Antriebsseite (AN) des Getriebes (1) angeordnet ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Maschine (EM) an zumindest einem Übertragungselement einer Radebene (I, II, III, IV, R) und/oder an zumindest einer Vorgelegewelle (VW1, VW2, VW3) und/oder an einer Welle auf der Eingangswellenachse (4) zur Hybridisierung des Getriebes (1) angeordnet ist.
Getriebe gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (EM) mit zumindest einer der Radebenen (II, III) auf der Vorgelegewellenachse (5) zusammenwirkt, welche mit einer Vorgelegewelle (VW2, VW3), ausgebildet als Hohlwelle, verbunden ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Radebenen (II, III) eine Schalteinrichtung (SE1, SE4) jeweils auf der Eingangswellenachse (4) und der Vorgelegewellenachse (5) angeordnet ist, wobei diese insbesondere jeweils nur ein Schaltelement (S1, S5) umfasst.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrheit, insbesondere alle Übertragungselemente auf der Eingangswellenachse (4) im Sinne von Festrädern für die jeweilige Welle (EW1, EW2, AW) auf der Eingangswellenachse (4) ausgebildet ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–11, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich ein Schaltelement (S1) auf der Eingangswellenachse (4) angeordnet ist, mittels dessen eine der Eingangswellen (EW1) mit der Abtriebswelle (AW) verbindbar ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Radebenen (I, II), welche mit den Eingangswellen (EW1, EW2) koppelbar und/oder verbunden sind, kleiner ist als die Anzahl der Radebenen (III, IV, R), welche mit weiteren Wellen auf der Eingangswellenachse (4) verbunden und/oder verbindbar sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine, insbesondere zwei Schalteinrichtungen (SE1, SE4) so ausgebildet sind, dass jeweils zwei Wellen gleicher Ausführung auf unterschiedlichen Seiten, ausgehend von der axialen Position der jeweiligen Schalteinrichtung (SE1, SE4) im Getriebe (1), koppelbar sind, insbesondere wobei die zwei Schalteinrichtungen (SE1, SE4) auf unterschiedlichen Achsen (4, 5) angeordnet sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–14, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schalteinrichtungen (SE5, SE3) auf der Vorgelegewellenachse (5), angeordnet sind, welche über Hohlwellen (VW2, VW3) und über eine weitere Schalteinrichtung (SE4) verbindbar sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–15, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der ersten Schalteinrichtung (SE4) drehmomentabwärts der Antriebsseite (AN) auf der Eingangswellenachse (4) eine der Eingangswellen (EW1) mit der Abtriebswelle (AW) verbindbar ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–16, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Schaltelemente auf Eingangswellenachse (4) und Vorgelegewellenachse (5) gleich ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–17, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Radebene (I) als Antriebskonstante und/oder Abtriebskonstante (VI) ausgebildet ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rangegruppe (LPRG, LRRG) drehmomentabwärts der Abtriebswelle (AW) angeordnet ist und mit der als Verbindungswelle (ZW) ausgebildeten Abtriebswelle (AW) verbunden ist, insbesondere wobei die Rangegruppe (LPRG, LRRG) als lastschaltbare Planeten-Rangegruppe (LPRG) und/oder in Form einer lastschaltbaren Radebenen-Rangegruppe (LRRG) ausgebildet ist.
Getriebe gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die lastschaltbare Planeten-Rangegruppe (LPRG) ein Planetengetriebe (GP) aufweist, wobei die Verbindungswelle (ZW) als Sonnenwelle (SW) des Planetengetriebes (GP) und zumindest eine Planetenträgerwelle (PTW2) als Abtriebswelle (AW) des Getriebes (1) ausgebildet ist.
Getriebe gemäß Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, insbesondere zwei Schalteinrichtungen (SE2, SE6, SE6, SE7), wobei zumindest eine Schalteinrichtung (SE7, SE6) zwei Schaltelemente (S8, S9) umfasst, zur Betätigung der Rangegruppe (LPRG, LRRG) angeordnet sind, um zumindest zwei unterschiedliche Übersetzungen (i₁, i₂) bereitzustellen.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 19–21, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Radebene (IV) mittels jeweils einem Schaltelement (S3, S7) sowohl an die Sonnenwelle (SW) als auch an eine Planetenträgerwelle (PTW1, PTW2, AW) koppelbar ist und/oder die Hohlradwelle (HRW) des Planetengetriebes (GP) sowohl an das Gehäuse (G) als auch an die Planetenträgerwelle (PTW2) in Form der Abtriebswelle (AW) koppelbar ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–22, dadurch gekennzeichnet, dass die N Schalteinrichtungen (SE1, SE2, SE3, SE4, SE5) und die zumindest zwei Radebenen (I, II, III, IV, R), insbesondere fünf Radebenen (I, II, III, IV, V, R) umfassend zumindest eine Rückwärtsgangstufe (R) so angeordnet sind, dass mindestens sechs Vorwärtsgänge (V1, V2, V3, V4, V5, V6) und mindestens zwei Rückwärtsgänge (R1, R2) durch das Getriebe (1) darstellbar sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 19–22, dadurch gekennzeichnet, dass die N Schalteinrichtungen (SE1, SE2, SE3, SE4, SE5, SE6, SE7), die zumindest zwei Radebenen (I, II, III, IV, V, VI, R), insbesondere fünf Radebenen (I, II, III, IV, R) umfassend zumindest eine Rückwärtsgangstufe (R) und die Rangegruppe (LRRG, LPRG) so angeordnet sind, dass mindestens zehn Vorwärtsgänge (V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, V10) und mindestens vier Rückwärtsgänge (R1, R2, R3, R4) durch das Getriebe (1) darstellbar sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 19–20 und 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Radebenen-Rangegruppe (LRRG) zumindest zwei Radebenen (V, VI) umfasst, und wobei eine der zumindest zwei Radebenen (V, VI) der Radebenen-Rangegruppe (LRRG) eine gleiche Übersetzung bereitstellt wie eine Radebene (IV), welche nicht der Radebenen-Rangegruppe (LRRG) zugeordnet ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 19–22 und 24–25, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Vorgelegewellenachse (5a) parallel zur Vorgelegewellenachse (5) angeordnet ist und eine Vorgelegewelle (VW4a) ausgebildet als Vollwelle, umfasst.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 19–22 und 24–26, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils Übertragungselemente zumindest einer der Radebenen (V, VI, IV), welche der Radebenen-Rangegruppe (LRRG) zugeordnet sind und welche nicht der Radebenen-Rangegruppe zugeordnet sind, mittels einer einzigen Schalteinrichtung (SE2) an die Verbindungswelle (ZW) koppelbar sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 19–27, dadurch gekennzeichnet, dass die nächstbenachbarte Radebene (IV), welche nicht der Radebenen-Rangegruppe (LRRG) zugeordnet ist, mittels einer Schalteinrichtung (SE6), insbesondere umfassend zwei Schaltelemente (S8, S9), an eine als Vollwelle ausgebildete Vorgelegewelle (VW1) koppelbar ist.
Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personen- oder ein Lastkraftwagen, mit einem Getriebe (1) gemäß einem der Ansprüche 1–28.