DE102019206301A1 - Lastschaltbare Getriebeanordnung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang - Google Patents

Lastschaltbare Getriebeanordnung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang Download PDF

Info

Publication number
DE102019206301A1
DE102019206301A1 DE102019206301.2A DE102019206301A DE102019206301A1 DE 102019206301 A1 DE102019206301 A1 DE 102019206301A1 DE 102019206301 A DE102019206301 A DE 102019206301A DE 102019206301 A1 DE102019206301 A1 DE 102019206301A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gear
worm
output shaft
shaft
transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102019206301.2A
Other languages
English (en)
Inventor
Manuel Mann
Claus-Hermann Lang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Magna PT BV and Co KG
Original Assignee
Magna PT BV and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Magna PT BV and Co KG filed Critical Magna PT BV and Co KG
Priority to DE102019206301.2A priority Critical patent/DE102019206301A1/de
Publication of DE102019206301A1 publication Critical patent/DE102019206301A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/304Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by electrical or magnetic force
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/087Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
    • F16H3/093Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears with two or more countershafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/12Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts with means for synchronisation not incorporated in the clutches
    • F16H3/126Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts with means for synchronisation not incorporated in the clutches using an electric drive
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H2003/0818Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts comprising means for power-shifting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/087Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
    • F16H3/093Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears with two or more countershafts
    • F16H2003/0931Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears with two or more countershafts each countershaft having an output gear meshing with a single common gear on the output shaft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/04Smoothing ratio shift
    • F16H61/0403Synchronisation before shifting
    • F16H2061/0422Synchronisation before shifting by an electric machine, e.g. by accelerating or braking the input shaft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/304Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by electrical or magnetic force
    • F16H2063/3066Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by electrical or magnetic force using worm gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H59/00Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/60Inputs being a function of ambient conditions
    • F16H59/66Road conditions, e.g. slope, slippery
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H61/32Electric motors actuators or related electrical control means therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)

Abstract

Lastschaltbare Getriebeanordnung (1) für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang umfassend eine Eingangswelle (2), zwei Abtriebswellen (3, 4), eine Mehrzahl von Gängen (G1-G7, R), wobei jeweils ein Gang (G1-G7, R) ein Losrad (16) und ein Festrad (14) aufweist, wobei die Losräder (16) wechselweise auf den beiden Abtriebswellen (3, 4) angeordnet sind, eine Aktuatoreinheit (5) und zwei Übertragungseinheiten (6, 6'), wobei jeweils eine Übertragungseinheit (6, 6') an jeweils einer Abtriebswelle (3, 4) angeordnet ist und die Übertragungseinheiten (6, 6') jeweils, unabhängig voneinander, über die Aktuatoreinheit (5) aktuierbar sind, wobei die Übertragungseinheiten (6, 6') jeweils als ein selbsthemmend ausgeführtes erstes Schneckengetriebe ausgeführt sind und derart ausgebildet und angeordnet sind, dass über deren Aktuierung durch die Aktuatoreinheit (5) bei einer Schaltung von einem Quellgang in einen Zielgang ein Drehzahlausgleich zwischen dem Losrad (16) des Zielgangs und der Abtriebswelle (3, 4), auf der das Losrad (16) angeordnet ist, erfolgt.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine lastschaltbare Getriebeanordnung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang umfassend eine Eingangswelle, zwei Abtriebswellen, eine Mehrzahl von Gängen, wobei die Gänge wechselweise auf den beiden Abtriebswellen angeordnet sind, eine Aktuatoreinheit und zwei Übertragungseinheiten, wobei jeweils eine Übertragungseinheit an jeweils einer Abtriebswelle angeordnet ist und die Übertragungseinheiten jeweils, unabhängig voneinander, über die Aktuatoreinheit aktuierbar sind.
  • Stand der Technik
  • Im Zusammenhang mit lastschaltbaren Getrieben sind insbesondere Doppelkupplungsgetriebe zu erwähnen. Bei Doppelkupplungsgetrieben wirkt jeweils eine Kupplung auf jeweils eine Getriebeeingangswelle. Dabei ist in der Regel eine Getriebeeingangswelle als Vollwelle ausgebildet und eine Getriebeeingangswelle als eine die Vollwelle teilweise umgebende Hohlwelle ausgebildet. Jeweils eine Getriebeeingangswelle kann jeweils einem Teilgetriebe zugeordnet werden. Über die Doppelkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes ist somit eine Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs antriebswirksam mit einem ersten Teilgetriebe und/oder einem zweiten Teilgetriebe verbindbar. Weiterhin umfasst ein Doppelkupplungsgetriebe zumindest eine Getriebeausgangswelle. Jedem Teilgetriebe sind mehrere Fahrstufen, auch Gangstufen oder Gänge genannt, zugeordnet, die jeweils unabhängig voneinander in den Kraftfluss zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle schaltbar sind. Um diese Fahrstufen wechseln zu können, muss eine der beiden Kupplungen der Doppelkupplung gelöst und die andere gleichzeitig eingerückt werden. Ein wesentlicher Nachteil eines Doppelkupplungsgetriebes ist dessen vergleichsweise komplizierter Aufbau, was sowohl die Herstellungs- wie auch die Wartungskosten erhöht.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine lastschaltbare Getriebeanordnung anzugeben, die das Funktionsprinzip der unterbrechungsfrei schaltbaren Schaltelemente anwendet und sich insbesondere durch ein verbessertes Schaltverhalten und einen kostenoptimierten Aufbau auszeichnet.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine lastschaltbare Getriebeanordnung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang umfassend eine Eingangswelle, zwei Abtriebswellen, eine Mehrzahl von Gängen, wobei jeweils ein Gang ein Losrad und ein Festrad aufweist, wobei die Losräder wechselweise auf den beiden Abtriebswellen angeordnet sind, eine Aktuatoreinheit und zwei Übertragungseinheiten, wobei jeweils eine Übertragungseinheit an jeweils einer Abtriebswelle angeordnet ist und die Übertragungseinheiten jeweils, unabhängig voneinander, über die Aktuatoreinheit aktuierbar sind, wobei die Übertragungseinheiten jeweils als ein selbsthemmend ausgeführtes erstes Schneckengetriebe ausgeführt sind und derart ausgebildet und angeordnet sind, dass über deren Aktuierung durch die Aktuatoreinheit bei einer Schaltung von einem Quellgang in einen Zielgang ein Drehzahlausgleich zwischen dem Losrad des Zielgangs und der Abtriebswelle, auf der das Losrad angeordnet ist, erfolgt.
  • Eine erfindungsgemäße lastschaltbare Getriebeanordnung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang umfasst eine Eingangswelle, zwei Abtriebswellen, eine Mehrzahl von Gängen, eine Aktuatoreinheit und zwei Übertragungseinheiten, nämlich eine erste Übertragungseinheit und eine zweite Übertragungseinheit.
  • Erfindungsgemäß ist jeweils eine Übertragungseinheit an jeweils einer der beiden Abtriebswellen angeordnet. Die Übertragungseinheiten sind entsprechend der vorliegenden Erfindung jeweils, unabhängig voneinander, über die Aktuatoreinheit aktuierbar.
  • Ein Gang weist erfindungsgemäß jeweils ein Losrad und ein Festrad auf, wobei die Losräder wechselweise auf den beiden Abtriebswellen angeordnet sind. Unter der Begrifflichkeit einer „wechselweisen Anordnung der Losräder“ ist in diesem Zusammenhang eine Anordnung zu verstehen bei der die Losräder der aufeinanderfolgenden Gänge abwechselnd auf einer der beiden Abtriebswellen angeordnet sind, beispielsweise das Losrad des ersten Gangs auf der ersten Abtriebswelle, das Losrad des zweiten Gangs auf der zweiten Abtriebswelle, das Losrad des dritten Gangs wieder auf der ersten Abtriebswelle, das Losrad des vierten Gangs wieder auf der zweiten Abtriebswelle usw.
  • Erfindungsgemäß sind die beiden Übertragungseinheiten jeweils als ein selbsthemmend ausgeführtes erstes Schneckengetriebe ausgebildet.
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung sind die Übertragungseinheiten derart ausgebildet ist, dass bei einer Schaltung von einem Quellgang in einen Zielgang über die Aktuierung der jeweiligen Übertragungseinheit durch die Aktuatoreinheit ein Drehzahlausgleich zwischen dem Losrad des Zielgangs und der Abtriebswelle, auf der dieses Losrad angeordnet ist, erfolgt.
  • Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen angegeben.
  • Die Aktuatoreinheit weist bevorzugt zumindest einen Aktuator sowie zwei nicht selbsthemmend ausgeführte zweite Schneckengetriebe auf, wobei jeweils ein zweites Schneckengetriebe jeweils einer Übertragungseinheit funktionswirksam zugeordnet ist.
  • Der Aktuator der Aktuatoreinheit kann beispielsweise elektrisch, elektromechanisch, hydraulisch oder pneumatisch ausgebildet sein. Es sind aber auch andere Ausgestaltungen des Aktuators, insbesondere Kombinationen der zuvor genannten technischen Möglichkeiten, denkbar.
  • Das jeweilige Losrad eines Gangs ist über ein Schaltelement mit der jeweiligen Abtriebswelle verbindbar, wobei das Schaltelement als ein unterbrechungsfrei schaltbares Schaltelement ausgebildet ist.
  • Die Schaltelemente bestehen aus zwei Klauenkupplungen, nämlich einer Schubklauenkupplung und einer Zugklauenkupplung, mit einem gemeinsamen Träger. Die Formgebung der Klauenkupplungen ist so gewählt, dass jeweils auf einer Seite eine Hinterschneidung und auf der jeweiligen gegenüberliegenden Seite eine abweisende Schräge angebracht ist. Beide Klauenkupplungen können jeweils unabhängig voneinander durch ein entsprechendes Schaltungssystem axial verschoben werden.
  • Die Richtungsangabe „axial“ beschreibt eine Richtung entlang einer Drehachse der jeweiligen Abtriebswelle.
  • Der Eingangswelle kann funktionswirksam ein Anfahrelement, wie beispielsweise eine Reibkupplung, zugeordnet sein. Ein solches Anfahrelement kann jedoch bei Elektrokraftfahrzeugen gänzlich entfallen.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen lastschaltbaren Getriebeanordnung weist jedes der beiden ersten Schneckengetriebe ein erstes Schneckenrad und zumindest eine erste Schneckenwelle und jedes der beiden zweiten Schneckengetriebe ein zweites Schneckenrad und zumindest eine zweite Schneckenwelle auf.
  • Die erste Schneckenwelle der ersten Übertragungseinheit und die zweite Schneckenwelle des jeweiligen zweiten Schneckengetriebes sind vorzugsweise drehbar in einem gemeinsamen ersten Gestell gelagert und miteinander antriebswirksam verbunden. Die erste Schneckenwelle der zweiten Übertragungseinheit und die zweite Schneckenwelle des jeweiligen zweiten Schneckengetriebes sind vorzugsweise drehbar in einem gemeinsamen zweiten Gestell gelagert und miteinander antriebswirksam verbunden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist das jeweilige erste Schneckenrad fest mit der jeweiligen Abtriebswelle verbunden und das jeweilige zweite Schneckenrad drehbar auf der jeweiligen Abtriebswelle gelagert und antriebswirksam mit der Aktuatoreinheit verbunden. Das jeweilige Gestell ist fest mit einem der jeweiligen Abtriebswelle zugeordneten Endabtrieb verbunden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist das jeweilige Gestell fest mit der jeweiligen Abtriebswelle verbunden und die jeweiligen zweiten Schneckenräder fest mit einem der jeweiligen Abtriebswelle zugeordneten Endabtrieb verbunden.
  • Unter der Begrifflichkeit „fest“ ist eine torsionssteife Verbindung zu verstehen.
  • Unter „Selbsthemmung“ in Bezug auf das erste Schneckengetriebe der Übertragungseinheit ist zu verstehen, dass es nicht möglich ist durch Einleitung von Drehmoment in das erste Schneckenrad des ersten Schneckengetriebes die erste Schneckenwelle des ersten Schneckengetriebes in Rotation zu versetzen.
  • Die erste Übertragungseinheit sowie die zweite Übertragungseinheit kann ausschließlich im gesperrten, d.h. selbstgehemmten, Zustand Drehmoment der Antriebseinheit übertragen und nie unter Differenzdrehzahl.
  • Figurenliste
  • Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
    • Fig zeigt eine beispielhafte Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen lastschaltbaren Getriebeanordnung.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Im Folgenden wird anhand von Fig. eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen lastschaltbaren Getriebeanordnung 1 beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarte Ausführungsform rein exemplarisch ist und andere Ausführungsformen verschiedene sowie alternative Ausgestaltungen, insbesondere die Zahnradsatzanordnung betreffend, haben können.
  • Die lastschaltbare Getriebeanordnung 1 stellt eine Komponente eines Kraftfahrzeugantriebsstranges mit einer Antriebseinheit 18, im vorliegenden Fall einer Verbrennungskraftmaschine, dar.
  • Die in Fig. dargestellte lastschaltbare Getriebeanordnung 1 ist als lastschaltbares Stufengetriebe mit sieben Vorwärtsgängen G1-G7, nämlich einem ersten Gang G1, einem zweiten Gang G2, einem dritten Gang G3, einem vierten Gang G4, einem fünften Gang G5 , einem sechsten Gang G6, einem siebten Gang G7, und einem Rückwärtsgang R, ausgebildet und weist eine Eingangswelle 2, ein Anfahrelement 15 zwei Abtriebswellen 3, 4, nämlich eine erste Abtriebswelle 3 und eine zweite Abtriebswelle 4, eine Aktuatoreinheit 5 sowie zwei Übertragungseinheiten 6, 6', nämlich eine erste Übertragungseinheit 6 und eine zweite Übertragungseinheit 6', auf.
  • Ein Gang G1-G7, R, auch Gangstufe genannt, setzt sich jeweils aus einem ihm zugeordneten Losrad 16 und einem ihm zugeordneten Festrad 14 zusammen. Der Einfachheit halber werden in weiterer Folge sämtliche Losräder mit dem Bezugszeichen „16“ versehen und sämtliche Festräder mit dem Bezugszeichen „14“ versehen, auch wenn diese sich je nach Gang unterscheiden. Ein Losrad 16 kann mit einem zumindest ihm zugeordneten Schaltelement D1-D4 torsionssteif mit der jeweiligen Abtriebswelle 3, 4, auf der es angeordnet ist, verbunden werden.
  • Die Schaltelemente weisen jeweils zwei Klauenkupplungen, nämlich eine Schubklauenkupplung und eine Zugklauenkupplung auf, mit einem gemeinsamen Träger auf. Die Formgebung der beiden Klauenkupplungen ist so gewählt, dass jeweils auf einer Seite eine Hinterschneidung und auf der gegenüberliegenden Seite eine abweisende Schräge angebracht ist. Beide Klauenkupplungen können jeweils unabhängig voneinander durch ein entsprechendes Schaltungssystem (nicht dargestellt) axial, nämlich entlang einer zentralen Drehachse der jeweiligen Abtriebswelle 3, 4, verschoben werden.
  • Das Anfahrelement 15 ist als eine Einfachkupplung, nämlich eine Reibkupplung, ausgebildet, deren Eingangsglied mit einer Antriebswelle der Antriebseinheit 18 des Kraftfahrzeugantriebsstrangs und deren Ausgangsglied mit der Eingangswelle 2 der lastschaltbaren Getriebeanordnung 1 antriebswirksam verbunden ist.
  • Die Aktuatoreinheit 5 weist einen Aktuator 24 und zwei nicht selbsthemmend ausgeführte zweite Schneckengetriebe 8, 8' auf.
  • Der Aktuator 24 ist als ein elektromechanischer Aktuator 24 ausgebildet und weist eine Klauenkupplung D7 auf. Über die Schaltung der Klauenkupplung D7 kann der Aktuator 24 wahlweise antriebswirksam mit dem der ersten Übertragungseinheit 6 zugeordneten zweiten Schneckengetriebe 8 oder dem der zweiten Übertragungseinheit 6' zugeordneten zweiten Schneckengetriebe 8' verbunden werden.
  • Die beiden Übertragungseinheiten 6, 6' sind jeweils als ein selbsthemmend ausgeführtes erstes Schneckengetriebe ausgebildet. Das jeweilige erste Schneckengetriebe umfasst ein erstes Schneckenrad 9, 9' und zwei erste Schneckenwellen 10, 10'. Das jeweilige zweite Schneckengetriebe 8, 8' umfasst ein zweites Schneckenrad 11, 11' und zwei zweite Schneckenwelle 12, 12'. Die Schneckenwellen 10 der ersten Übertragungseinheit 6 sowie die Schneckenwellen 12 des der ersten Übertragungseinheit 6 zugeordneten zweiten Schneckengetriebes 8 sind in einem gemeinsamen ersten Gestell 13 gelagert und miteinander über eine Stirnradverzahnung im Eingriff. Die Schneckenwellen 10` der zweiten Übertragungseinheit 6' sowie die Schneckenwellen 12' des der zweiten Übertragungseinheit 6' zugeordneten zweiten Schneckengetriebes 8' sind in einem gemeinsamen zweiten Gestell 13' gelagert und miteinander über eine Stirnradverzahnung im Eingriff. Die erste Übertragungseinheit 6 ist funktionswirksam auf der ersten Abtriebswelle 3 angeordnet. Die zweite Übertragungseinheit 6' ist funktionswirksam auf der zweiten Abtriebswelle 4 gelagert. Das erste Schneckenrad 9 der ersten Übertragungseinheit 6 ist torsionssteif mit der ersten Abtriebswelle 3 verbunden. Das erste Schneckenrad 9' des der zweiten Übertragungseinheit 6' ist torsionssteif mit der zweiten Abtriebswelle 4 verbunden. Das zweite Schneckenrad 11 des der ersten Übertragungseinheit 6 zugeordneten zweiten Schneckengetriebes 8 ist koaxial auf der ersten Abtriebswelle 3 gelagert und über eine erste Stirnradstufe 17 mit der Aktuatoreinheit 5 gekoppelt. Das zweite Schneckenrad 11' des der zweiten Übertragungseinheit 6' zugeordneten zweiten Schneckengetriebes 8' ist koaxial auf der zweiten Abtriebswelle 4 gelagert und über eine zweite Stirnradstufe 17' mit der Aktuatoreinheit 5 gekoppelt. Weiterhin ist das jeweilige Gestell 13, 13' koaxial zu der jeweiligen Abtriebswelle 3, 4 angeordnet und fest mit einem der jeweiligen Abtriebswelle 3, 4 zugeordneten Endabtrieb 22, 23 verbunden.
  • Auf der ersten Abtriebswelle 3 sind sämtliche ungeraden Gänge, nämlich der erste Gang G1, der dritte Gang G3, der fünfte Gang G5 und der siebte Gang G7, der lastschaltbaren Getriebeanordnung 1 angeordnet. Auf der zweiten Abtriebswelle 4 sind sämtliche geraden Gänge, nämlich der zweite Gang G2, der vierte Gang G4 und der sechste Gang G6, sowie der Rückwärtsgang R angeordnet. Sämtliche Losräder 16 der ungeraden Gänge G1, G3, G5, G7 sind auf der ersten Abtriebswelle 3 angeordnet. Sämtliche Losräder der geraden Gänge G2, G4, G6 sowie das Losrad 16 des Rückwärtsgangs R sind auf der zweiten Abtriebswelle 4 angeordnet. Die jeweiligen dazugehörenden Festräder 14 sind auf der Eingangswelle 2 der lastschaltbaren Getriebeanordnung 1 angeordnet. Die jeweiligen Losräder 16 sind über Schaltelemente D1-D4 mit der jeweiligen Abtriebswelle 3, 4, auf der sie angeordnet sind, torsionssteif verbindbar.
  • Das jeweilige erste Schneckengetriebe ist derart ausgelegt, dass bei einem Antrieb am jeweiligen ersten Schneckenrad 9, 9' Selbsthemmung vorherrscht. Das jeweilige zweite Schneckengetriebe 8, 8' ist derart ausgelegt, dass der Wirkungsgrad beim Antrieb am jeweiligen zweiten Schneckenrad 11, 11', d.h. auf Seiten der Verbindung mit der Aktuatoreinheit 5, und beim Abtrieb an der jeweiligen zweiten Schneckenwelle 12, 12', d.h. auf Seiten der Verbindung mit der jeweiligen ersten Schneckenwelle 10, 10', möglichst hoch ist.
  • Im Folgenden wird das Funktionsprinzip eines unterbrechungsfrei schaltbaren Schaltelements D1, D4 am Beispiel einer Zughochschaltung vom ersten Gang G1 in den zweiten Gang G2 beschrieben.
  • Bei einer Fahrt des Kraftfahrzeugs im ersten Gang G1 sind sowohl die Schubklauenkupplung wie auch die Zugklauenkupplung des vierten Schaltelements D4 am ersten Gang G1 eingelegt. Dadurch wir das Losrad 16 des ersten Gangs G1 im Zugbetrieb durch die Hinterschneidung der Zugklauenkupplung des vierten Schaltelements D4 torsionssteif mit der ersten Abtriebswelle 3 verbunden. Im Schubbetrieb erfolgt durch die Drehmomentumkehr ein Anlagenwechsel. Dementsprechend wird das Losrad 16 des ersten Gangs G1 durch die Hinterschneidung der Schubklauenkupplung des vierten Schaltelements D4 mit der ersten Abtriebswelle 3 gekoppelt. Gleichzeitig ist das Anfahrelement 15 dauerhaft geschlossen. Hierdurch wird das Drehmoment von der Antriebseinheit 18 über das geschlossene Anfahrelement 15 auf die Eingangswelle 2 geleitet und anschließend durch die Zahnradstufe, bestehend aus Festrad 14 und Losrad 16, des ersten Gangs G1 auf die erste Abtriebswelle 3 und somit auf einen der ersten Abtriebswelle 3 zugeordneten ersten Endabtrieb 22 übertragen. Nachdem der Schaltvorgang durch ein Getriebesteuergerät (nicht dargestellt) eingeleitet wurde, wird die lastlose Schubklauenkupplung des vierten Schaltelements D4 am ersten Gang G1 durch das Schaltungssystem (nicht dargestellt) ausgelegt. Im nächsten Schritt wird die Zugklauenkupplung des ersten Schaltelements D1 am Losrad 16 des zweiten Gangs G2 eingelegt. Das Einlegen der Zugklauenkupplung des ersten Schaltelements D1 ist trotz der höheren Drehzahl des Losrads 16 des zweiten Gangs G2 gegenüber der zweiten Abtriebswelle 4 aufgrund der längeren Übersetzung durch das Spiel zwischen Zugklauenkupplung des ersten Schaltelements D1 und dem Losrad 16 des zweiten Gangs G2 möglich. In diesem Betriebszustand sind kurzzeitig der erste Gang G1 und der zweite Gang G2 gleichzeitig eingelegt, allerdings ist ausschließlich der erste Gang G1 drehmomentführend. Nachdem das Losrad 16 des zweiten Gangs G2 an der Hinterschneidung der Zugklauenkupplung des ersten Schaltelements D1 anliegt, wird das Drehmoment nahtlos vom ersten Gang G1 an den zweiten Gang G2 übergeben. Dadurch ist die Antriebseinheit 18 mit dem zweiten Gang G2 antriebswirksam gekoppelt. Dementsprechend wird die Drehzahl der Antriebseinheit 18 durch die näherungsweise gleichbleibende Drehzahl an der ersten Abtriebswelle reduziert. Als Resultat rotiert das Losrad 16 des ersten Gangs G1 langsamer als die erste Abtriebswelle 3. Dadurch löst sich das Losrad 16 des ersten Gangs G1 von der Hinterschneidung der Zugklauenkupplung des vierten Schaltelements D4 ab. Das Ablösen ist möglich, da zu Beginn des Schaltvorgangs die Schubklauenkupplung des vierten Schaltelements D4 am Losrad 16 des ersten Gangs G1 ausgelegt wurde. Im Folgenden wird das Losrad 16 des ersten Gangs G1 von der ersten Abtriebswelle überholt und die Zugklauenkupplung des vierten Schaltelements D4 aufgrund der Schrägung selbstständig ausgelegt. Der gesamte oben beschriebene Funktionsablauf ist bei einem Schaltvorgang innerhalb weniger Millisekunden abgeschlossen. Im letzten Schritt wird am Losrad 16 des zweiten Gangs G2 die Schubklauenkupplung des ersten Schaltelements D1 für Lastwechselreaktionen eingelegt und der Schaltvorgang ist beendet. Die lastschaltbaren Schubrückschaltungen erfolgen nach dem gleichen Prinzip.
  • Durch die vorliegende Erfindung wird der Schaltvorgang der unterbrechungsfreien Schaltelemente am Beispiel einer Zughochschaltung vom ersten Gang G1 in den zweiten Gang G2 dahingehend verbessert, dass die Zugklauenkupplung des ersten Schaltelements D1 am Losrad 16 des zweiten Gangs G2 nicht unsynchronisiert eingelegt wird, sondern zunächst eine Drehzahlsynchronisierung zwischen dem Losrad 16 des zweiten Gangs G2 und der zweiten Abtriebswelle 4 erfolgt. Dazu wird durch den Aktuator 24 und das Schaltelement D7 (Schaltstellung rechts) die zweite Übertragungseinheit 6' durch das zweite Schneckenrad des zweiten Schneckengetriebes der zweiten Übertragungseinheit 11' angetrieben. Dadurch wird die Selbsthemmung zwischen dem ersten Schneckenrad der zweiten Übertragungseinheit 9' und der ersten Schneckenwelle der zweiten Übertragungseinheit 10' aufgehoben und die Drehzahlen zwischen dem Losrad 16 des zweiten Gangs G2 und der zweiten Abtriebswelle 4 synchronisiert. Besteht Drehzahlgleichheit, wird die Zugklauenkupplung des ersten Schaltelements D1 eingelegt und anschließend die zweite Übertragungseinheit 6' nicht weiter angetrieben, sodass zwischen dem ersten Schneckenrad der zweiten Übertragungseinheit 9' und der ersten Schneckenwelle der zweiten Übertragungseinheit 10' wieder Selbsthemmung besteht und dementsprechend die Differenzdrehzahl zwischen der zweiten Abtriebswelle 4 und dem zweiten Endabtrieb 23 gleich Null ist. Der weitere Verlauf des Schaltvorgangs erfolgt analog zu der oben genannten Beschreibung.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Lastschaltbare Getriebeanordnung
    2
    Eingangswelle
    3
    Erste Abtriebswelle
    4
    Zweite Abtriebswelle
    5
    Aktuatoreinheit
    6
    Erste Übertragungseinheit
    6'
    Zweite Übertragungseinheit
    8
    Zweites Schneckengetriebe (der ersten Übertragungseinheit)
    8'
    Zweites Schneckengetriebe (der zweiten Übertragungseinheit)
    9
    Erstes Schneckenrad der ersten Übertragungseinheit
    9'
    Erstes Schneckenrad der zweiten Übertragungseinheit
    10
    Erste Schneckenwelle der ersten Übertragungseinheit
    10'
    Erste Schneckenwelle der zweiten Übertragungseinheit
    11
    Zweites Schneckenrad des zweiten Schneckengetriebes (der ersten Übertragungseinheit)
    11'
    Zweites Schneckenrad des zweiten Schneckengetriebes (der zweiten Übertragungseinheit)
    12
    Zweite Schneckenwelle des zweiten Schneckengetriebes (der ersten Übertragungseinheit)
    12'
    Zweite Schneckenwelle des zweiten Schneckengetriebes (der zweiten Übertragungseinheit)
    13
    Erstes Gestell
    13'
    Zweites Gestell
    14
    Festrad
    15
    Anfahrelement
    16
    Losrad
    17
    Erste Stirnradstufe
    17'
    Zweite Stirnradstufe
    18
    Antriebseinheit
    22
    Erster Endabtrieb
    23
    Zweiter Endabtrieb
    24
    Aktuator
    G1
    Erster Gang
    G2
    Zweiter Gang
    G3
    Dritter Gang
    G4
    Vierter Gang
    G5
    Fünfter Gang
    G6
    Sechster Gang
    G7
    Siebter Gang
    R
    Rückwärtsgangstufe
    D1
    Erstes Schaltelement
    D2
    Zweites Schaltelement
    D3
    Drittes Schaltelement
    D4
    Viertes Schaltelement
    D7
    Klauenkupplung

Claims (7)

  1. Lastschaltbare Getriebeanordnung (1) für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang umfassend - eine Eingangswelle (2), - zwei Abtriebswellen (3, 4), - eine Mehrzahl von Gängen (G1-G7, R), wobei jeweils ein Gang (G1-G7, R) ein Losrad (16) und ein Festrad (14) aufweist, wobei die Losräder (16) wechselweise auf den beiden Abtriebswellen (3, 4) angeordnet sind, - eine Aktuatoreinheit (5) und - zwei Übertragungseinheiten (6, 6'), wobei jeweils eine Übertragungseinheit (6, 6') an jeweils einer Abtriebswelle (3, 4) angeordnet ist und die Übertragungseinheiten (6, 6') jeweils, unabhängig voneinander, über die Aktuatoreinheit (5) aktuierbar sind, wobei die Übertragungseinheiten (6, 6') jeweils als ein selbsthemmend ausgeführtes erstes Schneckengetriebe ausgeführt sind und derart ausgebildet und angeordnet sind, dass über deren Aktuierung durch die Aktuatoreinheit (5) bei einer Schaltung von einem Quellgang in einen Zielgang ein Drehzahlausgleich zwischen dem Losrad (16) des Zielgangs und der Abtriebswelle (3, 4), auf der das Losrad (16) angeordnet ist, erfolgt.
  2. Lastschaltbare Getriebeanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoreinheit (5) zumindest einen Aktuator (24) sowie zwei nicht selbsthemmend ausgeführte zweite Schneckengetriebe (8, 8') aufweist, wobei jeweils ein zweites Schneckengetriebe (8, 8') jeweils einer Übertragungseinheit (6, 6') funktionswirksam zugeordnet ist.
  3. Lastschaltbare Getriebeanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass das Losrad (16) über ein Schaltelement mit der jeweiligen Abtriebswelle (3, 4) verbindbar ist, wobei das Schaltelement als ein unterbrechungsfrei schaltbares Schaltelement (D1-D4) ausgebildet ist.
  4. Lastschaltbare Getriebeanordnung (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , dass der Eingangswelle (2) funktionswirksam ein Anfahrelement (15) zugeordnet ist.
  5. Lastschaltbare Getriebeanordnung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass das jeweilige erste Schneckengetriebe ein erstes Schneckenrad (9, 9') und zumindest eine erste Schneckenwelle (10, 10') und das jeweilige zweite Schneckengetriebe (8, 8') ein zweites Schneckenrad (11, 11') und zumindest eine zweite Schneckenwelle (12, 12') aufweist, wobei die erste Schneckenwelle (10) der ersten Übertragungseinheit (6) und die zweite Schneckenwelle (12) des zweiten Schneckengetriebes (8), das der ersten Übertragungseinheit (6) funktionswirksam zugeordnet ist, drehbar in einem gemeinsamen ersten Gestell (13) gelagert sind und miteinander antriebswirksam verbunden sind und die erste Schneckenwelle (10') der zweiten Übertragungseinheit (6') und die zweite Schneckenwelle (12')des zweiten Schneckengetriebes (8'), das der zweiten Übertragungseinheit (6') funktionswirksam zugeordnet ist, drehbar in einem gemeinsamen zweiten Gestell (13') gelagert sind und miteinander antriebswirksam verbunden sind.
  6. Lastschaltbare Getriebeanordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass das jeweilige erste Schneckenrad (9, 9') fest mit der jeweiligen Abtriebswelle (3, 4) verbunden ist und das jeweilige zweite Schneckenrad (11) drehbar auf der jeweiligen Abtriebswelle (3, 4) gelagert ist und antriebswirksam mit dem Aktuator (24) verbunden ist, wobei das jeweilige Gestell (13, 13') fest mit einem der jeweiligen Abtriebswelle (3, 4) zugeordneten Endabtrieb (22, 23) verbunden ist.
  7. Lastschaltbare Getriebeanordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige erste Schneckenrad (9, 9') fest mit einem der jeweiligen Abtriebswelle (3, 4) zugeordneten Endabtrieb (22, 23) verbunden ist und das jeweilige zweite Schneckenrad (11) drehbar auf der jeweiligen Abtriebswelle (3, 4) gelagert ist und antriebswirksam mit dem Aktuator (24) verbunden ist, wobei das jeweilige Gestell (13, 13') fest mit der jeweiligen Abtriebswelle (3, 4) verbunden ist.
DE102019206301.2A 2019-05-02 2019-05-02 Lastschaltbare Getriebeanordnung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang Pending DE102019206301A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019206301.2A DE102019206301A1 (de) 2019-05-02 2019-05-02 Lastschaltbare Getriebeanordnung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019206301.2A DE102019206301A1 (de) 2019-05-02 2019-05-02 Lastschaltbare Getriebeanordnung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019206301A1 true DE102019206301A1 (de) 2020-11-05

Family

ID=72839264

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019206301.2A Pending DE102019206301A1 (de) 2019-05-02 2019-05-02 Lastschaltbare Getriebeanordnung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102019206301A1 (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1817515B1 (de) Aktuatoranordnung mit schaltwalzen für ein doppelkupplungsgetriebe
EP1815162B1 (de) Stufenwechselgetriebe für ein kraftfahrzeug
EP2019939B1 (de) Mehrgruppengetriebe und verfahren zum gangwechsel bei einem mehrgruppengetriebe
WO2001061212A1 (de) Drehmomentübertragungsvorrichtung, insbesondere mit doppelkupplungsgetriebe
EP2002146A1 (de) Lastschaltbares getriebe für ein nutzfahrzeug
WO2015014453A1 (de) Schaltgetriebe für eine antriebseinheit eines elektrofahrzeugs und verfahren zum betrieb des schaltgetriebes
WO2005093289A1 (de) Doppelkupplungsgetriebe
WO2005108822A1 (de) Schaltgetriebe in vorgelegewellenbauweise
WO2011128148A1 (de) Doppelkupplungs-gruppengetriebe und verfahren zur betätigung eines doppelkupplungs-gruppengetriebes
DE102018203456B4 (de) Antriebsvorrichtung für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug
DE102007010292A1 (de) Schaltvorrichtung für ein Getriebe, insbesondere ein Doppelkupplungs-Wechselgetriebe
EP3259497B1 (de) Doppelkupplungsgetriebe für ein kraftfahrzeug
WO2015149823A1 (de) Geschwindigkeits-wechselgetriebe für ein kraftfahrzeug
EP1556637A1 (de) Gangschaltmechanismen
DE102009056045A1 (de) Zweiwellenschaltgetriebe eines Motorfahrzeugs
EP2019229B1 (de) Stufengetriebe mit Doppelkupplung
DE10347273B4 (de) Parallelstranggetriebe für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben
DE102019130357B4 (de) Aktuatoranordnung und Getriebeanordnung mit einer solchen Aktuatoranordnung
DE102019204689B3 (de) Lastschaltbare Getriebeanordnung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang
DE102019206301A1 (de) Lastschaltbare Getriebeanordnung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang
DE102011105065A1 (de) Zweiwellenschaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102021211734B3 (de) Drei- oder Vierganggetriebe für einen elektrischen Antrieb
DE102019206298A1 (de) Lastschaltbare Getriebeanordnung
DE10149173A1 (de) Verbindungsglied (Kupplungselement)zur torsionsmomentenunterbrechungsfreien Übersetzungsumschaltung in Getrieben
DE102020203791A1 (de) Doppelkupplungsgetriebe und Hybrid-Antriebsstrang