DE102015203571A1

DE102015203571A1 - Kupplungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102015203571A1
Application number: DE102015203571.9A
Authority: DE
Inventors: Juri Pawlakowitsch; Felix Merz; Peter Ziemer; Raffael Kuberczyk
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2015-02-27
Publication date: 2016-09-01
Also published as: CN105927675B; CN105927675A; US20160281794A1; US10247251B2

Abstract

Kupplungsvorrichtung (K) mit einer ersten formschlüssigen Kupplung (K0), einer zweiten formschlüssigen Kupplung (K1), einer axial fixierten ersten Welle (W1), einer axial fixierten zweiten Welle (W2), einer Verbindungswelle (WV) und einem Aktuator (AK), wobei die erste Welle (W1), die zweite Welle (W2) und die Verbindungswelle (WV) koaxial zueinander angeordnet sind, wobei durch Schließen der ersten Kupplung (K0) eine drehfeste Verbindung zwischen der ersten Welle (W1) und der Verbindungswelle (WV) herstellbar ist und durch Schließen der zweiten Kupplung (K1) eine drehfeste Verbindung zwischen der Verbindungswelle (WV) und der zweiten Welle (W2) herstellbar ist, wobei der Aktuator (AK) dazu eingerichtet ist, durch axiale Verschiebung der Verbindungswelle (WV) sowohl die erste Kupplung (K0) als auch die zweite Kupplung (K1) zwischen einem eingerückten Zustand und einem ausgerückten Zustand zu schalten, sodass sich je nach axialer Position der Verbindungwelle (WV) verschiedene Schaltzustände der ersten und zweiten Kupplung (K0, K1) ergeben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung mit zumindest zwei formschlüssigen Kupplungen, einer ersten Welle, einer zweiten Welle, einer Verbindungswelle und einem Aktuator.
Formschlüssige Kupplungen, beispielsweise Klauen-Kupplungen sind im Stand der Technik allgemein bekannt, und stellen im geschlossenen Zustand die Verbindung durch Formschluss her. Formschlüssige Kupplungen zeichnen sich im geöffneten Zustand durch geringere Schleppverluste als kraftschlüssige Kupplungen aus, wodurch formschlüssige Kupplungen in Kraftfahrzeuggetrieben vermehrt zum Einsatz kommen.
Das Patent EP 1 628 848 B1 beschreibt eine Vorrichtung mit einer Kupplungsanordnung für einen Hybridantrieb eines Fahrzeugs, wobei die Kupplungsanordnung eine Abtriebswelle eines ersten Elektromotors mit der Abtriebswelle eines Motors und mit der Abtriebswelle eines zweiten Elektromotors verbindet. Die Kupplungsanordnung umfasst dazu eine bewegliche Scheibe die mit der Abtriebswelle des ersten Elektromotors verbunden ist. Ein Betätigungsmechanismus kann die bewegliche Scheibe zwischen drei verschiedenen Positionen bewegen, wodurch die Abtriebswelle des ersten Elektromotors entweder mit der Abtriebswelle des Motors, oder mit der Abtriebswelle des zweiten Elektromotors verbindbar ist, oder in eine Freilauf-Position bringbar ist. Die Kupplungsanordnung kann aus einer Klauenkupplung bestehen.
Die Patentanmeldung DE 10 2006 055 541 A1 beschreibt ein Hybridantriebssystem für ein Fahrzeug, wobei zwischen einem Verbrennungsmotor und einer Elektromaschine eine erste Kupplung nach Art einer Formschlusskupplung angeordnet ist. Die Formschlusskupplung ist als Schiebemuffensystem ausgebildet, wobei eine erste Schiebemuffe mit einem dem Verbrennungsmotor zugeordneten Bauteil in Eingriff bringbar ist, und eine zweite Schiebemuffe mit einem Rotorabschnitt der Elektromaschine in Eingriff bringbar ist. Zwischen der Elektromaschine und einem Getriebe ist eine zweite Kupplung angeordnet, welche als konventionell ausgeführte Anfahr- und Trennkupplung ausgebildet ist.
Die Patentanmeldung WO 2013/183164 A1 beschreibt eine Kontrolleinrichtung für ein Hybridfahrzeug, bei dem ein Fahrmodus mit Hilfe einer Klauenkupplung anwählbar ist. Die Klauenkupplung umfasst einen ersten Wirkabschnitt, der einer ersten Elektromaschine zugeordnet ist, und einen zweiten Wirkabschnitt, der einem Hohlrad zugeordnet ist. Die Klauenkupplung weist dabei insgesamt drei Wirkpositionen auf, die unterschiedliche Verbindungen bewirken.
Die im Stand der Technik bekannten Lösungen ermöglichen jedoch nur eine Auswahl an möglichen Antriebsstrang-Funktionen oder erfordern eine zusätzliche Aktuatorik zur Betätigung einer zweiten Kupplung. Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Kupplungsvorrichtung bereitzustellen, welche sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet und gleichzeitig eine Vielzahl von Verbindungsvarianten ermöglicht. Die Kupplungsvorrichtung soll für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet sein, beispielweise für den Einsatz im Antriebsstrang eines Hybridfahrzeuges, oder allgemein als Kupplung innerhalb eines Getriebes.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie aus den Figuren.
Die Kupplungsvorrichtung umfasst eine erste formschlüssige Kupplung, eine zweite formschlüssige Kupplung, eine axial fixierte erste Welle, eine axial fixierte zweite Welle, eine Verbindungswelle und einen Aktuator. Erste Welle, zweite Welle und Verbindungswelle sind koaxial zueinander angeordnet, und sind dazu eingerichtet sich um dieselbe Drehachse zu drehen. Ein fertigungsbedingter Achsversatz bleibt dabei außer Betracht.
Durch Schließen der ersten formschlüssigen Kupplung wird eine drehfeste Verbindung zwischen der ersten Welle und der Verbindungswelle hergestellt. Durch Schließen der zweiten formschlüssigen Kupplung wird eine drehfeste Verbindung zwischen der Verbindungswelle und der zweiten Welle hergestellt. Der Aktuator ist dazu eingerichtet, durch axiale Verschiebung der Verbindungswelle sowohl die erste als auch die zweite formschlüssige Kupplung zwischen einem eingerückten Zustand und einem ausgerückten Zustand zu schalten. Im eingerückten Zustand wird eine drehfeste Verbindung zwischen den beteiligten Wellen hergestellt. Im ausgerückten Zustand können sich die Drehzahlen der beteiligten Wellen unterscheiden. In einer ersten axialen Position der Verbindungswelle befindet sich die erste Kupplung im eingerückten Zustand, während sich die zweite Kupplung im ausgerückten Zustand befindet. In einer zweiten axialen Position der Verbindungswelle befindet sich sowohl die erste als auch die zweite Kupplung im ausgerückten Zustand. In einer dritten axialen Position der Verbindungswelle befindet sich die erste Kupplung im ausgerückten Zustand, während sich die zweite Kupplung im eingerückten Zustand befindet.
Erfindungsgemäß befindet sich in einer vierten axialen Position der Verbindungswelle sowohl die erste Kupplung als auch die zweite Kupplung im eingerückten Zustand, wobei durch axiale Verschiebung der Verbindungswelle folgende Reihenfolgen der axialen Positionen der Verbindungswelle erzielbar sind:

– vierte axiale Position, erste axiale Position, zweite axiale Position, dritte axiale Position; oder
– erste axiale Position, zweite axiale Position, dritte axiale Position, vierte axiale Position.

Bei Anwendung der Kupplungsvorrichtung im Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs, bei dem durch die erste Kupplung beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine mit einer elektrischen Maschine verbindbar ist und durch die zweite Kupplung die elektrische Maschine mit einem Getriebe verbindbar ist, können derart mit nur einem Aktuator verschiedene Betriebsmodi ermöglicht werden, welche nachfolgend beschrieben sind. Der Rotor der elektrischen Maschine ist dabei drehfest mit der Verbindungswelle verbunden. Selbstverständlich kann der Rotor dabei axial lagefixiert sein, wobei die axiale Beweglichkeit durch eine leichtgängige Mitnahmeverzahnung zwischen der Verbindungswelle und einer mit dem Rotor verbundenen Welle realisiert sein könnte.
Bei geschlossener erster Kupplung und geöffneter zweiter Kupplung ist ein Laden eines Energiespeichers durch Betrieb der Verbrennungskraftmaschine und durch generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine bei Stillstand des Fahrzeugs möglich. Weist das Getriebe eine weitere elektrische Maschine auf, kann dabei auch ein serieller Hybridbetrieb erfolgen. Die Verbrennungskraftmaschine kann durch die elektrische Maschine während des Fahrbetriebs gestartet werden, ohne auf den Abtrieb rückzuwirken. Bei geöffneter erster Kupplung und geschlossener zweiter Kupplung kann ein Gangwechsel des Getriebes von der elektrischen Maschine unterstützt, bzw. je nach Ausgestaltung des Getriebes auch erst ermöglicht werden, da das träge Antriebsaggregat nicht mehr wirksam an den Antriebsstrang gekoppelt ist. Zudem ist ein rein elektrischer Fahrbetrieb in verschiedenen Gängen des Getriebes möglich, bei dem die mit der Verbindungswelle verbundene elektrische Maschine das Fahrzeug antreibt. Bei geschlossener erster und zweiter Kupplung wirkt die Verbrennungskraftmaschine direkt auf das Getriebe. Damit werden ein rein verbrennungsmotorischer Betrieb sowie ein Parallel-Hybridbetrieb ermöglicht.
Soll zwischen dem verbrennungsmotorischen Betrieb oder Parallel-Hybridbetrieb in den elektrischen Fahrbetrieb gewechselt werden, so muss die Verbindungswelle von der vierten axialen Position in die dritte axiale Position verschoben werden. Dies ist bei einer der erfindungsgemäßen Reihenfolgen unmittelbar und ohne Zwischenposition möglich. Diese Reihenfolge der axialen Positionen der Zwischenwelle ist daher besonders für Hybridfahrzeuge geeignet, die einen hohen verbrennungsmotorischen und Parallel-Hybrid-Betriebsanteil aufweisen und regelmäßig den elektrischen Fahrbetrieb nutzen, beispielsweise sogenannte Plug-In-Hybridfahrzeuge.
Weist das Hybridfahrzeug eine Architektur auf, in der regelmäßig zwischen einem seriellen Hybridbetrieb und einem parallelen Hybridbetrieb gewechselt wird, so ist die andere erfindungsgemäße Reihenfolge der axialen Positionen der Verbindungswelle von Vorteil. Bei einem Wechsel zwischen diesen Betriebsmodi muss die Verbindungswelle von der vierten axialen Position in die erste axiale Position verschoben werden.
Vorzugsweise ist an der ersten Welle eine erste Klauenverzahnung angeordnet. Die erste Klauenverzahnung ist dabei vorzugsweise an dem freien Ende der ersten Welle ausgebildet, welches der zweiten Welle zugewandt ist. An der zweiten Welle ist eine zweite Klauenverzahnung angeordnet. Die zweite Klauenverzahnung ist vorzugsweise an dem freien Ende der zweiten Welle ausgebildet, welches der ersten Welle zugewandt ist. An der Verbindungswelle ist eine dritte Klauenverzahnung ausgebildet. In der ersten axialen Position der Verbindungswelle ist die dritte Klauenverzahnung nur mit der ersten Klauenverzahnung in Eingriff. In der zweiten axialen Position der Verbindungswelle ist die dritte Klauenverzahnung weder mit der ersten noch mit der zweiten Klauenverzahnung in Eingriff. In der dritten axialen Position der Verbindungswelle ist die dritte Klauenverzahnung nur mit der zweiten Klauenverzahnung in Eingriff. In der vierten axialen Position der Verbindungswelle ist die dritte Klauenverzahnung sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten Klauenverzahnung in Eingriff.
Vorzugsweise sind die erste und zweite Klauenverzahnung als Außenverzahnungen ausgebildet, während die dritte Klauenverzahnung als Innenverzahnung ausgebildet ist. Die Verbindungswelle ist demnach als Hohlwelle ausgebildet, und umgreift abhängig von der axialen Position der Verbindungswelle zumindest Abschnitte der ersten Welle und/oder der zweiten Welle. Dadurch ergibt sich eine gute Zugänglichkeit zur Verbindungswelle, wodurch die Anbindung des Aktuators an die Verbindungswelle erleichtert wird. Selbstverständlich könnten die erste und zweite Klauenverzahnung als Innenverzahnung ausgebildet sein, während die dritte Klauenverzahnung als Außenverzahnung ausgebildet ist. Die Verbindungswelle wäre in diesem Fall innerhalb der als Hohlwellen ausgebildeten ersten und zweiten Welle angeordnet.
Vorzugsweise weist die dritte Klauenverzahnung zumindest eine sich axial erstreckende Lücke in der Verzahnung auf. Zumindest in der zweiten axialen Position der Verbindungswelle befindet sich die erste und zweite Klauenverzahnung räumlich in dieser zumindest einen Lücke, wodurch die erste und zweite Klauenverzahnung in dieser axialen Position der Verbindungswelle mit der dritten Klauenverzahnung nicht in Eingriff stehen. Durch Varianz der Anordnung der zumindest einen Lücke kann die Abfolge der verschiedenen axialen Position und deren Wirkungen verändert werden. Auf diese Weise können verschiedene Varianten der Verbindungswelle mit geringem Fertigungsaufwand hergestellt werden
Gemäß einer Ausgestaltung befindet sich in einer fünften axialen Position der Verbindungswelle sowohl die erste Kupplung als auch die zweite Kupplung im eingerückten Zustand, indem die dritte Klauenverzahnung mit der ersten und zweiten Klauenverzahnung in Eingriff steht. Durch axiale Verschiebung der Verbindungswelle ist dabei folgende Reihenfolge der axialen Positionen der Verbindungswelle erzielbar: vierte axiale Position, erste axiale Position, zweite axiale Position, dritte axiale Position, fünfte axiale Position. Der Schaltzustand der ersten und zweiten Kupplung in der fünften axialen Position entspricht dabei dem Schaltzustand in der vierten axialen Position, aber diese Position wird an einer anderen Stelle in der Reihenfolge der axialen Positionen erzielt. Durch diese Ausgestaltung wird bei Verwendung der Kupplungsvorrichtung im Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs die Flexibilität beim Wechsel zwischen den Betriebsmodi weiter vergrößert. Denn nun ist ein direkter Umschaltvorgang zwischen einem Schaltzustand, in dem nur eine der ersten und zweiten Kupplung geschlossen ist, und einem anderen Schaltzustand möglich, in dem sowohl die erste als auch die zweite Kupplung geschlossen sind. Unter einem direkten Umschaltvorgang wird dabei ein Umschaltvorgang verstanden, bei dem der Schaltzustandswechsel ohne einen Zwischen-Schaltzustand herstellbar ist.
Vorzugsweise ist die Verbindungswelle über eine dritte formschlüssige Kupplung mit einer axial fixierten dritten Welle drehfest verbindbar. An der Verbindungswelle ist dazu eine vierte Klauenverzahnung ausgebildet, und an der dritten Welle ist eine fünfte Klauenverzahnung ausgebildet. In der ersten bis vierten, und gegebenenfalls fünften axialen Position der Verbindungswelle steht die vierte Klauenverzahnung mit der fünften Klauenverzahnung in Eingriff, wobei in einer sechsten axialen Position der Verbindungswelle die vierte und fünfte Klauenverzahnung nicht in Eingriff stehen. In anderen Worten ist die dritte Kupplung in der ersten bis vierten, bzw. fünften axialen Position der Verbindungswelle eingerückt, und nur in der sechsten axialen Position der Verbindungswelle ausgerückt. Auf diese Weise wird bei Verwendung der Kupplungsvorrichtung im Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs die Anzahl der Betriebsmodi weiter vergrößert, wenn der Rotor der elektrischen Maschine anstatt mit der Verbindungswelle mit der dritten Welle ständig drehfest verbunden ist. Durch Anwählen der sechsten axialen Position der Verbindungswelle wird die elektrische Maschine vom übrigen Antriebsstrang abgekoppelt. Dadurch kann beispielsweise im verbrennungsmotorischen Betrieb das Schleppmoment der elektrischen Maschine vom Antriebsstrang entkoppelt werden, wodurch der Wirkungsgrad des Antriebsstrangs verbessert wird. Ist die elektrische Maschine als eine permanent-erregte Synchronmaschine ausgebildet, so wirkt durch die Entkoppelung auch das Rastmoment nicht auf den Antriebsstrang. Die elektrische Maschine kann auch auf eine kleinere Maximal-Drehzahl hin ausgelegt werden, welche geringer ist als die maximal auftretende Drehzahl der Verbindungswelle. Dies verringert die Herstellungskosten der elektrischen Maschine.
Vorzugsweise ist die sechste axiale Position der Verbindungswelle in einer der folgenden Abfolgen der axialen Positionen der Verbindungswelle angeordnet:

– sechste axiale Position, vierte axiale Position, erste axiale Position, zweite axiale Position, dritte axiale Position, oder
– erste axiale Position, zweite axiale Position, dritte axiale Position, vierte axiale Position, sechste axiale Position, oder
– fünfte axiale Position, erste axiale Position, zweite axiale Position, dritte axiale Position, vierte axiale Position, sechste axiale Position, oder
– sechste axiale Position, fünfte axiale Position, erste axiale Position, zweite axiale Position, dritte axiale Position, vierte axiale Position.

Die sechste axiale Position ist somit stets ausgehend von einer Schaltstellung auswählbar, in der sowohl die erste als auch die zweite Kupplung geschlossen sind.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung steht die vierte Klauenverzahnung mit der fünften Klauenverzahnung in einer siebenten axialen Position der Verbindungswelle ebenfalls nicht in Eingriff, wobei die siebente axiale Position der Verbindungswelle an folgender Stelle in der Reihenfolge der axialen Positionen der Verbindungswelle angeordnet ist: siebente axiale Position, fünfte axiale Position, erste axiale Position, zweite axiale Position, dritte axiale Position, vierte axiale Position, sechste axiale Position. Damit wird die Flexibilität der zur Verfügung stehenden Betriebsmodi des Hybridantriebsstrangs weiter erhöht, da ausgehend von beiden axialen Positionen der Verbindungswelle, in denen die erste und die zweite Kupplung geschlossen sind, die elektrische Maschine abgekoppelt werden kann.
Vorzugsweise ist die Verbindungswelle als Hohlwelle ausgeführt, wobei die dritte Klauenverzahnung als Innenverzahnung ausgebildet ist, und die vierte Klauenverzahnung als Außenverzahnung ausgebildet ist. Die Verbindungswelle ist demnach als Hohlwelle ausgebildet, und umgreift abhängig von der axialen Position der Verbindungswelle zumindest Abschnitte der ersten Welle und/oder der zweiten Welle. Dadurch ergibt sich eine gute Zugänglichkeit zur Verbindungswelle, wodurch die Anbindung des Aktuators an die Verbindungswelle erleichtert wird.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind zwischen der dritten Welle und der Verbindungswelle Gleitlager angeordnet. Dadurch kann sich die dritte Welle in radialer Richtung an der Verbindungswelle abstützen, wodurch eine separate Lagerung entfällt.
Vorzugsweise ist der Aktuator durch eine elektromechanische Vorrichtung gebildet. Dies kann beispielsweise ein elektrischer Motor sein, dessen Drehbewegung mittels eines geeigneten Getriebes in eine axiale Bewegung gewandelt wird. Dabei wird vorzugsweise ein selbsthemmendes Getriebe verwendet, beispielsweise ein Spindelgetriebe. Bei geeigneter Konstruktion könnte die aktuell angewählte axiale Position der Verbindungswelle durch die Selbsthemmung arretiert werden. Die elektromechanische Vorrichtung kann auch durch einen federbelasteten Anker zusammen mit einer Spule realisiert sein, wobei auch geeignete Arretierungsmechanismen verwendet werden könnten. In alternativen Ausführungsformen kann der Aktuator auch durch eine oder mehrere elektromagnetische, hydraulische oder auch pneumatische Vorrichtungen ausgebildet sein.
Vorzugsweise wird die axiale Bewegung des Aktuators auf die Verbindungswelle mittels einer Schaltstange und einer Schaltgabel, oder alternativ dazu mittels einer Schaltwalze und einer Schaltgabel übertragen. Dadurch kann auf einfache Weise ein Drehzahlunterschied zwischen der Verbindungswelle und der Aktuatorik kompensiert werden.
Die Erfindung betrifft auch einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung und einer elektrischen Maschine mit einem drehfesten Stator und einem drehbar gelagerten Rotor. Dazu ist die erste Welle der Kupplungsvorrichtung über einen Torsionsschwingungsdämpfer drehelastisch mit einem Antriebsaggregat verbunden, welches beispielsweise durch eine Verbrennungskraftmaschine gebildet ist. Die zweite Welle der Kupplungsanordnung ist mit einer Welle eines Getriebes drehfest oder drehelastisch verbunden, welche eine Schnittstelle zu einem Übersetzungswechsel-Abschnitt des Getriebes bildet, insbesondere mit einer Eingangswelle des Getriebes. Der Rotor der elektrischen Maschine ist mit der Verbindungswelle oder mit der dritten Welle ständig drehfest verbunden. Dadurch wird ein Antriebsstrang bereitgestellt, welcher sich insbesondere durch seine Variabilität der Betriebsmodi auszeichnet. Durch die formschlüssigen Kupplungen weist der Antriebsstrang zudem einen guten mechanischen Wirkungsgrad auf. Dies ist vor Allem bei der Anwendung im Kraftfahrzeug von Vorteil. Durch den einzigen erforderlichen Aktuator für die erste, zweite und gegebenenfalls dritte Kupplung ist der Antriebsstrang kostengünstig in der Herstellung. Vorzugsweise ist die Kupplungsvorrichtung Bestandteil des Getriebes, und ist folglich in das Getriebe integriert.
Die Erfindung betrifft auch ein Getriebe mit einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung. Gemäß einer Ausgestaltung weist der Übersetzungswechsel-Abschnitt des Getriebes eine Mehrzahl von Schaltelementen auf, deren selektives Betätigen eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen zwei Wellen des Getriebes bewirkt. Der Aktuator, der zur Betätigung der ersten zweiten und gegebenenfalls dritten Kupplung vorgesehen ist, steht dabei mit der Aktuatorik zur Betätigung der Schaltelemente des Übersetzungswechsel-Abschnitts in Wirkverbindung. Diese Aktuatorik kann auch nur einzelne, oder sogar nur ein einziges der Schaltelemente des Übersetzungswechsel-Abschnitts betätigen. Dadurch können Synergieeffekte der beiden Aktuatorik-Systeme genutzt werden.
Die gegenständliche Kupplungsvorrichtung ist nicht auf die Anwendung im Antriebsstrang zwischen dem Verbrennungsmotor, der elektrischen Maschine und dem Getriebe beschränkt. Die Kupplungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann allgemein dort eingesetzt werden, wo zwei oder drei Wellen in einer definierten Reihenfolge einzeln oder zusammen in der beschriebenen Abfolge der axialen Positionen der Verbindungswelle miteinander verbindbar sein sollen. Die Kupplungsvorrichtung kann insbesondere in einem Getriebe für ein Kraftfahrzeug verwendet werden, wobei die erste Welle mit einer ersten Getriebewelle, die zweite Welle mit einer zweiten Getriebewelle, und die Verbindungswelle mit einer dritten Getriebewelle drehfest verbunden ist. Vor allem bei planetenradsatzbasierenden Automatikgetrieben kann der Fall auftreten, dass die drei Getriebewellen in der oben beschriebenen Weise einzeln oder zusammen verbindbar sein sollen. Durch die gegenständliche Kupplungsvorrichtung kann diese Anforderung auf engstem Bauraum durch einen einzigen Aktuator umgesetzt sein, wodurch der Bauraumbedarf eines solchen Getriebes reduzierbar ist. Alternativ ist auch eine Anordnung denkbar, bei der die dritte Getriebewelle anstatt mit der Verbindungswelle mit der dritten Welle der Kupplungsvorrichtung drehfest verbunden ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.
1 zeigt schematisch eine Kupplungsvorrichtung in vier verschiedenen Positionen gemäß einer ersten Reihenfolge.
2 zeigt schematisch eine Kupplungsvorrichtung in vier verschiedenen Positionen gemäß einer zweiten Reihenfolge.
3 zeigt schematisch eine Kupplungsvorrichtung einer zweiten Ausgestaltung in drei verschiedenen Positionen gemäß einer ersten Reihenfolge.
4 zeigt schematisch eine Kupplungsvorrichtung einer zweiten Ausgestaltung in drei verschiedenen Positionen gemäß einer zweiten Reihenfolge.
5 zeigt schematisch eine Kupplungsvorrichtung einer dritten Ausgestaltung.
6 zeigt einen Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform.
7 zeigt einen Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs gemäß einer zweiten Ausführungsform.
8 zeigt einen Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs gemäß einer dritten Ausführungsform.
9 zeigt eine Schnittdarstellung eines Automatikgetriebes für ein Kraftfahrzeug.
1 zeigt schematisch eine Kupplungsvorrichtung K in vier verschiedenen Positionen gemäß einer ersten Reihenfolge. Die Kupplungsvorrichtung K weist eine erste Welle W1, eine zweite Welle W2, eine Verbindungswelle WV und einen Aktuator AK auf. Erste Welle W1, zweite Welle W2 und Verbindungswelle WV sind koaxial zueinander angeordnet. Am Außendurchmesser der ersten Welle W1 ist eine erste Klauenverzahnung Z0 als Außenverzahnung ausgebildet. Am Außendurchmesser der zweiten Welle W2 ist eine zweite Klauenverzahnung Z1 als Außenverzahnung ausgebildet. An einem Innendurchmesser der Verbindungswelle WV ist eine dritte Klauenverzahnung Z01 als Innenverzahnung ausgebildet. Die dritte Klauenverzahnung Z01 weist eine Lücke L auf. In der Lücke L ist die dritte Klauenverzahnung Z01 unterbrochen.
Die erste Klauenverzahnung Z0 und die dritte Klauenverzahnung Z01 bilden zusammen eine erste formschlüssige Kupplung K0. Die zweite Klauenverzahnung Z1 und die dritte Klauenverzahnung Z01 bilden zusammen eine zweite formschlüssige Kupplung K1. Die beiden Kupplungen K0, K1 weisen demnach ein gemeinsames Element auf, konkret die Verbindungswelle WV mit der daran ausgebildeten dritten Klauenverzahnung Z01.
Der Aktuator AK ist dazu eingerichtet, die Verbindungswelle WV in axialer Richtung zu verschieben, und derart verschiedene Schaltzustände der ersten und zweiten Kupplung K0, K1 herzustellen. Der Aktuator AK und dessen Anbindung an die Verbindungswelle WV sind in der Figur lediglich angedeutet. Der Aktuator AK könnte beispielsweise als ein elektromechanischer Aktuator ausgebildet sein, welcher eine Drehbewegung einer Elektromotors beispielsweise mittels eines Spindelgetriebes in eine axiale Bewegung umsetzt. Die Anbindung des Aktuators AK an die Verbindungswelle WV könnte eine Schaltgabel umfassen, um einen Drehzahlunterscheid zwischen dem Aktuator AK und der Verbindungswelle WV auszugleichen. Der Fachmann wird bei Bedarf geeignete Lösungen einsetzen.
In 1 ist die Kupplungsvorrichtung K in vier verschiedenen axialen Positionen der Verbindungswelle WV dargestellt. Zur besseren Übersichtlichkeit werden die axialen Positionen der Verbindungswelle WV nachfolgend beschrieben, wobei die Nomenklatur in der gegenständlichen Anmeldung beibehalten wird.
In einer ersten axialen Position der Verbindungwelle WV befindet sich die erste Kupplung K0 im eingerückten Zustand, und die zweite Kupplung K1 befindet sich im ausgerückten Zustand. In einer zweiten axialen Position der Verbindungwelle WV befinden sich sowohl die erste Kupplung K0 als auch die zweite Kupplung K1 im ausgerückten Zustand. In einer dritten axialen Position der Verbindungwelle WV befindet sich die erste Kupplung K0 im ausgerückten Zustand, und die zweite Kupplung K1 befindet sich im eingerückten Zustand. In einer vierten axialen Position der Verbindungwelle WV befinden sich sowohl die erste Kupplung K0 als auch die zweite Kupplung K1 im eingerückten Zustand.
1a zeigt die Kupplungsvorrichtung K in der vierten axialen Position der Verbindungwelle WV. In dieser vierten Position der Verbindungwelle WV überdeckt sich die erste Klauenverzahnung Z0 mit der dritten Klauenverzahnung Z01, und die zweite Klauenverzahnung Z1 überdeckt sich mit der dritten Klauenverzahnung Z01. Erste und zweite Kupplung K0, K1 befinden sich somit im eingerückten Zustand. Durch die Überdeckung wird eine drehfeste Verbindung zwischen der ersten Welle W1, der Verbindungswelle WV und der zweiten Welle W2 hergestellt.
1b zeigt die Kupplungsvorrichtung K in der ersten axialen Position der Verbindungwelle WV. Die erste axiale Position der Verbindungswelle WV wird durch axiale Verschiebung der Verbindungswelle WV mittels des Aktuators AK aus der vierten axialen Position erreicht. In der ersten axialen Position der Verbindungswelle WV ist lediglich die erste Klauenverzahnung Z0 in Überdeckung mit der dritten Klauenverzahnung Z01, wodurch sich die erste Kupplung K0 im eingerückten Zustand befindet. Die zweite Klauenverzahnung Z1 ist nicht im Eingriff mit der dritten Klauenverzahnung Z01, da sich die zweite Klauenverzahnung Z1 räumlich innerhalb der Lücke L der dritten Klauenverzahnung Z01 befindet.
1c zeigt die Kupplungsvorrichtung K in der zweiten axialen Position der Verbindungswelle WV. Die zweite axiale Position der Verbindungswelle WV wird durch axiale Verschiebung der Verbindungswelle WV mittels des Aktuators AK aus der ersten axialen Position erreicht. In der zweiten axialen Position der Verbindungswelle WV befinden sich sowohl die erste Klauenverzahnung Z0 als auch die zweite Klauenverzahnung Z1 räumlich in der Lücke L der dritten Klauenverzahnung Z01. Dadurch stehen die erste und zweite Klauenverzahnung Z0, Z1 mit der dritten Klauenverzahnung Z01 nicht im Eingriff. Die erste und zweite Kupplung K0, K1 befinden sich somit im ausgerückten Zustand.
1d zeigt die Kupplungsvorrichtung K in der dritten axialen Position der Verbindungswelle WV. Die dritte axiale Position der Verbindungswelle WV wird durch axiale Verschiebung der Verbindungswelle WV mittels des Aktuators AK aus der zweiten axialen Position erreicht. In der dritten axialen Position der Verbindungswelle WV befindet sich die erste Klauenverzahnung Z0 räumlich weiterhin innerhalb der Lücke L der dritten Klauenverzahnung Z01, und steht daher nicht in Eingriff. Die zweite Klauenverzahnung Z1 befindet sich wieder im Eingriff mit der dritten Klauenverzahnung Z01, wodurch sich die zweite Kupplung K1 im eingerückten Zustand befindet.
Gemäß der in 1 dargestellten Ausbildung der Kupplungsvorrichtung K ist durch axiale Verschiebung der Verbindungswelle WV folgende Reihenfolge der axialen Position der Verbindungswelle WV erzielbar: vierte axiale Position, erste axiale Position, zweite axiale Position, dritte axiale Position.
2 zeigt schematisch die Kupplungsvorrichtung K in vier verschiedenen Positionen gemäß einer zweiten Reihenfolge. 2a zeigt die Kupplungsvorrichtung K in der ersten axialen Position der Verbindungswelle WV, und entspricht der Darstellung in 1b. 2b zeigt die Kupplungsvorrichtung K in der zweiten axialen Position der Verbindungswelle WV, und entspricht der Darstellung in 1c. 2c zeigt die Kupplungsvorrichtung K in der dritten axialen Position der Verbindungswelle WV, und entspricht der Darstellung in 1d. 2d zeigt die Kupplungsvorrichtung K in der vierten axialen Position der Verbindungswelle WV, wobei die vierte axiale Position durch eine andere absolute axiale Position der Verbindungswelle WV erreicht wird als in der Darstellung in 1a. Die vierte axiale Position der Verbindungswelle WV wird durch axiale Verschiebung der Verbindungswelle WV mittels des Aktuators AK ausgehend von der dritten axialen Position erreicht.
Ausgehend von der in 1d dargestellten dritten axialen Position der Verbindungswelle WV könnte durch weitere axiale Verschiebung der Verbindungswelle WV auch eine fünfte axiale Position der Verbindungswelle WV erreicht werden, in der sich sowohl die erste Kupplung K0 als auch die zweite Kupplung K1 im eingerückten Zustand befinden. Dieser Zustand der Kupplungsvorrichtung K ist in 2d dargestellt.
Ausgehend von der in 2a dargestellten ersten Position der Verbindungswelle WV könnte durch weitere axiale Verschiebung der Verbindungwelle WV die fünfte axiale Position der Verbindungswelle WV gem. der Darstellung in 1a erreicht werden. Derart würden sich in der jeweils äußersten Position der Verbindungswelle WV sowohl die erste Kupplung K0 als auch die zweite Kupplung K1 im eingerückten Zustand befinden.
3 zeigt schematisch eine Kupplungsvorrichtung K einer zweiten Ausgestaltung in drei verschiedenen Positionen gemäß einer ersten Reihenfolge. Die Kupplungsvorrichtung K gemäß der zweiten Ausgestaltung weist eine dritte formschlüssige Kupplung K2 auf, welche dazu eingerichtet ist eine drehfeste Verbindung zwischen der Verbindungswelle WV und einer dritten Welle W3 herzustellen. Dazu ist am Außendurchmesser der Verbindungswelle WV eine vierte Klauenverzahnung Z2-1 ausgebildet, und an einem Innendurchmesser der dritten Welle W3 ist eine fünfte Klauenverzahnung Z2-2 ausgebildet. Zwischen der Verbindungswelle WV und der dritten Welle W3 sind Gleitlager GL angeordnet. Die Gleitlager GL ermöglichen eine radiale Abstützung der dritten Welle W3 an der Verbindungswelle WV, wobei die axiale Verschiebbarkeit der Verbindungswelle WV zur dritten Welle W3 gewährleistet bleibt.
3a zeigt die Kupplungsvorrichtung K gemäß der zweiten Ausgestaltung in der dritten axialen Position der Verbindungwelle WV. In der dritten axialen Position der Verbindungswelle WV befindet sich die erste Klauenverzahnung Z0 räumlich innerhalb der Lücke L der dritten Klauenverzahnung Z01, und steht daher nicht in Eingriff. Die zweite Klauenverzahnung Z1 befindet sich im Eingriff mit der dritten Klauenverzahnung Z01, wodurch sich die zweite Kupplung K1 im eingerückten Zustand befindet. Die vierte Klauenverzahnung Z2-1 befindet sich im Eingriff mit der fünften Klauenverzahnung Z2-2, wodurch sich die dritte Kupplung K2 im eingerückten Zustand befindet. 3b zeigt die Kupplungsvorrichtung K gemäß der zweiten Ausgestaltung in der vierten axialen Position der Verbindungwelle WV, wobei sich die die dritte Kupplung K2 weiterhin im eingerückten Zustand befindet. 3c zeigt die Kupplungsvorrichtung K gemäß der zweiten Ausgestaltung in einer sechsten axialen Position der Verbindungwelle WV. In dieser sechsten axialen Position befindet sich die dritte Kupplung K2 im ausgerückten Zustand. Es besteht daher keine drehfeste Verbindung zwischen der Verbindungswelle WV und der dritten Welle W3. Die erste und zweite axiale Position der Verbindungswelle WV und gegebenenfalls die fünfte axiale Position wären ebenfalls anwählbar, der Übersichtlichkeit halber sind diese Positionen jedoch nicht bildlich dargestellt.
4 zeigt schematisch eine Kupplungsvorrichtung K der zweiten Ausgestaltung in drei verschiedenen Positionen gemäß einer zweiten Reihenfolge. 4a zeigt die Kupplungsvorrichtung K in der sechsten axialen Position der Verbindungswelle WV. Die dritte Kupplung K2 befindet sich im ausgerückten Zustand. In 4b befindet sich die Verbindungswelle WV in ihrer vierten axialen Position. Die dritte Kupplung K2 befindet sich im eingerückten Zustand. Durch weitere Verschiebung der Verbindungswelle WV durch den Aktuator AK wird die Verbindungswelle WV in ihre erste axiale Position gebracht, welche in 4c dargestellt ist. Die dritte Kupplung K2 befindet sich weiterhin im eingerückten Zustand. Die zweite und dritte axiale Position der Verbindungswelle WV und gegebenenfalls die fünfte axiale Position wären ebenfalls anwählbar, der Übersichtlichkeit halber sind diese Positionen jedoch nicht bildlich dargestellt.
5 zeigt schematisch eine Kupplungsvorrichtung K einer dritten Ausgestaltung. In dieser dritten Ausgestaltung ist eine siebente axiale Position der Verbindungswelle WV anwählbar, in der sich die dritte Kupplung K2 im ausgerückten Zustand befindet.
6 zeigt einen Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform. Ein Antriebsaggregat VKM, welches beispielhaft als Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist, ist über einen Torsionsschwingungsdämpfer TS mit der ersten Welle W1 der Kupplungsvorrichtung K verbunden. Der Antriebsstrang weist eine elektrische Maschine EM mit einem drehfesten Stator S und einem drehbaren Rotor R auf, welcher mit der Verbindungswelle WV ständig drehfest verbunden ist. Der Rotor R ist dabei vorzugweise axial lagefixiert. Die axiale Verschiebbarkeit ist beispielsweise durch eine nicht dargestellte Mitnahmeverzahnung realisiert. Die zweite Welle W2 der Kupplungsvorrichtung K ist mit einer Eingangswelle eines Getriebes G verbunden, welche eine Schnittstelle zu einem Übersetzungswechsel-Abschnitt GT des Getriebes G bildet. Eine Ausgangswelle des Getriebes G ist mit einem Achsgetriebe AG verbunden, welches die Antriebsleistung auf Räder DW des Hybridfahrzeugs verteilt. Der Übersetzungswechsel-Abschnitt GT weist eine Vielzahl von Schaltelementen auf, von denen zumindest einzelne durch eine Aktuatorik AK-GT betätigt werden.
7 zeigt einen Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs gemäß einer zweiten Ausführungsform. Darin ist die Kupplungsvorrichtung K als Bestandteil des Getriebes G ausgebildet. Der Aktuator der Kupplungsvorrichtung K und die Aktuatorik AK-GT der Schaltelemente des Übersetzungswechsel-Abschnitts GT sind derart angeordnet, dass eine Wirkverbindung der beiden Aktuatorik-Systeme ermöglicht wird.
8 zeigt einen Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs gemäß einer dritten Ausführungsform. Wie in der zweiten Ausführungsform ist die Kupplungsvorrichtung K als Bestandteil des Getriebes G ausgebildet, allerdings handelt es sich um die Kupplungsvorrichtung K gemäß der zweiten Ausgestaltung. Der Rotor R ist demnach mit der dritten Welle W3 der Kupplungsvorrichtung ständig drehfest verbunden.
9 zeigt eine Schnittdarstellung eines beispielhaften Automatikgetriebes AG für ein Kraftfahrzeug, wobei nur eine Hälfte der Schnittansicht dargestellt ist. Das Automatikgetriebe AG weist eine Vielzahl von Planetenradsätzen mit mehreren Getriebewellen auf, darunter eine erste Getriebewelle GW1, eine zweite Getriebewelle GW2 und eine dritte Getriebewelle GW3. Ferner weist das Automatikgetriebe AG die Kupplungsvorrichtung K auf, wobei die erste Welle W1 mit der ersten Getriebewelle GW1, die zweite Welle W2 mit der zweiten Getriebewelle GW2 und die dritte Welle W3 mit der dritten Getriebewelle GW3 ständig drehfest verbunden ist. Der Aktuator AK ist dazu eingerichtet die Verbindungswelle WV axial zu verschieben, wodurch die Kupplungsvorrichtung K verschiedene axiale Positionen einnimmt.
In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführung kann die dritte Getriebewelle GW3 anstatt mit der dritten Welle W3 mit der Verbindungswelle WV drehfest verbunden sein. Vorzugsweise ist dabei ein geeigneter Mechanismus vorgesehen, durch den die Drehbewegung der dritten Getriebewelle GW3 auf die Verbindungswelle WV übertragbar ist und zugleich ein Ausgleich zwischen der axial verschieblichen Position der Verbindungswelle WV und der axial fixierten dritten Getriebewelle GW3 ermöglicht wird.
Bezugszeichen

K

Kupplungsvorrichtung

K0

Erste Kupplung

K1

Zweite Kupplung

K2

Dritte Kupplung

W1

Erste Welle

W2

Zweite Welle

W3

Dritte Welle

WV

Verbindungswelle

AK

Aktuator

Z0

Erste Klauenverzahnung

Z1

Zweite Klauenverzahnung

Z01

Dritte Klauenverzahnung

Z2-1

Vierte Klauenverzahnung

Z2-2

Fünfte Klauenverzahnung

L

Lücke

GL

Gleitlager

EM

Elektrische Maschine

R

Rotor

S

Stator

G

Getriebe

GT

Übersetzungswechsel-Abschnitt des Getriebes

AK-GT

Aktuatorik der Getriebe-Schaltelemente

VKM

Antriebsaggregat

TS

Torsionsschwingungsdämpfer

AG

Achsgetriebe

DW

Rad

AG

Automatikgetriebe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1628848 B1 [0003]
DE 102006055541 A1 [0004]
WO 2013/183164 A1 [0005]

Claims

Kupplungsvorrichtung (K) mit einer ersten formschlüssigen Kupplung (K0), einer zweiten formschlüssigen Kupplung (K1), einer axial fixierten ersten Welle (W1), einer axial fixierten zweiten Welle (W2), einer Verbindungswelle (WV) und einem Aktuator (AK), wobei die erste Welle (W1), die zweite Welle (W2) und die Verbindungswelle (WV) koaxial zueinander angeordnet sind, wobei durch Schließen der ersten Kupplung (K0) eine drehfeste Verbindung zwischen der ersten Welle (W1) und der Verbindungswelle (WV) herstellbar ist und durch Schließen der zweiten Kupplung (K1) eine drehfeste Verbindung zwischen der Verbindungswelle (WV) und der zweiten Welle (W2) herstellbar ist, wobei der Aktuator (AK) dazu eingerichtet ist, durch axiale Verschiebung der Verbindungswelle (WV) sowohl die erste Kupplung (K0) als auch die zweite Kupplung (K1) zwischen einem eingerückten Zustand und einem ausgerückten Zustand zu schalten, sodass sich – in einer ersten axialen Position der Verbindungswelle (WV) die erste Kupplung (K0) im eingerückten Zustand und die zweite Kupplung (K1) im ausgerückten Zustand befindet, – in einer zweiten axialen Position der Verbindungswelle (WV) sowohl die erste Kupplung (K0) als auch die zweite Kupplung (K1) im ausgerückten Zustand befindet, und – in einer dritten axialen Position der Verbindungswelle (WV) die erste Kupplung (K0) im ausgerückten Zustand befindet und die zweite Kupplung (K1) im eingerückten Zustand befindet, dadurch gekennzeichnet, dass sich in einer vierten axialen Position der Verbindungswelle (WV) sowohl die erste Kupplung (K0) als auch die zweite Kupplung (K1) im eingerückten Zustand befindet, wobei durch axiale Verschiebung der Verbindungswelle (WV) folgende Reihenfolgen der axialen Positionen der Verbindungswelle (WV) erzielbar sind: – vierte axiale Position, erste axiale Position, zweite axiale Position, dritte axiale Position, oder – erste axiale Position, zweite axiale Position, dritte axiale Position, vierte axiale Position.
Kupplungsvorrichtung (K) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten Welle (W1) eine erste Klauenverzahnung (Z0), an der zweiten Welle (W2) eine zweite Klauenverzahnung (Z1) und an der Verbindungswelle (WV) eine dritte Klauenverzahnung (Z01) angeordnet ist, wobei – in der ersten axialen Position der Verbindungswelle (WV) die dritte Klauenverzahnung (Z01) nur mit der ersten Klauenverzahnung (Z0), – in der zweiten axialen Position der Verbindungwelle (WV) die dritte Klauenverzahnung (Z01) weder mit der ersten noch mit der zweiten Klauenverzahnung (Z0, Z1), – in der dritten axialen Position der Verbindungswelle (WV) die dritte Klauenverzahnung (Z01) nur mit der zweiten Klauenverzahnung (Z1), und – in der vierten axialen Position der Verbindungswelle (WV) die dritte Klauenverzahnung (Z01) mit der ersten und der zweiten Klauenverzahnung (Z0, Z1) in Eingriff steht.
Kupplungsvorrichtung (K) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Klauenverzahnung (Z01) zumindest eine Lücke (L) aufweist, wobei in der zweiten axialen Position der Verbindungswelle (WV) sowohl die erste Klauenverzahnung (Z0) als auch die zweite Klauenverzahnung (Z1) sich räumlich innerhalb der zumindest einen Lücke (L) befinden, wodurch die erste und zweite Klauenverzahnung (Z0, Z1) mit der dritten Klauenverzahnung (Z01) nicht in Eingriff stehen.
Kupplungsvorrichtung (K) nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich in einer fünften axialen Position der Verbindungswelle (WV) sowohl die erste Kupplung (K0) als auch die zweite Kupplung (K1) im eingerückten Zustand befindet, indem die dritte Klauenverzahnung (Z01) mit der ersten und der zweiten Klauenverzahnung (Z0, Z1) in Eingriff steht, wobei durch axiale Verschiebung der Verbindungswelle (WV) folgende Reihenfolge der axialen Positionen der Verbindungswelle (WV) erzielbar ist: vierte axiale Position, erste axiale Position, zweite axiale Position, dritte axiale Position, fünfte axiale Position.
Kupplungsvorrichtung (K) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungswelle (WV) über eine dritte formschlüssige Kupplung (K2) mit einer axial fixierten dritten Welle (W3) drehfest verbindbar ist.
Kupplungsvorrichtung (K) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungswelle (WV) eine vierte Klauenverzahnung (Z2-1) aufweist und die dritte Welle (W3) eine fünfte Klauenverzahnung (Z2-2) aufweist, wobei in der ersten bis vierten, und gegebenenfalls fünften axialen Position der Verbindungswelle (WV) die vierte Klauenverzahnung (Z2-1) mit der fünften Klauenverzahnung (Z2-2) in Eingriff steht, und wobei in einer sechsten axialen Position der Verbindungswelle (WV) die vierte Klauenverzahnung (Z2-1) mit der fünften Klauenverzahnung (Z2-2) nicht in Eingriff steht.
Kupplungsvorrichtung (K) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch axiale Verschiebung der Verbindungswelle (WV) eine der folgenden Reihenfolgen der axialen Positionen der Verbindungswelle (WV) erzielbar ist: – sechste axiale Position, vierte axiale Position, erste axiale Position, zweite axiale Position, dritte axiale Position oder – erste axiale Position, zweite axiale Position, dritte axiale Position, vierte axiale Position, sechste axiale Position, oder – fünfte axiale Position, erste axiale Position, zweite axiale Position, dritte axiale Position, vierte axiale Position, sechste axiale Position, oder – sechste axiale Position, fünfte axiale Position, erste axiale Position, zweite axiale Position, dritte axiale Position, vierte axiale Position.
Kupplungsvorrichtung (K) nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einer siebenten axialen Position der Verbindungswelle (WV) die vierte Klauenverzahnung (Z2-1) mit der fünften Klauenverzahnung (Z2-2) nicht in Eingriff steht, wobei durch axiale Verschiebung der Verbindungswelle (WV) folgende Reihenfolge der axialen Positionen der Verbindungswelle (WV) erzielbar ist: siebente axiale Position, fünfte axiale Position, erste axiale Position, zweite axiale Position, dritte axiale Position, vierte axiale Position, sechste axiale Position.
Kupplungsvorrichtung (K) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungswelle (WV) als Hohlwelle ausgebildet, ist, wobei die dritte Klauenverzahnung (Z01) als Innenverzahnung ausgebildet ist und die vierte Klauenverzahnung (Z2-1) als Außenverzahnung ausgebildet ist
Kupplungsvorrichtung (K) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der dritten Welle (W3) und der Verbindungswelle (WV) Gleitlager (GL) angeordnet sind.
Kupplungsvorrichtung (K) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (AK) durch eine elektromechanische Vorrichtung gebildet wird.
Kupplungsvorrichtung (K) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der axialen Bewegung des Aktuators (AK) auf die Verbindungswelle (WV) mittels einer Schaltstange und einer Schaltgabel, oder einer Schaltwalze und einer Schaltgabel erfolgt.
Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer Kupplungsvorrichtung (K) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 und einer elektrischen Maschine (EM) mit einem drehfesten Stator (S) und einem drehbar gelagerten Rotor (R), wobei die erste Welle (W1) über einen Torsionsschwingungsdämpfer (TS) drehelastisch mit einem Antriebsaggregat (VKM) verbunden ist, wobei die zweite Welle (W2) drehfest oder drehelastisch mit einer Welle eines Getriebes (G) verbunden ist, welche eine Schnittstelle zu einem Übersetzungswechsel-Abschnitt (GT) des Getriebes (G) bildet, und wobei der Rotor (R) der elektrischen Maschine (EM) entweder mit der Verbindungswelle (WV) oder mit der dritten Welle (W3) drehfest verbunden ist.
Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsvorrichtung (K) Bestandteil des Getriebes (G) ist.
Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug mit einer Kupplungsvorrichtung (K) gemäß einer der Ansprüche 1 bis 14 und einer elektrischen Maschine (EM) mit einem drehfesten Stator (S) und einem drehbar gelagerten Rotor (R), wobei die erste Welle (W1) mit einer Welle des Getriebes (G) drehfest oder drehelastisch verbunden ist, welche eine Schnittstelle zu einem Antriebsaggregat (VKM) bildet, wobei die zweite Welle (W2) drehfest oder drehelastisch mit einer Welle eines Getriebes (G) verbunden ist, welche eine Schnittstelle zu einem Übersetzungswechsel-Abschnitt (GT) des Getriebes (G) bildet, und wobei der Rotor (R) der elektrischen Maschine (EM) entweder mit der Verbindungwelle (WV) oder mit der dritten Welle (W3) drehfest verbunden ist.
Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Übersetzungswechsel-Abschnitt (G) eine Mehrzahl von Schaltelementen aufweist, deren selektives Betätigen eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen zwei Wellen des Getriebes (G) bewirkt, wobei der Aktuator (AK) zur Betätigung der ersten, zweiten und gegebenenfalls dritten Kupplung (K0, K1; K2) mit der Aktuatorik (AK-GT) in Wirkverbindung steht, welche für die Betätigung von zumindest einem der Schaltelemente des Übersetzungswechsel-Abschnitts (GT) erforderlich ist.
Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug mit einer Kupplungsvorrichtung (K) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle (W1) mit einer ersten Getriebewelle (GW1), die zweite Welle (W2) mit einer zweiten Getriebewelle (GW2), und die Verbindungswelle (WV) mit einer dritten Getriebewelle (GW3) drehfest verbunden ist.
Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug mit einer Kupplungsvorrichtung (K) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle (W1) mit der ersten Getriebewelle (GW1), die zweite Welle (W2) mit der zweiten Getriebewelle (GW2), und die dritte Welle (W3) mit der dritten Getriebewelle (W3) drehfest verbunden ist.