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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeuggetriebe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Bei Kraftfahrzeugen, insbesondere bei Kraftfahrzeugen der Kleinwagen- und Kompaktwagenklasse, hat sich ein Antriebskonzept durchgesetzt, bei dem ein Verbrennungsmotor in einen Vorderwagen des Kraftfahrzeugs quer zur Fahrtrichtung eingebaut wird. Ein solcher quer eingebauter Verbrennungsmotor ist in der Regel mit einem Getriebe verbunden, welches sich in Längsrichtung des Verbrennungsmotors an den Verbrennungsmotor anschließt. Dadurch entsteht ein Motor-Getriebeverband, welcher einen relativ großen Bauraum im Vorderwagen des Kraftfahrzeugs benötigt. Im Zuge der Entwicklungstendenzen zu immer sparsameren und leistungsstärkeren Verbrennungsmotoren herrscht seitens der Kraftfahrzeughersteller der Wunsch nach Getrieben mit einer immer höheren Gangzahl.
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In einer konventionellen Bauweise eines Schaltgetriebes verwendet man meist eine Antriebswelle, eine Zwischenwelle und eine Abtriebswelle, wobei die Abtriebswelle des Getriebes in koaxialer Verlängerung der Antriebswelle des Getriebes angeordnet ist. Dies führt zusammen mit dem Wunsch nach einer höheren Gangzahl zu immer länger bauenden Getrieben. Da der Bauraum im Vorderwagen eines Kraftfahrzeuges jedoch begrenzt ist, besteht neben dem Wunsch nach einer höheren Gangzahl parallel der Wunsch nach einem kürzer bauenden Getriebe.
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Aus der
DE 41 36 455 A1 ist ein Sechsgang-Stufengetriebe für ein Kraftfahrzeug bekannt, welches eine Eingangswelle, eine Abtriebswelle und zwei Zwischenwellen aufweist, wobei zwei Zahnräder der Eingangswelle gleichzeitig mit jeweils einem Zahnrad auf der ersten Zwischenwelle und einem Zahnrad auf der zweiten Zwischenwelle in Eingriff stehen. Dadurch kann die axiale Baulänge des Getriebes reduziert werden.
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Aus der
DE 101 45 790 A1 ist ein weiteres Sechsgang-Getriebe bekannt, wobei das Getriebe zwei konzentrische Eingangswellen, eine Ausgangswelle und zwei Zwischenwelle aufweist, wobei die Gänge so angeordnet sind, dass ein Schalten vom ersten Gang in den Rückwärtsgang durch ein Umschalten von Doppelkupplungen möglich ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein alternatives Getriebe vorzuschlagen, welches eine kompakte Bauform aufweist und sich besonders einfach und kostengünstig herstellen lässt.
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Die Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einer Eingangswelle, mindestens zwei Zwischenwellen und einem Abtrieb gelöst, wobei die Eingangswelle mechanisch mit den mindestens zwei Zwischenwellen verbindbar ist, wobei auf jeder der Zwischenwellen eine Mehrzahl von unterschiedlichen Zahnrädern angeordnet ist, und wobei an der Eingangswelle eine durchgängige, einheitliche Verzahnung ausgebildet ist, welche mit mindestens zwei Zahnrädern der ersten Zwischenwelle und/oder mindestens zwei Zahnrädern der zweiten Zwischenwelle in Wirkverbindung treten kann. Unter einer durchgängigen einheitlichen Verzahnung ist in diesem Zusammenhang eine Verzahnung der Eingangswelle zu verstehen, welche über alle Verzahnungsebenen eine Verzahnung aufweist, welche die gleiche Anzahl von Zähnen, das gleiche Zahnmodul und den gleichen Teilkreisdurchmesser aufweisen. Die Verzahnung kann sowohl einteilig, insbesondere als Zahnwelle, sowie mehrteilig ausgeführt werden. Bei einer mehrteiligen Ausführung sind auf der Eingangswelle mehrere Zahnräder angeordnet, welche sich bezüglich Anzahl der Zähne, Zahnmodul und Teilkreisdurchmesser gleichen, jedoch unterschiedliche Breiten aufweisen können. Vorzugsweise sind die unterschiedlichen Zahnräder jedoch identisch gleich. Ebenso soll unter die Definition einer durchgängigen, einheitlichen Verzahnung eine aus mehreren Zahnrädern mit gleicher Anzahl von Zähnen, gleichem Zahnmodul und gleichem Teilkreisdurchmesser zusammengesetzte Verzahnung fallen, welche zwischen den Verzahnungsebenen Abstandselemente aufweist. Unter „einheitlich“ ist in diesem Zusammenhang also zu verstehen, dass die Verzahnung bezüglich Anzahl der Zähne, Zahnmodul und Teilkreisdurchmesser gleich ist. Unter „durchgängig“ ist in diesem Zusammenhang eine Verzahnung zu verstehen, welche in jeder der Verzahnungsebenen gleich ist. Durch eine durchgängige, einheitliche Verzahnung kann die Anzahl an unterschiedlichen Zahnrädern reduziert werden. Dadurch können zum einen die Produktionskosten reduziert werden, zum anderen können Montagefehler vermieden werden, da zumindest bei identisch gleichen Zahnrädern eine beliebige Reihenfolge der Montage möglich ist.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und Weiterentwicklungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Kraftfahrzeuggetriebes möglich.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Eingangswelle als Zahnwelle ausgebildet ist. Eine Zahnwelle ist eine besonders stabile Ausführungsform einer durchgängigen, einheitlichen Verzahnung. Dabei kann eine Zahnwelle in kompakter Bauweise hohe Drehmomente übertragen. Zudem ist keine Fixierung von Zahnrädern auf der Eingangswelle mehr notwendig, wodurch der Montageaufwand deutlich reduziert werden kann.
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Alternativ ist mit Vorteil vorgesehen, dass auf der Eingangswelle eine Mehrzahl an gleichen Zahnrädern angeordnet ist. Durch gleiche Zahnräder können zum einen die Produktionskosten reduziert werden, da mehrere gleiche Zahnräder kostengünstiger zu fertigen sind als eine gleiche Anzahl an unterschiedlichen Zahnrädern. Zum anderen können Montagefehler vermieden werden, da eine beliebige Reihenfolge der Montage der Zahnräder auf der Eingangswelle möglich ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die einheitliche Verzahnung mehrere Eingriffszonen ausbildet, wobei die Anzahl der Eingriffszonen mindestens der Hälfte der Anzahl der Zahnräder auf einer der Zwischenwellen entspricht. Dadurch ist eine Mehrfachbelegung der Verzahnung der Eingangswelle sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung möglich. Dadurch ist eine Vielzahl von Gängen mit nur einer Verzahnung auf der Eingangswelle möglich, die durchgängige, einheitliche Verzahnung in axialer Richtung mit je einem Zahnrad der ersten Zwischenwelle und der zweiten Zwischenwelle in einer ersten Verzahnungsebene in Eingriff steht oder mit diesem mechanisch verbindbar ist und mit mindestens einem weiteren Zahnrad auf mindestens einer Zwischenwelle in Eingriff steht oder mit dem weiteren Zahnrad mechanisch verbindbar ist. Dadurch können mit einer Verzahnung drei oder mehr unterschiedliche Gänge in mindestens zwei Verzahnungsebenen dargestellt werden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Eingangswelle und die mindestens zwei Zwischenwellen über mindestens ein Umhüllungsmittel derart mechanisch miteinander verbindbar sind, dass ein Drehmoment von der Eingangswelle auf eine der Zwischenwellen übertragbar ist. Durch das Umhüllungsmittel ist eine besonders variable Mehrfachnutzung der durchgängigen, einheitlichen Verzahnung auf der Eingangswelle möglich, so dass sich pro Verzahnungsebene entsprechend der Anzahl der Zwischenwellen mehrere Gänge realisieren lassen. Durch das Umhüllungsmittel kann sich der Bauraumbedarf in radialer Richtung erhöhen, jedoch reduziert sich auf vorteilhafte Weise der Bauraum in axialer Richtung. Dabei ist es nicht erforderlich, dass die durchgängige, einheitliche Verzahnung der Eingangswelle mit den Zahnrädern einer der Zwischenwellen kämmt, so dass sich für den Getriebeentwickler zusätzliche Freiheitsgrade ergeben.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Umhüllungsmittel oder die Umhüllungsmittel als innenverzahntes Hohlrad ausgebildet ist/sind. Ein innenverzahntes Hohlrad weist gegenüber anderen Umhüllungsmitteln den Vorteil auf, dass das Hohlrad eine formstabile Kreisform aufweist, an denen die durchgängige, einheitliche Verzahnung sowie die Zahnräder der Zwischenwellen eingreifen können. Zudem erleichtert ein Hohlrad die Lagerung der Eingangswelle bzw. der Zwischenwellen, da ein Hohlrad im Gegensatz zu einer Kette oder einem Zahnriemen radiale Lagerkräfte aufnehmen kann, ohne dass es zu einer Lageverschiebung der Wellen kommt. Zudem können durch ein Hohlrad höhere Kräfte und Momente als beispielsweise durch einen Zahnriemen übertragen werden. Alternativ ist vorgesehen, dass das mindestens eine Umhüllungsmittel eine Kette oder ein Zahnriemen ist. Durch eine Kette oder einen Zahnriemen und entsprechende Umlenkelemente ist ein Abweichen der Umhüllungsmittel von einer Kreisform möglich. Dies ist insbesondere dort vorteilhaft, wo in radialer Richtung nur ein begrenzter Bauraum zur Verfügung steht. Zudem bietet ein Zahnriemen oder eine Kette einen Kostenvorteil gegenüber einem innenverzahnten Hohlrad.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Eingangswelle und die Zwischenwellen über mehrere Umhüllungsmittel miteinander verbunden, wobei für jede Eingriffszone, d.h. für jede Verzahnungsebene, jeweils ein separates Umhüllungsmittel vorgesehen ist. Durch mehrere Umhüllungsmittel, welche in einer weiteren Verzahnungsebene die Eingangswelle und jeweils ein Zahnrad einer der Zwischenwellen umschließt, ist eine weitere Mehrfachbelegung von Zahnrädern möglich. Somit ist in Abhängigkeit der Anzahl der Zwischenwellen eine Ganganzahl möglich, welche sich aus einem Produkt der Anzahl der Zwischenwellen n und der Anzahl der Umhüllungsmittel m ergibt.
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Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterentwicklung ist vorgesehen, dass die durchgängige, einheitliche Verzahnung der Eingangswelle, ein Zahnrad der ersten Zwischenwelle und ein Zahnrad der zweiten Zwischenwelle ein Zahnradtrio bilden, wobei die Verzahnungen des Zahnradtrios formschlüssig über das Umhüllungsmittel verbunden sind. Dadurch kann ein Drehmoment zwischen der Eingangswelle und einer der Zwischenwellen übertragen werden, ohne dass die Verzahnung der Eingangswelle und das Zahnrad der Zwischenwelle in Eingriff stehen. Dadurch sind größere Freiheitsgrade bei der Auslegung des Getriebes möglich, beispielsweise kann der Achsabstand zwischen der Eingangswelle und den Zwischenwellen größer gewählt werden, als es bei gleichgroßen, kämmenden Zahnrädern möglich wäre.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Abtrieb ein weiteres Umhüllungsmittel umfasst, wobei das weitere Umhüllungsmittel als gemeinsamer Abtrieb für die mindestens zwei Zwischenwellen ausgebildet ist und die mindestens zwei Zwischenwellen mit einem Eingang eines Differenzials verbindet. Dadurch kann eine Abtriebswelle entfallen, so dass das Getriebe in axialer Richtung nochmals kürzer baut. Zudem ist eine Übertragung von großen Drehmomenten auf den Eingang des Differenzials, insbesondere auf eine Eingangsverzahnung des Differenzials, möglich.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die mit der durchgängigen Verzahnung in Eingriff stehenden oder mechanisch verbundenen Zahnräder der Zwischenwelle als Losräder ausgebildet sind. Dabei können die als Losräder ausgebildeten Zahnräder der Zwischenwelle über Schaltklauen mit den Zwischenwellen drehfest verbunden werden. Somit kann sowohl eine Doppelbelegung der Verzahnungen in den unterschiedlichen Verzahnungsebenen als auch ein Leerlauf, in dem kein Antriebsmoment an den Abtrieb weitergeleitet wird, realisiert werden. Die Losräder können dabei in bekannter Weise synchronisiert und/oder geschaltet werden.
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Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1 ein aus dem Stand der Technik bekanntes Getriebe mit einer Mehrfachbelegung eines Zahnrads der Eingangswelle;
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2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes;
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3 ein alternatives Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes;
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4 die Anbindung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes an ein Differenzial;
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5 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeuggetriebe in axialer Ansicht;
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6 eine weitere Darstellung einer axialen Ansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes zur Darstellung der Achsabstände; und
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7 eine axiale Ansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes gemäß dem in 3 dargestellten, alternativen Ausführungsbeispiel.
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In 1 zeigt eine schematisierte und abgewickelte Seitenansicht eines aus dem Stand der Technik bekannten Sechsgang-Getriebes für ein Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeuggetriebe 1 weist eine Eingangswelle 2 auf, auf der mehrere Zahnräder 22, 23, 24, 25, 26 angeordnet sind. Die Zahnräder 22, 23, 24 sind dabei als Festräder dauerhaft drehfest mit der Eingangswelle 2 verbunden. Die Zahnräder 25 und 26 sind als Losräder ausgebildet, welche drehbar auf der Eingangswelle 2 gelagert sind und in bekannter Weise mittels nicht dargestellter Schaltmuffen drehfest mit der Eingangswelle 2 verbindbar sind. Das Kraftfahrzeuggetriebe 1 weist ferner eine erste Zwischenwelle 3 auf, auf welcher mehrere Zahnräder 32, 33, 34, 35, 36 angeordnet sind. Dabei sind die mit den als Festräder ausgebildeten Zahnräder 22, 24 der Eingangswelle 2 in Eingriff stehenden Zahnräder 32 und 33 als Losräder ausgebildet und die mit den Losrädern 25, 26 der Eingangswelle 2 in Eingriff stehenden Zahnräder 34, 36 der ersten Zwischenwelle 3 als Festräder ausgebildet. Die erste Zwischenwelle 3 weist ferner ein Zahnrad 35 auf, welches als Festrad ausgebildet ist und mit einem Abtrieb 5 in Eingriff steht. Das Kraftfahrzeuggetriebe 1 weist ferner eine zweite Zwischenwelle 4 auf, auf der eine Mehrzahl von Zahnrädern 42, 43, 44, 45 angeordnet sind. Die Zahnräder 43 und 44, welche mit den als Festräder ausgebildeten Zahnrädern 23, 24 der Eingangswelle in Eingriff stehen, sind als Losräder ausgebildet. Ferner ist das Zahnrad 42 als Losrad ausgebildet, welches in Eingriff mit einem ersten Zahnrad 81 einer Rückwärtsgangwelle 8 steht. Das Zahnrad 45 ist als Festrad ausgebildet und kämmt mit dem Abtrieb 5. Die Rückwärtsgangwelle 8 weist ein zweites Zahnrad 82 auf, welches ebenfalls mit dem Abtrieb 5 kämmt. Das Kraftfahrzeuggetriebe 1 weist sechs Verzahnungsebenen auf, wobei die fünf Zahnräder 22, 23, 24, 25, 26 der Eingangswelle 2 in den Verzahnungsebenen I–V angeordnet sind und dort jeweils mit mindestens einem Zahnrad einer der Zwischenwellen 3, 4 kämmen. Die Verzahnungsebene VI stellt eine Abtriebsebene VI des Getriebes dar, wobei in der Abtriebsebene VI kein Zahnrad der Eingangswelle 2 angeordnet ist und die Zahnräder der Zwischenwellen 3, 4 und der Rückwärtsgangwelle 8 mit einem Abtrieb 5 in Eingriff stehen. Durch das aus dem Stand der Technik bekannte Getriebe 1 können sechs Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang dargestellt werden. In der Verzahnungsebene III, in der das Zahnrad 24 der Eingangswelle 2 angeordnet ist, ergibt sich eine sogenannte Doppelbelegung. Unter einer Doppelbelegung ist ein Kämmen eines Zahnrads 24 der Eingangswelle 2 mit jeweils einem Zahnrad 33, 44 auf beiden Zwischenwellen 3, 4 zu verstehen. Dabei kämmt das Festrad 24 mit den beiden Losrädern 33 und 44. Um axialen Bauraum zu sparen, könnten auch zwei oder drei Zahnräder der Eingangswelle doppelt belegt werden. Dies ist aufgrund einer geforderten progressiven Gangstufung nur bei geringer Spreizung und enger Abstufung der einzelnen Gänge möglich. Ein limitierender Faktor bei einer solchen Getriebeauslegung sind dabei fehlende Freiheitsgrade in der Getriebeauslegung. Da die Eingangswelle 2 und die Zwischenwellen 3, 4 parallel zueinander liegen, ist es kaum möglich, in mehreren Verzahnungsebenen eine doppelte Nutzung eines Zahnrades der Eingangswelle 2 zu erzielen.
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Ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes 1 ist in 2 dargestellt. Dabei ist das erfindungsgemäße Kraftfahrzeuggetriebe 1 in einer schematisierten und abgewickelten Seitenansicht dargestellt. Das Kraftfahrzeuggetriebe 1 weist eine Eingangswelle 2, eine erste Zwischenwelle 3 sowie eine zweite Zwischenwelle 4 auf. Die Eingangswelle 2 ist als Zahnwelle 91 ausgebildet und weist eine durchgängige, einheitliche Verzahnung 9 auf. Alternativ zu einer Zahnwelle 9 können auch mehrere Zahnräder 22, 23, 24 mit zumindest gleicher Anzahl von Zähnen, gleichem Zahnmodul und gleichem Teilkreisdurchmesser auf der Eingangswelle 2 die durchgängige, einheitliche Verzahnung 9 ausbilden. Auf der ersten Zwischenwelle 3 sind drei Zahnräder 32, 33, 34 als Losräder angeordnet. Auf der zweiten Zwischenwelle 4 sind drei weitere Zahnräder 42, 43, 44 ebenfalls als Losräder angeordnet. Dabei bilden die durchgängige Verzahnung 9 und die Zahnräder 32, 42 in einer ersten Verzahnungsebene I ein erstes Zahnradtrio, welches von einem ersten Umhüllungsmittel 6, 61 in Form eines innenverzahnten Hohlrades 64, 641 umschlossen wird.
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Dabei sind an der durchgängigen, einheitlichen Verzahnung 9 der Eingangswelle 2 jeweils mehrere Eingriffszonen 10 ausgebildet, in denen die durchgängige, einheitliche Verzahnung 9 mit einer Verzahnung eines der Hohlräder 64, 641, 642, 643 oder einem Zahnrad 32, 33, 34, 42, 43, 44 einer der Zwischenwellen 3, 4 kämmt. Gemeinsam mit den Zahnrädern 33, 43 bildet die durchgängige, einheitliche Verzahnung 9 in einer zweiten Verzahnungsebene II ein zweites Zahnradtrio, welches von einem zweiten Umhüllungsmittel 6, 62 in Form eines zweiten, innenverzahnten Hohlrades 64, 642 umschlossen wird. Die durchgängige, einheitliche Verzahnung 9 und die Zahnräder 34 und 44 bilden in einer dritten Verzahnungsebene III ein drittes Zahnradtrio, welches von einem dritten Umhüllungsmittel 6, 63 in Form eines innenverzahnten Hohlrades 64, 643 umschlossen wird und auf diese Weise mechanisch miteinander verbunden ist. Durch eine Kraft- und Momentenübertragung zwischen der Eingangswelle 2 und den Zwischenwellen 3, 4 über die innenverzahnten Hohlräder 641, 642, 643 ergeben sich zusätzliche Freiheitsgrade bei der Getriebeauslegung. Dabei ist es nicht erforderlich, dass die durchgängige, einheitliche Verzahnung 9 der Eingangswelle 2 mit einem Zahnrad 32, 33, 34, 42, 43, 44 einer der Zwischenwellen 3, 4 kämmt, so dass größere Stufungen des Kraftfahrzeuggetriebes 1 und eine mehrfache Doppelbelegung der durchgängigen, einheitlichen Verzahnung 9 möglich ist. Dabei sind die Losräder 32, 33, 34, 42, 43, 44 der Zwischenwellen 3, 4 über Schaltmuffen mit den jeweiligen Zwischenwellen 3, 4 drehfest verbindbar, so dass ein Drehmoment der Eingangswelle 2 über das Hohlrad 64 auf eine der Zwischenwellen 3, 4 und von dort auf einen in 4 dargestellten Abtrieb 5 übertragbar ist. Zusätzlich ist denkbar, dass die durchgängige, einheitliche Verzahnung 9 mit zumindest einem der Zahnräder 32, 33, 34, 42, 43, 44 auf einer der Zwischenwellen 3, 4 in direktem Eingriff steht. Dadurch ergibt sich ein zusätzlicher Weg zur Momentenübertragung, wodurch die Rotationsachsen 21, 31, 41 der Eingangs- und Zwischenwellen dichter zusammen rücken können und das Kraftfahrzeuggetriebe 1 nochmals kompakter ausgeführt werden kann. Die 2 zeigt beispielhaft ein Kraftfahrzeuggetriebe 1, welches eine Eingangswelle 2 und zwei Zwischenwellen 3, 4 aufweist und als Sechsgang-Getriebe ausgebildet ist. Mit dem dargestellten Funktionsprinzip lassen sich auch Getriebe mit beispielweise drei, vier, fünf, sieben oder acht Gängen darstellen. Alternativ zu der dargestellten Bauform ist auch ein Kraftfahrzeuggetriebe 1 mit drei Zwischenwellen möglich. Das dargestellte Kraftfahrzeuggetriebe 1 kann sowohl als Schaltgetriebe als auch in einer anderen Getriebebauform, insbesondere als Doppelkupplungsgetriebe, ausgeführt werden. Durch die Momentenübertragung über die Umhüllungsmittel 6, 61, 62, 63 ist eine größere Variation der Zahnradparameter, wie der Anzahl der Zähne, des Teilkreisdurchmessers und des Zahnmoduls, möglich. Durch eine Variation der Größe der Zahnräder 32, 33, 34, 42, 43, 44 auf den Zwischenwellen 3 und 4 sowie durch einen variablen Achsabstand zwischen den Achsen des Getriebes bzw. eine variable Exzentrizität der Achsen der Hohlräder 641, 642, 643 von den Rotationsachsen 21, 31, 41 der Eingangswelle bzw. der Zwischenwellen können durch ein Verschieben der Hohlräder 641, 642, 643 im Raum und einer damit einhergehenden Vergrößerung oder Verkleinerung der Zahnräder die Übersetzungen geändert werden und somit eine progressive Gangabstufung bei mehr als einer Verzahnungsebene realisiert werden. Als Ergebnis wird eine mehrfache Doppelnutzung der durchgängigen, einheitlichen Verzahnung 9 auf der Eingangswelle 2 erreicht, wodurch das Kraftfahrzeuggetriebe 1 gleichzeitig progressiv abgestuft werden kann. Dadurch ist es möglich, ein oder mehrere Getriebelayouts zu finden, in denen bei dieser Bauform eine progressive Gangabstufung möglich ist. Durch die beschriebene Anordnung der Eingangswelle 2, der Zwischenwellen 3 und 4 sowie der Hohlräder 641, 642, 643 ist ein Kraftfahrzeuggetriebe 1 mit einer Vielzahl von Gängen möglich. Soll das Kraftfahrzeuggetriebe 1 beispielsweise fünf Gänge aufweisen, sind an der durchgängigen, einheitlichen Verzahnung 9 der Eingangswelle 2 drei Eingriffszonen 10 vorgesehen. Dazu sind an der ersten Zwischenwelle 3 zwei Zahnräder 32, 33 und an der zweiten Zwischenwelle 4 drei Zahnräder 42, 43, 44 angeordnet, welche über entsprechende Umhüllungsmittel 61, 62, 63 mit der durchgängigen, einheitlichen Verzahnung 9 der Eingangswelle 2 in Wirkverbindung treten können. Prinzipiell ist auch ein Getriebe mit nur zwei Eingriffszonen 10 auf der Eingangswelle 2 möglich, allerdings ist die Anzahl der Gänge bei zwei Zwischenwellen 3 und 4 dann auf maximal vier begrenzt.
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In 3 ist eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes 1 dargestellt. Bei im Wesentlichen gleichem Aufbau wie zu 2 beschrieben wird im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen. Die Eingangswelle 2 und die Zwischenwellen 3, 4 sind durch Umhüllungsmittel 6 in Form von Ketten 65 miteinander verbunden, welche die innenverzahnten Hohlräder 64 aus dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ersetzen. Dabei wird das Drehmoment von der Eingangswelle 2 durch Ketten 65 auf die Zwischenwellen 3, 4, übertragen. Alternativ zu Ketten 65 ist auch eine Drehmomentenübertragung über Zahnriemen 66 möglich. Ketten 65 und Zahnriemen 66 bieten den Vorteil, dass der Platzbedarf des Umhüllungsmittels 6 nicht durch den Durchmesser des Hohlrades 64 definiert ist, sondern eine andere, platzsparende Form der Ummantelung möglich ist. Dies ist insbesondere der Darstellung in 7 zu entnehmen.
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In 4 ist die Anbindung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes 1 an ein Differenzial 7 dargestellt. Bei dem Differenzial 7 handelt es sich bevorzugt um das Achsdifferenzial einer angetriebenen Vorderachse eines Kraftfahrzeugs. Die erste Zwischenwelle 3 weist neben den in 2 dargestellten Losrädern 32, 33, 34 ein als Festrad ausgebildetes, weiteres Zahnrad 35 auf. Ebenso weist die zweite Zwischenwelle 4 neben den in 2 dargestellten Losrädern 42, 43, 44 ein als Festrad 45 ausgebildetes, weiteres Zahnrad 45 auf. Die weiteren Zahnräder 35, 45 sind in einer Abtriebsebene VI angeordnet. Die weiteren Zahnräder 35, 45 sind über ein Umhüllungsmittel 51 mit einem Eingang 71, insbesondere mit einer Eingangsverzahnung 73, des Differenzials 7 verbunden. Das Umhüllungsmittel 51 kann dabei als innenverzahntes Hohlrad 64, als Kette 65 oder als Zahnriemen 66 ausgebildet sein und stellt einen Abtrieb 5 des Kraftfahrzeuggetriebes 1 dar. Das Differenzial 7 ist vorzugsweise als Kegelraddifferenzial 72 ausgebildet. Eine Rotationsachse 74 des Differenzials 7 verläuft parallel zu den Rotationsachsen 31, 41 der Zwischenwellen 3, 4.
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In 5 ist eine Stirnansicht des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes 1 aus 2 dargestellt. In der Stirnansicht ist zu erkennen, dass die Eingangswelle 2 und die beiden Zwischenwellen 3, 4 so weit voneinander beabstandet sind, dass die durchgängige, einheitliche Verzahnung 9 und die Zahnräder 32, 33, 34, 42, 43, 44 der Wellen 2, 3, 4 nicht in direktem Eingriff stehen, sondern jeweils nur über die Hohlräder 64, 641, 642, 643 mechanisch miteinander verbunden sind. Ein erstes Zahnradtrio 9, 32, 42 der Eingangswelle 2 und der beiden Zwischenwellen 3, 4 wird von einem ersten Hohlrad 64, 641 umschlossen, ein zweites Zahnradtrio 9, 33, 43 wird von einem zweiten Hohlrad 64, 642 und ein drittes Zahnradtrio 9, 34, 44 wird von einem dritten Hohlrad 64, 643 umschlossen. In der Stirnansicht ist zu erkennen, dass die drei Hohlräder 641, 642, 643 exzentrisch zueinander angeordnet sind. Wie in 6 dargestellt, rotiert das erste Hohlrad 641 um eine erste Rotationsachse 671, das zweite Hohlrad 642 um eine zweite Rotationsachse 672 und das dritte Hohlrad 643 um eine dritte Rotationsachse 673. Die drei Rotationsachsen 671, 672, 673 weisen jeweils einen unterschiedlichen Abstand zu den Rotationsachsen 21, 31, 41 der Eingangswelle 2 bzw. der Zwischenwellen 3, 4 auf. Die Hohlräder 64, 641, 642, 643 sind vorzugsweise an ihren Außendurchmessern oder an den äußeren Mantelflächen 68 gelagert, wodurch eine drehbare Lagerung und Abstützung der Hohlräder 641, 642, 643 in einem nicht dargestellten Getriebegehäuse möglich ist.
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In 7 ist eine Stirnansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel in 3 dargestellt. Die Umhüllungsmittel 6 sind in Form von Ketten 65 oder Zahnriemen 66 ausgebildet. Dabei sind die Rotationsachsen 21, 31, 41 der Eingangswelle 2 und der beiden Zwischenwellen 3, 4 ebenfalls soweit beabstandet, dass die durchgängige, einheitliche Verzahnung 9 und die Zahnräder 32, 33, 34, 42, 43, 44 der Wellen 2, 3, 4 nicht in direktem Eingriff stehen, sondern jeweils nur über die Umhüllungsmittel 61, 62, 63 mechanisch miteinander verbunden sind. Durch die Verwendung von Ketten 65 oder Zahnriemen 66 ist eine im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel in 5 noch kompaktere Bauweise möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeuggetriebe
- 2
- Eingangswelle
- 3
- (erste) Zwischenwelle
- 4
- (zweite) Zwischenwelle
- 5
- Abtrieb
- 6
- Umhüllungsmittel
- 7
- Differenzial
- 8
- Rückwärtsgangwelle
- 9
- einheitliche Verzahnung
- 10
- Eingriffszone
- 21
- Rotationsachse der Eingangswelle
- 22
- erstes Zahnrad der Eingangswelle
- 23
- zweites Zahnrad der Eingangswelle
- 24
- drittes Zahnrad der Eingangswelle
- 25
- viertes Zahnrad der Eingangswelle
- 26
- fünftes Zahnrad der Eingangswelle
- 31
- Rotationsachse der (ersten) Zwischenwelle
- 32
- erstes Zahnrad der (ersten) Zwischenwelle
- 33
- zweites Zahnrad der (ersten) Zwischenwelle
- 34
- drittes Zahnrad der (ersten) Zwischenwelle
- 35
- viertes Zahnrad der (ersten) Zwischenwelle
- 36
- fünftes Zahnrad der (ersten) Zwischenwelle
- 41
- Rotationsachse der (zweiten) Zwischenwelle
- 42
- erstes Zahnrad der (zweiten) Zwischenwelle
- 43
- zweites Zahnrad der (zweiten) Zwischenwelle
- 44
- drittes Zahnrad der (zweiten) Zwischenwelle
- 45
- viertes Zahnrad der (zweiten) Zwischenwelle
- 51
- Umhüllungsmittel
- 61
- erstes Umhüllungsmittel
- 62
- zweites Umhüllungsmittel
- 63
- drittes Umhüllungsmittel
- 64
- innenverzahntes Hohlrad
- 65
- Kette
- 66
- Zahnriemen
- 67
- Rotationsachse des Hohlrades
- 68
- äußere Mantelfläche des Hohlrades
- 71
- Eingang
- 72
- Kegelraddifferenzial
- 73
- Eingangsverzahnung
- 74
- Rotationsachse des Differenzials
- 81
- erstes Zahnrad der Rückwärtsgangwelle
- 82
- zweites Zahnrad der Rückwärtsgangwelle
- 91
- Zahnwelle
- 641
- erstes innenverzahntes Hohlrad
- 642
- zweites innenverzahntes Hohlrad
- 642
- drittes innenverzahntes Hohlrad
- 671
- Rotationsebene des ersten Hohlrades
- 672
- Rotationsachse des zweiten Hohlrades
- 673
- Rotationsache der dritten Hohlrades
- I
- erste Verzahnungsebene
- II
- zweite Verzahnungsebene
- III
- dritte Verzahnungsebene
- IV
- vierte Verzahnungsebene
- V
- fünfte Verzahnungsebene
- VI
- Abtriebsverzahnungsebene
