WO2009015633A1 - Vorgelegegetriebe - Google Patents

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WO2009015633A1
WO2009015633A1 PCT/DE2008/001148 DE2008001148W WO2009015633A1 WO 2009015633 A1 WO2009015633 A1 WO 2009015633A1 DE 2008001148 W DE2008001148 W DE 2008001148W WO 2009015633 A1 WO2009015633 A1 WO 2009015633A1
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transmission
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input shaft
constant
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PCT/DE2008/001148
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Andreas Knoll
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Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg
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    • 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
    • F16H3/091Toothed 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 including a single countershaft
    • F16H3/0915Toothed 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 including a single countershaft with coaxial input and output shafts
    • 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
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    • F16H55/14Construction providing resilience or vibration-damping
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    • F16H57/0006Vibration-damping or noise reducing means specially adapted for gearings
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    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/17Toothed wheels

Definitions

  • the invention relates to a countershaft transmission in which a direct gear is formed by connecting the transmission input shaft and transmission output shaft.
  • Such countershaft transmissions are known.
  • the transmission input shaft can be rotatably connected to the transmission output shaft, whereby a direct gear is formed.
  • the countershaft is coupled to the transmission output shaft by means of a fixed toothing and no gear is connected between the transmission input shaft and the countershaft.
  • the object of the invention is the further improvement of such countershaft transmission in particular against the background to further increase the comfort and long-term strength.
  • a countershaft transmission with three shafts, wherein two shafts are arranged about a common axis of rotation and the third shaft to this axis of rotation arranged in parallel and is rotatably connected by means of a constant toothing with one of the other two shafts, wherein in the constant toothing a damping device is integrated.
  • a countershaft transmission has a direct gear within the meaning of the invention.
  • a particularly advantageous embodiment is provided by a countershaft transmission for connecting several gears by connecting two shafts arranged between these gear ratios different ratio, a transmission input shaft and a transmission output shaft and a parallel to the transmission output shaft countershaft, wherein between the transmission input shaft and countershaft several gear sets are arranged and the countershaft is connected by means of a constant toothing with the transmission input shaft and a direct gear, the transmission input shaft and transmission output shaft are connected directly to each other formed, wherein the countershaft is subjected at least during a circuit of the direct gear damping of torsional vibrations.
  • the countershaft can also be load-free or almost load-free, so that in these driving situations, the effect of the damping device may also be beneficial.
  • a countershaft transmission in which a constant toothing between countershaft and a further shaft arranged parallel thereto is provided.
  • transmission input shaft and transmission output shaft are advantageously arranged on a rotation axis and the countershaft parallel to this axis of rotation.
  • the constant gearing then forms a rotary connection between the transmission input shaft and countershaft, but may also be advantageous in which the transmission input shaft is arranged on a rotation axis with the crankshaft and the transmission output shaft therefore forms a constant gearing with the countershaft.
  • the countershaft transmission can be improved independently of the structural design with respect to its vibration behavior.
  • a damping device is provided for this purpose. This can advantageously be integrated into the toothing between countershaft and transmission output shaft.
  • a damping device can be integrated in one of the gears forming the constant teeth, for example by a gear, preferably the gear with the larger diameter is divided at least in an input and an output part and at least one effective in the circumferential direction energy storage is interposed.
  • a device may be provided which forms a hysteresis during a relative rotation between input and output part.
  • a friction device can be provided which is one or more stages depending on the angle of rotation and / or dragged, that is, only after passing through a predetermined angle is effective and / or passes into a higher friction stage.
  • To form the friction materials may be provided which have a higher coefficient of friction than the steel used in the gear components.
  • the friction device is with respect to their friction surface advantageously braced easily against the intended counter friction.
  • optionally correspondingly axially effective energy storage can be provided.
  • Input and output part of the damping device may be formed from the hub and the ring gear of a gear of the constant teeth, wherein the gear may be formed as a unit and subsequently, for example by means of internal teeth on a cleared teeth of the countershaft or the transmission output shaft, rotatably received and secured axially becomes.
  • the gear may be shrunk, welded or otherwise received on one of the shafts.
  • the shaft can be forged and serve a forged approach as an input part for the damping device to which the other components such as energy storage, optionally friction device and ring gear are grown.
  • the damping device can only rotate to a limited extent and forms a stop after reaching the predetermined angle of rotation, preferably in both directions but at least in the pulling direction, whereby this can be kept as low as possible without jamming to enforce the gearing.
  • a maximum angle of rotation for the torque device results. It is understood that the attacks can not abruptly but smoothly approached by accordingly, for example by means of block-going springs when using circumferentially effective compression springs as energy storage.
  • Further energy stores may be elastic elements such as rubber blocks, in particular "silent blocks.” Oil resistance over the lifetime is of particular advantage .At least one, preferably a plurality of energy stores distributed over the circumference can be provided, which are supported on receiving surfaces of the input and output parts , These support surfaces can already be provided during the manufacture of the parts, for example by means of forging, die-casting or Blechumform compiler.
  • a further type of damping in the form of a direct elastic tension of at least the first gear can serve with a rolling off on this tooth of the associated second gear of the constant gearing.
  • an elastically against the action of at least one energy storage in the direction of rotation against the gear limited displaceable component may be provided on a gear of the constant toothing, which between at least one pair of mutually meshing tooth flanks Constant toothing intervenes.
  • a ring on one side of one of the gears of the constant teeth opposite to the effect of at least one circumferentially effective energy storage may be attached, which has at least one, advantageously over a plurality of circumferentially distributed tongues axially between the intermeshing tooth flanks of teeth the constant teeth are introduced. Due to the force of the at least one energy store, which is supported on the toothed wheel in the circumferential direction, the teeth are braced by the tongues sliding between them, so that a toothed play is compensated.
  • a device for the eradication of torsional vibrations can be provided in the region of the countershaft.
  • the countershaft can be designed such that it acts as absorber mass.
  • the countershaft can have an area with a mass accumulation, so that the increased moment of inertia does not excite an excitation of a torsional vibration or at least only slightly and advantageously remains unnoticed by the driver or occupant.
  • the vibration damping can be compared to the countershaft against the action of at least one circumferentially effective energy storage relatively rotatable mass, for example in the form of a mounted around the countershaft and mounted on this mass ring.
  • FIG. 2 shows a design example of a damping device in section
  • Figure 4 shows another embodiment of a damping device.
  • a countershaft transmission 1 has a transmission input shaft 2, a transmission output shaft 3 and a countershaft 4.
  • the shortened transmission input shaft 2 and the transmission output shaft 3 rotate within the usual tolerances about the common axis of rotation 5 and by means of a clutch 6 rotatably to form a direct gear, in which the speed of the at Transmission input shaft 2 coupled internal combustion engine with a closed friction clutch - not shown - is transferred to the subsequent to the transmission output shaft differential 17 and from there to the drive wheels.
  • the clutch is open 6, the torque transmission at changed speed via a constant toothing 7, which is formed from the fixed to the transmission input shaft 2 gear 9 and fixed to the countershaft 4 gear 9.
  • a damping device 10 for damping torsional vibrations of the countershaft 4 is provided in the constant toothing 7 - here within the gear 9 - . It is understood that the damping device 10 may also be accommodated in the gear 8.
  • the gear sets 11, 12, 13, 14 are each paired but alternately switched by the clutches 15, 16, whereby each one of the driving situation corresponding translation is selected.
  • the shifting of a gear takes place by connecting the respective idler gear to the countershaft 4 through the clutch 15, 16.
  • the number, arrangement and translation of the individual gear sets is not limiting for the content of the proposed invention. Rather, other translation combinations can be operated by a clutch and the number of gear sets can be varied. In particular, a - not shown - reverse gear can be provided.
  • the clutch 6 can switch an additional gear set. If one of the gear sets 11 to 14 is engaged, torque is transmitted from the transmission input shaft 2 via the constant gearing to the countershaft 4 and via the selected, that is, by a clutches 15, 16 gear set 11 to 14 on the transmission output shaft. 3
  • the countershaft 4 In special driving situations, for example in sailing operation with an open clutch or at partial load conditions and when a direct gear is engaged, the countershaft 4 is load-free or at least virtually free of load, whereby this particularly easy to ride comfort affecting and wear-increasing torsional vibrations can be excited, especially if the teeth of the gears. 8 , 9 of the constant toothing 7 abut each other.
  • the torque damper 10 is used, which is explained in more detail in the following figures 2 and 3.
  • the countershaft 4 may be provided to reduce an excitation of torsional vibrations with a mass, not shown, which may already be provided during manufacture for increasing the moment of inertia of the countershaft or is subsequently attached thereto.
  • the embodiment shown has a solution of an absorber device 18, in which a damping mass 20 against the force acting in the circumferential direction of an energy storage device 21, which may be formed from one or more distributed over the circumference coil springs, such as compression springs, limited displacement.
  • an energy storage device 21 which may be formed from one or more distributed over the circumference coil springs, such as compression springs, limited displacement.
  • the Energy storage 21 disposed between a firmly connected to the countershaft 4 input part 19 and the mass and preferably clamped in the circumferential direction.
  • the absorber mass 20 may be mounted on the countershaft 4 or the input part 19, for example by means of a sliding or rolling bearing.
  • FIG 2 shows an embodiment of an already schematically shown in Figure 1, in the gear 9 of the constant toothing 7 integrated damping device 10 in section.
  • the countershaft 4 has a projection 22, which is formed here in one piece with the countershaft 4, but can also be applied in a rotationally fixed manner as a separate part.
  • the projection 22 receives at separately recessed pockets 24 a plurality of distributed over the circumference energy storage 23, which are supported at one end to the neck 22.
  • the other end of the energy storage 23, which are shown here as coil springs, is supported on complementary to the pockets 24 formed pockets 25 of the gear 9 from.
  • the gear 9 is rotatable, for example, by means of a slide bearing, not shown, received on a stepped portion 26 of the countershaft 4 and axially secured (not shown).
  • a bearing of the gear 9 instead take place on the neck 22.
  • the energy storage 21 may be housed in complementary cages 27, 28, which are introduced into the pockets 24, 25, which on the one hand a simplified assembly can be done, since the energy storage 21 in these cages 27, 28 can be pre-assembled as a module.
  • the cages 27, 28 rotating against each other can be used as a friction device by rubbing against one another at their end faces. A bracing can be done by the axial securing of the gear 9 on the countershaft 4.
  • FIG 3 shows in addition to the figures 1 and 2, the damping device 10 in plan view with partially cut surface.
  • the helical gear 9 and the neck 22 are provided with a VerFDspiel d, which is greater than the maximum backlash.
  • the torsional backlash d is dependent on the desired application, for example, a large torsional backlash may also be advantageous for damping a shift or starting pressure, and may, if this is not desired, be less, for example in the region of the backlash of the teeth of the constant gearing.
  • the energy storage 21 in cages (only cage 28 visible) housed. After exhausting the Verfitspiels d beat approach 22 and gear 9 to each other and the damping effect is released.
  • FIG 4 shows an embodiment of a damping device 30 for the elastic tension of the gear 9 with the gear 8 of the constant toothing 7 (see Figure 1) in detail.
  • a component 29 for example, a ring or a plurality of segment-like, the circumference of the gear 9 following components limited against at least one circumferentially effective energy storage device 31 rotatably received.
  • the component 29 has at least one, advantageously a larger number of circumferentially distributed tongues 32, which extend radially outward first to the height of the tooth flanks 33 of the teeth of the gear 9 and are then folded axially inwards so that they come into contact with the tooth flanks 33. It is understood that for the sake of clarity, the tongues 32 are not reproduced to scale.
  • the material thickness of the tongues 32 is adapted to the backlash of the constant toothing.
  • the teeth 34 are clamped to the teeth of the corresponding gear only by means of appropriately designed tongues or profiles which rest against the phases of the gears and space them. It is emphasized that such a tension is effective only in the load-free state and roll the tooth flanks under load between the tongues 32 under load. It is advantageous if for this purpose the tongues 32 or the entire component 29 are hardened.
  • the damping device 10, 30 is not arranged on a countershaft 4, but on a transmission input shaft 2, 3.
  • the damping system 10, 30 is then arranged on at least one of these shafts 2, 3.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Vorgelegegetriebe (1) mit einer Getriebeeingangswelle (2) und einer auf gleicher Drehachse angeordneten Getriebeausgangswelle (3) und einer parallel hierzu angeordneten Vorgelegewelle (4), wobei zwischen Vorgelegewelle und Getriebeeingangswelle Zahnradpaare (11,12,13,14) unterschiedlicher Übersetzung zur Bildung von einzelnen Gängen schaltbar sind und die Getriebeeingangswelle und die Getriebeausgangswelle zur Bildung eines Direktgangs direkt verbindbar sind. Zur Bildung eines besonders geräuscharmen Vorgelegegetriebes ist während der Schaltung des Direktgangs die Vorgelegewelle einer Drehschwingungsdämpfung unterworfen.

Description

Vorqeleαeqetriebe
Die Erfindung betrifft ein Vorgelegegetriebe, bei dem durch Verbinden von Getriebeeingangswelle und Getriebeausgangswelle ein Direktgang gebildet wird.
Derartige Vorgelegegetriebe sind bekannt. Neben der Schaltung von einzelnen Gängen mittels Zahnradsätzen, die durch jeweils ein Festrad und ein von einer Schalteinrichtung mit der zugehörigen Welle drehfest verbindbares Losrad gebildet ist, kann die Getriebeeingangswelle drehfest mit der Getriebeausgangswelle verbunden werden, wodurch ein Direktgang gebildet wird. Während der Schaltung des Direktgangs ist die Vorgelegewelle mit der Getriebeausgangswelle mittels einer Festverzahnung gekoppelt und kein Gang zwischen der Getriebeeingangswelle und der Vorgelegewelle geschaltet.
Die Aufgabe der Erfindung ist die weitere Verbesserung derartiger Vorgelegegetriebe insbesondere vor dem Hintergrund, den Komfort und die Langzeitfestigkeit weiter zu steigern.
Die Aufgabe wird durch ein Vorgelegegetriebe mit drei Wellen, wobei zwei Wellen um eine gemeinsame Drehachse angeordnet sind und die dritte Welle zu dieser Drehachse parallel angeordnet und mittels einer Konstantverzahnung mit einer der beiden anderen Wellen in Drehverbindung steht, gelöst, wobei in der Konstantverzahnung eine Dämpfungseinrichtung integriert ist. Ein derartiges Vorgelegegetriebe verfügt im Sinne der Erfindung über einen Direktgang.
Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel wird durch ein Vorgelegegetriebe zur Schaltung mehrerer Gänge durch Verbinden zweier Wellen mittels zwischen diesen angeordneten Zahnradübersetzungen unterschiedlicher Übersetzung, einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle sowie einer zu der Getriebeausgangswelle parallel angeordneten Vorgelegewelle, wobei zwischen Getriebeeingangswelle und Vorgelegewelle mehrere Zahnradsätze angeordnet sind und die Vorgelegewelle mittels einer Konstantverzahnung mit der Getriebeeingangswelle verbunden ist und einem Direktgang, bei dessen Schaltung Getriebeeingangswelle und Getriebeausgangswelle direkt miteinander verbunden werden, gebildet, wobei die Vorgelegewelle zumindest während einer Schaltung des Direktgangs einer Dämpfung von Drehschwingungen unterworfen ist. Es versteht sich, dass in besonderen Fahrsitua- tionen die Vorgelegewelle ebenfalls lastfrei oder nahezu lastfrei sein kann, so dass in diesen Fahrsituationen die Wirkung der Dämpfungseinrichtung ebenfalls von Vorteil sein kann.
Als Vorgelegegetriebe können zudem alle Arten verwendet werden, bei denen eine Konstantverzahnung zwischen Vorgelegewelle und einer parallel hierzu angeordneten weiteren Welle vorgesehen ist. In vorteilhaften Ausführungen sind beispielsweise Getriebeeingangswelle und Getriebeausgangswelle vorteilhafter Weise auf einer Drehachse und die Vorgelegewelle parallel zu dieser Drehachse angeordnet. Die Konstantverzahnung bildet dann eine Drehverbindung zwischen Getriebeeingangswelle und Vorgelegewelle, vorteilhaft kann jedoch auch ein Aufbau sein, bei dem die Getriebeeingangswelle auf einer Drehachse mit der Kurbelwelle angeordnet ist und die Getriebeausgangswelle daher eine Konstantverzahnung mit der Vorgelegewelle bildet. Das Vorgelegegetriebe kann unabhängig vom konstruktiven Aufbau bezüglich seines Schwingungsverhaltens verbessert werden. Hierdurch können insbesondere Geräusche, die beispielsweise durch Rasseln der nicht unter Last stehenden Vorgelegewelle bedingt sind, vermindert werden. Durch die Dämpfung der Drehschwingungen kann das Zahnspiel der Konstantverzahnung so eingestellt werden, dass sich in kraftfreiem Zustand nahezu kein Zahnspiel einstellt und entgegen der Wirkung zumindest eines Energiespeichers ein Zahnspiel erfolgen kann. Auf diese Weise kann eine Schwingung der Vorgelegewelle gegen die Getriebeausgangswelle, die ein Rasseln, beispielsweise bewirkt durch ein Gegeneinan- derschlagen der Verzahnungen der Konstantverzahnung, erfolgreich vermieden werden.
Die Dämpfung der Drehschwingungen erfolgt in vorteilhafter Weise mittels Dämpfung und/oder Tilgung. Soll eine Dämpfung der Schwingungen zwischen Vorgelegewelle und Getriebeausgangswelle erfolgen wird hierzu eine Dämpfungseinrichtung vorgesehen. Diese kann vorteilhafter Weise in die Verzahnung zwischen Vorgelegewelle und Getriebeausgangswelle integriert ist. Dabei kann in einem der die Konstantverzahnung bildenden Zahnräder eine Dämpfungseinrichtung integriert sein, beispielsweise indem ein Zahnrad, vorzugsweise das Zahnrad mit dem größeren Durchmesser zumindest in ein Ein- und ein Ausgangsteil aufgeteilt wird und zumindest ein in Umfangsrichtung wirksamer Energiespeicher zwischengeschaltet wird. Zudem kann eine Einrichtung vorgesehen sein, die während einer Relativverdrehung zwischen Ein- und Ausgangsteil eine Hysterese ausbildet. Beispielsweise kann eine Reibeinrichtung vorgesehen sein, die ein oder mehrstufig in Abhängigkeit vom Verdrehwinkel und/oder verschleppt ist, das heißt, erst nach Durchfahren eines vorgegebenen Winkels wirksam wird und/oder in eine Stufe mit höherer Reibung übergeht. Zur Bildung der Reibung können Materialien vorgesehen sein, die einen höheren Reibkoeffizienten aufweisen als der in den Zahnradbauteilen verwendete Stahl. Die Reibeinrichtung wird bezüglich ihrer Reibfläche vorteilhafter Weise leicht gegen die vorgesehene Gegenreibfläche verspannt. Hierzu können gegebenenfalls entsprechend axial wirksame Energiespeicher vorgesehen werden.
Ein- und Ausgangsteil der Dämpfungseinrichtung können aus der Nabe und dem Zahnkranz eines Zahnrads der Konstantverzahnung gebildet sein, wobei das Zahnrad als Baueinheit ausgebildet sein kann und nachträglich, beispielsweise mittels einer Innenverzahnung an einer geräumten Verzahnung der Vorgelegewelle oder der Getriebeausgangswelle, drehfest aufgenommen und axial gesichert wird. Alternativ kann dass Zahnrad aufgeschrumpft, aufgeschweißt oder auf andere Weise auf eine der Wellen aufgenommen werden. In besonders ausgestalteten Ausgestaltungsbeispielen kann die Welle geschmiedet sein und ein angeschmiedeter Ansatz als Eingangsteil für die Dämpfungseinrichtung dienen, um das die übrigen Bauteile wie Energiespeicher, gegebenenfalls Reibeinrichtung und Zahnkranz angebaut werden. Um das über das Getriebe zu übertragende Moment sicher übertragen zu können, ist die Dämpfungseinrichtung nur begrenzt verdrehbar und bildet nach Erreichen des vorgegebenen Verdrehwinkels vorzugsweise in beide Richtung zumindest jedoch in Zugrichtung einen Anschlag, wobei dieser so gering wie möglich gehalten werden kann, ohne ein Verspannen der Verzahnungen zu erzwingen. Als Folge der sich ergebenden Toleranzen zuzüglich des für die Laufzeit des Getriebes sich ergebenden Verschleißes ergibt sich ein maximaler Verdrehwinkel für die Drehmomenteinrichtung. Es versteht sich, dass die Anschläge nicht abrupt sondern fließend angefahren werden können, indem sie entsprechend, beispielsweise mittels auf Block gehender Federn bei Verwendung von in Umfang wirksamen Druckfedern als Energiespeicher. Weitere Energiespeicher können elastische Elemente wie Gummiblöcke, insbesondere „Silent-Blöcke" sein. Eine Ölbeständigkeit über Lebensdauer ist von besonderem Vorteil. Zumindest ein, vorzugsweise mehrere, über den Umfang verteilte Energiespeicher können vorgesehen werden, die sich an Aufnahmeflächen von Eingangs- und Ausgangsteil abstützen, wobei diese Abstützflächen bereits bei der Herstellung der Teile, beispielsweise mittels Schmiede-, Druckguss- oder Blechumformverfahren vorgesehen sein können.
Zusätzlich oder alternativ kann eine weitere Art der Dämpfung in Form einer direkten elastischen Verspannung zumindest des ersten Zahnrads mit einem auf diesem abwälzenden Zahn des zugehörigen zweiten Zahnrads der Konstantverzahnung dienen. Dies bedeutet, dass quasi die Zähne beziehungsweise zumindest zwei Zähne der beiden Zahnräder der Konstantverzahnung gegeneinander elastisch in Drehrichtung verspannt sind. Hierzu kann an einem Zahnrad der Konstantverzahnung ein elastisch entgegen der Wirkung eines zumindest eines Energiespeichers in Drehrichtung gegen das Zahnrad begrenzt verlagerbares Bauteil vorgesehen sein, das zwischen zumindest ein Paar von miteinander kämmenden Zahnflanken der Konstantverzahnung eingreift. So kann beispielsweise ein Ring an einer Seite eines der Zahnräder der Konstantverzahnung entgegen der Wirkung zumindest eines in Umfangsrichtung wirksamen Energiespeichers angebracht sein, der zumindest eine, vorteilhafter Weise über mehrere, über den Umfang verteilte Zungen aufweist, die axial zwischen die miteinander kämmenden Zahnflanken von Zähnen der Konstantverzahnung eingebracht werden. Durch die Kraft des zumindest einen Energiespeichers, der sich an dem Zahnrad in Umfangsrichtung abstützt, werden die Zähne durch die sich dazwischen schiebenden Zungen verspannt, so dass ein Verzahnungsspiel ausgeglichen wird.
Alternativ oder zusätzlich kann im Bereich der Vorgelegewelle eine Einrichtung zur Tilgung von Drehschwingungen vorgesehen sein. Hierzu kann die Vorgelegewelle derart ausgelegt sein, dass sie als Tilgermasse wirkt. Insbesondere kann die Vorgelegewelle einen Bereich mit einer Massenanhäufung aufweisen, so dass durch das erhöhte Trägheitsmoment eine Anregung einer Drehschwingung unterbleibt oder zumindest nur geringfügig und vorteilhafter Weise vom Fahrer oder Insassen unbemerkt bleibt. Zur besseren Ausgestaltung der Schwingungsdämpfung kann eine gegenüber der Vorgelegewelle entgegen der Wirkung zumindest eines in Umfangsrichtung wirksamen Energiespeicher relativ verdrehbare Masse, beispielsweise in Form eines um die Vorgelegewelle angebrachten und auf dieser gelagerten Masserings, sein.
Die Erfindung wird anhand der Figuren 1 bis 4 näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 ein schematisch dargestelltes Vorgelegegetriebe,
Figur 2 ein Ausgestaltungsbeispiel einer Dämpfungseinrichtung im Schnitt,
Figur 3 die Dämpfungseinrichtung der Figur 2 in Ansicht und
Figur 4 ein weiteres Ausgestaltungsbeispiel einer Dämpfungseinrichtung.
Das in Figur 1 schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel eines Vorgelegegetriebes 1 weist eine Getriebeeingangswelle 2, eine Getriebeausgangswelle 3 und eine Vorgelegewelle 4 auf. Die verkürzte Getriebeeingangswelle 2 und die Getriebeausgangswelle 3 drehen im Rahmen von üblichen Toleranzen um die gemeinsame Drehachse 5 und können mittels einer Schaltkupplung 6 drehfest unter Bildung eines Direktganges, bei dem die Drehzahl der an die Getriebeeingangswelle 2 angekoppelte Brennkraftmaschine bei geschlossener Reibungskupplung - nicht dargestellt - ungewandelt an das sich an die Getriebeausgangswelle anschließende Differenzial 17 und von dort an die Antriebsräder übertragen wird. Bei offener Schaltkupplung 6 erfolgt die Drehmomentübertragung bei gewandelter Drehzahl über eine Konstantverzahnung 7, die aus dem mit der Getriebeeingangswelle 2 fest verbundenen Zahnrad 9 und dem mit der Vorgelegewelle 4 fest verbundenen Zahnrad 9 gebildet wird. In der Konstantverzahnung 7 - hier innerhalb des Zahnrads 9 - ist eine Dämpfungseinrichtung 10 zur Dämpfung von Drehschwingungen der Vorgelegewelle 4 vorgesehen. Es versteht sich, dass die Dämpfungseinrichtung 10 auch im Zahnrad 8 untergebracht sein kann. Die Zahnradsätze 11 , 12, 13, 14 werden jeweils paar- jedoch wechselweise von den Schaltkupplungen 15, 16 geschaltet, wodurch jeweils eine der Fahrsituation entsprechende Übersetzung gewählt wird. Das Schalten eines Gangs erfolgt durch Verbinden des jeweiligen Losrades mit der Vorgelegewelle 4 durch die Schaltkupplung 15, 16. Es versteht sich, dass Anzahl, Anordnung und Übersetzung der einzelnen Zahnradsätze nicht limitierend für den Gehalt der vorgeschlagenen Erfindung ist. Vielmehr können andere Übersetzungskombinationen von einer Schaltkupplung bedient und die Anzahl der Zahnradsätze variiert werden. Insbesondere kann ein - nicht dargestellter - Rückwärtsgang vorgesehen sein. Auch kann die Schaltkupplung 6 einen zusätzlichen Zahnradsatz schalten. Ist einer der Zahnradsätze 11 bis 14 geschaltet, erfolgt eine Drehmomentübertragung von der Getriebeeingangswelle 2 über die Konstantverzahnung auf die Vorgelegewelle 4 und über den ausgewählten, das heißt, von einer Schaltkupplungen 15, 16 geschalteten Zahnradsatz 11 bis 14 auf die Getriebeausgangswelle 3.
In speziellen Fahrsituationen, beispielsweise im Segelbetrieb mit offener Kupplung oder bei Teillastzuständen sowie bei eingelegtem Direktgang ist die Vorgelegewelle 4 lastfrei oder zumindest nahezu lastfrei, wodurch diese besonders leicht zu den Fahrkomfort beeinträchtigenden und Verschleiß erhöhenden Drehschwingungen angeregt werden kann, insbesondere wenn die Zähne der Zahnräder 8, 9 der Konstantverzahnung 7 aneinander anschlagen. Aus diesem Grunde findet der Drehmomentdämpfer 10 Anwendung, der in den nachfolgenden Figuren 2 und 3 näher erläutert wird. Alternativ oder zusätzlich zur Dämpfungseinrichtung 10 kann die Vorgelegewelle 4 zur Verminderung einer Anregung von Drehschwingungen mit einer nicht dargestellten Masse versehen sein, die bereits bei der Herstellung zur Erhöhung des Trägheitsmoments der Vorgelegewelle vorgesehen sein kann oder nachträglich an dieser befestigt wird. Das gezeigte Ausführungsbeispiel weist eine Lösung einer Tilgereinrichtung 18 auf, bei der eine Tilgermasse 20 entgegen der in Umfangsrichtung wirkenden Kraft eines Energiespeichers 21 , der aus einer oder mehreren über den Umfang verteilten Schraubenfedern, beispielsweise Druckfedern gebildet sein kann, begrenzt verlagerbar ist. Hierzu ist der Energiespeicher 21 zwischen einem mit der Vorgelegewelle 4 fest verbundenen Eingangsteil 19 und der Masse angeordnet und vorzugsweise in Umfangsrichtung verspannt. Die Tilgermasse 20 kann auf der Vorgelegewelle 4 oder dem Eingangsteil 19 gelagert sein, beispielsweise mittels eines Gleit oder Wälzlagers.
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer in der Figur 1 bereits schematisch dargestellten, in das Zahnrad 9 der Konstantverzahnung 7 integrierten Dämpfungseinrichtung 10 im Schnitt. Zur Bildung der Dämpfungseinrichtung 10 weist die Vorgelegewelle 4 einen Ansatz 22, der hier einteilig mit der Vorgelegewelle 4 gebildet ist, jedoch auch als separates Teil drehfest aufgebracht werden kann. Der Ansatz 22 nimmt an separat hierfür ausgesparten Taschen 24 mehrere über den Umfang verteilte Energiespeicher 23 auf, die sich an einem Ende am Ansatz 22 abstützen. Das andere Ende der Energiespeicher 23, die hier als Schraubenfedern dargestellt sind, stützt sich an komplementär zu den Taschen 24 ausgebildeten Taschen 25 des Zahnrads 9 ab. Das Zahnrad 9 ist verdrehbar, beispielsweise mittels einer nicht näher dargestellten Gleitlagerung, auf einem stufenförmigen Abschnitt 26 der Vorgelegewelle 4 aufgenommen und axial gesichert (nicht dargestellt). In weiteren Ausgestaltungsformen kann eine Lagerung des Zahnrads 9 stattdessen auch auf dem Ansatz 22 erfolgen. Die Energiespeicher 21 können in zueinander komplementären Käfigen 27, 28 untergebracht sein, die in die Taschen 24, 25 eingebracht werden, womit einerseits eine vereinfachte Montage erfolgen kann, da die Energiespeicher 21 in diesen Käfigen 27, 28 vorkonfektioniert als Modul montiert werden können. Andererseits können die sich gegeneinander verdrehenden Käfige 27, 28 als Reibeinrichtung verwendet werden, indem sie an Ihren Stirnseiten gegeneinander reiben. Eine Verspannung kann dabei durch die axiale Sicherung des Zahnrades 9 auf der Vorgelegewelle 4 erfolgen.
Figur 3 zeigt ergänzend zu den Figuren 1 und 2 die Dämpfungseinrichtung 10 in Draufsicht bei teilweise angeschnittener Oberfläche. Das schrägverzahnte Zahnrad 9 und der Ansatz 22 sind mit einem Verdrehspiel d versehen, das größer als das maximale Zahnspiel ist. Das Verdrehspiel d ist abhängig vom gewünschten Anwendungsfall, beispielsweise kann ein großes Verdrehspiel auch zur Dämpfung eines Schalt- oder Anfahrrucks vorteilhaft sein, und kann, wenn dies nicht gewünscht ist, geringer sein, beispielsweise im Bereich des Zahnspiels der Verzahnung der Konstantverzahnung. Unter anderem auch aus Verschleißgründen sind die Energiespeicher 21 in Käfigen (nur Käfig 28 sichtbar) untergebracht. Nach Aufbrauch des Verdrehspiels d schlagen Ansatz 22 und Zahnrad 9 aneinander an und die Dämpfungswirkung wird aufgehoben. Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Dämpfungseinrichtung 30 zur elastischen Verspannung des Zahnrads 9 mit dem Zahnrad 8 der Konstantverzahnung 7 (siehe Figur 1) im Detail. Zur Bildung der Dämpfungseinrichtung 30 ist auf dem Zahnrad 9 ein Bauteil 29, beispielsweise ein Ring oder mehrere segmentartige, dem Umfang des Zahnrads 9 folgende Bauteile begrenzt entgegen zumindest eines in Umfangsrichtung wirksamen Energiespeichers 31 verdrehbar aufgenommen. Das Bauteil 29 weist zumindest eine, vorteilhafter Weise eine größere Anzahl von über den Umfang verteilten Zungen 32 auf, die sich zuerst nach radial außen auf die Höhe der Zahnflanken 33 der Zähne des Zahnrads 9 erstrecken und dann axial nach innen umgelegt sind, so dass sie in Kontakt mit den Zahnflanken 33 kommen. Es versteht sich, dass der besseren Darstellung wegen die Zungen 32 nicht maßstabsgetreu wiedergegeben sind. Vielmehr ist die Materialstärke der Zungen 32 dem Zahnspiel der Konstantverzahnung anzupassen. Bei entsprechender Form der Zähne 34 mit einer axialen Phase kann es auch ausreichend sein, wenn die Zähne 34 mit den Zähnen des korrespondierenden Zahnrades lediglich mittels entsprechend ausgestalteter Zungen oder Profile, die an den Phasen der Zahnräder anliegen und diese beabstanden, verspannt werden. Es wird betont, dass eine derartige Verspannung nur im lastfreien Zustand wirksam ist und unter Last die Zahnflanken unter Zwischenlegung der Zungen 32 aufeinander abwälzen. Es ist vorteilhaft, wenn hierzu die Zungen 32 beziehungsweise das gesamte Bauteil 29 gehärtet sind.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Dämpfungseinrichtung 10, 30 nicht auf einer Vorgelegewelle 4, sondern auf einer Getriebeeingangswelle 2, 3 angeordnet. Bei Getrieben mit zwei Getriebeweingangswellen 2, 3 ist das Dämpfungssystem 10, 30 dann auf mindestens einer dieser Wellen 2, 3 angeordnet.
Bezugszeichenliste
Vorgelegegetriebe 19 Eingangsteil
Getriebeeingangswelle 20 Tilgermasse
Getriebeausgangswelle 21 Energiespeicher
Vorgelegewelle 22 Ansatz
Drehachse 23 Energiespeicher
Schaltkupplung 24 Tasche
Konstantverzahnung 25 Tasche
Zahnrad 26 Stufenförmiger A
Zahnrad 27 Käfig
Dämpfungseinrichtung 28 Käfig
Zahnradsatz 29 Bauteil
Zahnradsatz 30 Dämpfungseinric
Zahnradsatz 31 Energiespeicher
Zahnradsatz 32 Zunge
Schaltkupplung 33 Zahnflanke
Schaltkupplung 34 Zahn
Differential d Verdrehspiel Tilgereinrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Vorgelegegetriebe (1 ) mit drei Wellen, wobei zwei Wellen um eine gemeinsame Drehachse (5) angeordnet sind und die dritte Welle zu dieser Drehachse (5) parallel angeordnet und mittels einer Konstantverzahnung (7) mit einer der beiden anderen Wellen in Drehverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass in der Konstantverzahnung (10) eine Dämpfungseinrichtung (10, 30) integriert ist.
2. Vorgelegegetriebe (1 ) zur Schaltung mehrerer Gänge durch Verbinden zweier Wellen mittels zwischen diesen angeordneten Zahnradübersetzungen unterschiedlicher Übersetzung, einer Getriebeeingangswelle (2) und einer Getriebeausgangswelle (3) sowie einer zu der Getriebeausgangswelle (3) parallel angeordneten Vorgelegewelle (4), wobei zwischen Getriebeausgangswelle (4) und Vorgelegewelle (4) mehrere Zahnradsätze (11, 12, 13, 14) angeordnet sind und die Vorgelegewelle (4) mittels einer Konstantverzahnung (7) mit der Getriebeeingangswelle (2) verbunden ist, und einem Direktgang, bei dessen Schaltung Getriebeeingangswelle (2) und Getriebeausgangswelle (3) direkt miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgelegewelle (4) zumindest während einer Schaltung des Direktgangs einer Dämpfung von Drehschwingungen unterworfen ist.
3. Vorgelegegetriebe (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Vorgelegewelle (4) und Getriebeeingangswelle (2) eine Dämpfungseinrichtung (10, 30) vorgesehen ist.
4. Vorgelegegetriebe (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (10, 30) in die Konstantverzahnung (7) zwischen Vorgelegewelle (4) und Getriebeeingangswelle (2) integriert ist.
5. Vorgelegegetriebe (1 ) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem der die Konstantverzahnung (7) bildenden Zahnräder (9) eine Dämpfungseinrichtung (10) integriert ist.
6. Vorgelegegetriebe (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (10) zwischen einem Ansatz (22) des Zahnrads (9) und dem Zahnkranz des Zahnrads (9) gebildet ist, indem Ansatz (22) und Zahnkranz entgegen der Wirkung zumindest eines Energiespeichers (23) begrenzt gegeneinander verdrehbar sind.
7. Vorgelegegetriebe (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (8, 9) der Konstantverzahnung (7) gegeneinander in Drehrichtung elastisch verspannt sind.
8. Vorgelegegetriebe (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Zahnrad (9) der Konstantverzahnung (7) ein elastisch entgegen der Wirkung zumindest eines Energiespeichers (31) in Drehrichtung gegen das Zahnrad (9) begrenzt verlagerbares Bauteil (29) vorgesehen ist, das zwischen zumindest ein Paar von miteinander kämmenden Zahnflanken (33) der Konstantverzahnung (7) eingreift.
9. Vorgelegegetriebe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägheitsmoment der Vorgelegewelle (4) derart ausgelegt ist, dass die Vorgelegewelle (4) als Tilgermasse gegen Drehschwingungen wirkt.
10. Vorgelegegetriebe (1) nach Anspruch 1 , 2 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Vorgelegewelle (4) eine Tilgermasse (20) angeordnet ist.
11. Vorgelegegetriebe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 , 2, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Tilgermasse (20) entgehen der Wirkung zumindest eines in Umfangsrich- tung wirksamen Energiespeichers (21 ) begrenzt gegen die Vorgelegewelle (4) verdrehbar ist.
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