DE102011088413A1 - Gearbox i.e. dual clutch transmission, for e.g. passenger car, has wheel planes whose transfer elements are connected by jackshaft, which is extended between wheel planes, and input shaft and driven shaft connected by main switch device - Google Patents
Gearbox i.e. dual clutch transmission, for e.g. passenger car, has wheel planes whose transfer elements are connected by jackshaft, which is extended between wheel planes, and input shaft and driven shaft connected by main switch device Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere Doppelkupplungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug umfassend zumindest zwei Teilgetriebe, wobei jedes der Teilgetriebe zumindest eine Eingangswelle umfasst und wobei eine Ausgangswelle als Abtriebswelle beider Teilgetriebe angeordnet ist, wobei die zumindest eine Eingangswelle auf einer Hauptachse und die Abtriebswelle auf der Hauptachse oder auf einer, insbesondere zur Hauptachse parallelen, Nebenachse angeordnet ist, und wobei ein Vorgelege mit zumindest einer Vorgelegewelle angeordnet ist, wobei die zumindest eine Vorgelegewelle auf der Nebenachse angeordnet ist, und wobei zumindest eine der Eingangswellen mittels zumindest zweier Radebenen und/ oder zumindest einem Schaltelement mit der Abtriebswelle verbindbar ist. The invention relates to a transmission, in particular dual-clutch transmission for a motor vehicle comprising at least two partial transmissions, wherein each of the partial transmission comprises at least one input shaft and wherein an output shaft is arranged as the output shaft of both partial transmission, wherein the at least one input shaft on a main axis and the output shaft on the main axis or is arranged on a, in particular to the main axis parallel, minor axis, and wherein a countershaft is arranged with at least one countershaft, wherein the at least one countershaft is arranged on the minor axis, and wherein at least one of the input shafts by means of at least two gear planes and / or at least one switching element can be connected to the output shaft.
Derartige Getriebe für ein Kraftfahrzeug werden unter anderem als sog. Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt, bei welchen die Eingangswellen der beiden Teilgetriebe über je ein zugehöriges Lastschaltelement mit einem Antrieb, beispielsweise einem Verbrennungsmotor oder einem Elektromotor verbunden werden können, wobei die beiden Lastschaltelemente dabei in Form einer Doppelkupplung zusammengefasst werden. Die über ein solches Getriebe darstellbaren Gangstufen sind dann wechselweise auf die beiden Teilgetriebe aufgeteilt, so dass beispielsweise das eine Teilgetriebe die ungeraden Gänge und das entsprechend andere Teilgetriebe die geraden Gänge darstellt. Es ist weiterhin bekannt, die einzelnen Gangstufen durch eine oder mehrere Radstufen oder -ebenen, die jeweils unterschiedliche Übersetzungsstufen aufweisen, darzustellen. Mittels entsprechender Schaltelemente sind diese in den Kraft- bzw. Drehmomentfluss zwischen Antrieb und Abtrieb einbindbar, so dass eine entsprechende gewünschte Übersetzung zwischen Antrieb und Abtrieb des Getriebes jeweils dargestellt wird. Such transmissions for a motor vehicle are designed, inter alia, as so-called. Dual-clutch transmission, in which the input shafts of the two partial transmissions can be connected via a respective load switching element to a drive, such as an internal combustion engine or an electric motor, wherein the two load switching elements combined in the form of a double clutch become. The representable about such a gear ratios are then alternately divided between the two partial transmissions, so that, for example, a partial transmission, the odd gears and the corresponding other partial transmission represents the even gears. It is also known to represent the individual gear stages by one or more wheel stages or planes, each having different gear ratios. By means of corresponding switching elements, these can be incorporated into the force or torque flux between the drive and output, so that a corresponding desired ratio between the drive and output of the transmission is shown in each case.
Durch eine wechselweise Aufteilung der Gänge auf die beiden Teilgetriebe ist es möglich, beim Fahren in einem dem einen Teilgetriebe zugeordneten Gang in dem jeweils anderen Teilgetriebe durch entsprechende Betätigung der Schalteinrichtungen bereits einen darauffolgenden Gang vorzuwählen, wobei ein letztendlicher Wechsel in den darauffolgenden Gang durch Öffnen des Lastschaltelementes des einen Teilgetriebes und ein kurz darauf folgendes Schließen des Lastschaltelementes des anderen Teilgetriebes ermöglicht wird. Auf diese Weise können die Gänge oder Gangstufen des Getriebes unter Last geschaltet werden, was ein Beschleunigungsvermögen des Kraftfahrzeugs aufgrund eines damit im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreien Gangwechsels verbessert und komfortablere Schaltvorgänge für einen Fahrzeugführer ermöglicht. By alternately splitting the gears on the two partial transmissions, it is possible to already select a subsequent gear when driving in a gear assigned to a sub-gear in the other sub-transmission by appropriate actuation of the switching devices, with a final change in the subsequent gear by opening the Power shift element of a partial transmission and a subsequent subsequent closing of the load switching element of the other sub-transmission is made possible. In this way, the gears or gear ratios of the transmission can be switched under load, which improves an acceleration capacity of the motor vehicle due to a substantially traction-free gear change and allows more comfortable switching operations for a driver.
Derartige Doppelkupplungsgetriebe können hierbei auch mit einem zu An- und Abtrieb zusätzlich angeordneten Vorgelege ausgeführt werden, so dass in radialer Richtung ein kompakter Aufbau ermöglicht wird. Such dual-clutch transmissions can in this case also be designed with a countershaft additionally arranged for input and output, so that a compact construction is made possible in the radial direction.
Aus der
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, welches eine flexible Leistungsteilung ermöglicht, eine verbesserte Lastschaltfähigkeit und eine verbesserte Hybridisierfähigkeit aufweist. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welches einfacher und kostengünstiger herstellbar ist und gleichzeitig eine zuverlässige Übertragung von Drehmomenten zwischen Antrieb und Abtrieb ermöglicht. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein alternatives Getriebe für ein Kraftfahrzeug anzugeben. It is therefore an object of the present invention to provide a transmission for a motor vehicle which enables flexible power sharing, improved load switching capability and improved hybridization capability. Moreover, it is an object of the present invention to provide a transmission for a motor vehicle, which is easier and cheaper to produce and at the same time allows reliable transmission of torque between the drive and output. Moreover, it is an object of the present invention to provide an alternative transmission for a motor vehicle.
Die vorliegende Erfindung löst die Aufgaben bei einem Getriebe, insbesondere Doppelkupplungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest zwei Teilgetriebe, wobei jedes der Teilgetriebe zumindest eine Eingangswelle umfasst und wobei eine Ausgangswelle als Abtriebswelle beider Teilgetriebe angeordnet ist, wobei die zumindest eine Eingangswelle auf einer Hauptachse und die Abtriebswelle auf der Hauptachse oder auf einer, insbesondere zur Hauptachse parallelen, Nebenachse angeordnet ist und wobei ein Vorgelege mit zumindest einer Vorgelegewelle angeordnet ist, wobei die zumindest eine Vorgelegewelle auf der Nebenachse angeordnet ist, und wobei zumindest eine der Eingangswellen mittels zumindest zweier Radebenen und/oder zumindest einem Schaltelement mit der Abtriebswelle verbindbar ist, dadurch, dass Schaltelemente der Anzahl N angeordnet sind, wobei N eine positive ganze Zahl größer oder gleich zwei ist und dass zumindest zwei der Schaltelemente zu einer Hauptschalteinrichtung zusammengefasst sind, wobei mittels der Hauptschalteinrichtung anhand einer ersten Radebene eine der Eingangswellen und eine der Vorgelegewellen verbindbar sind, wobei die Abtriebswelle und die eine Vorgelegewelle anhand einer zweiten Radebene verbunden sind und wobei Übertragungselemente, insbesondere Zahnräder der ersten Radebene und der zweiten Radebene auf der Nebenachse durch die eine Vorgelegewelle verbunden sind, wobei sich die eine Vorgelegewelle entlang der Nebenachse zwischen der ersten Radebene und der zweiten Radebene erstreckt und wobei mittels der Hauptschalteinrichtung die eine Eingangswelle und die Abtriebswelle direkt verbindbar sind. The present invention solves the problems in a transmission, in particular dual-clutch transmission for a motor vehicle, comprising at least two partial transmissions, wherein each of the partial transmission comprises at least one input shaft and wherein an output shaft is arranged as the output shaft of both partial transmissions, wherein the at least one input shaft on a main axis and the Output shaft is arranged on the main axis or on a, in particular parallel to the main axis, minor axis and wherein a countershaft with at least one Countershaft is arranged, wherein the at least one countershaft is arranged on the minor axis, and wherein at least one of the input shafts by means of at least two gear planes and / or at least one switching element to the output shaft is connectable, characterized in that switching elements of the number N are arranged, wherein N a positive integer greater than or equal to two and that at least two of the switching elements are combined to form a main switching device, wherein by means of the main switching device based on a first gear plane one of the input shafts and one of the countershafts are connected, wherein the output shaft and a countershaft connected by a second gear plane are and wherein transmission elements, in particular gears of the first gear plane and the second gear plane on the minor axis are connected by a countershaft, wherein a countershaft along the minor axis between the first gear plane and the second gear plane ers treckt and wherein by means of the main switching device, the one input shaft and the output shaft are directly connected.
Die Erfindung löst die Aufgaben ebenfalls bei einem Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personen- oder ein Lastkraftwagen durch ein Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15. The invention solves the tasks also in a motor vehicle, in particular a passenger or a truck by a transmission according to one of
Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass insbesondere, wenn eine überwiegende Anzahl von Schaltelementen auf der Hauptachse, welche als Zentralachse des Getriebes fungiert, angeordnet sind, eine komfortable und flexible Leistungsteilung mittels des Vorgeleges ermöglicht wird. Darüber hinaus können auf diese Weise größere Drehmomente von der Antriebs- zur Abtriebsseite mittels des Getriebes übertragen werden. Weiter ist eine Verringerung der mechanischen Spreizung durch Windung des ersten Vorwärtsganges des Getriebes möglich. Darüber hinaus kann mittels des Getriebes ein Sechs-Gang-Direct-Drive- oder ein Sieben-Gang-Overdrive-Getriebe realisiert werden. Schließlich bietet das Getriebe auch eine verbesserte Lastschaltfähigkeit und eine gute Hybridisierfähigkeit, da eine Elektromaschine auf besonders einfache Weise an das Getriebe ankoppelbar ist. Weiterhin hat das Getriebe den Vorteil, dass mittels der Hauptschalteinrichtung sowohl eine direkte Verbindung zwischen einer Eingangswelle und der Abtriebswelle ermöglicht wird als auch eine indirekte Kopplung über eine der Vorgelegewellen zwischen einer der Eingangswellen und der Abtriebswelle, was die Zuverlässigkeit bei der Übertragung von Drehmomenten zwischen der einen Eingangswelle und der Abtriebswelle erhöht und gleichzeitig einen flexiblen Einsatz des Getriebes durch Darstellung zumindest zweier Vorwärtsgänge ermöglicht wird. One of the advantages achieved with this is that, in particular, when a predominant number of switching elements are arranged on the main axis, which acts as the central axis of the transmission, a comfortable and flexible power division by means of the countershaft is made possible. In addition, larger torques can be transmitted in this way from the drive to the output side by means of the transmission. Next, a reduction of the mechanical spread by winding the first forward gear of the transmission is possible. In addition, by means of the transmission, a six-speed direct-drive or a seven-speed overdrive transmission can be realized. Finally, the transmission also offers improved power shift capability and good hybridization capability, since an electric machine can be coupled to the transmission in a particularly simple manner. Furthermore, the transmission has the advantage that by means of the main switching device both a direct connection between an input shaft and the output shaft is made possible as well as an indirect coupling via one of the countershafts between one of the input shafts and the output shaft, which the reliability in the transmission of torque between the an input shaft and the output shaft increases while allowing flexible use of the transmission by displaying at least two forward gears.
Unter dem Begriff „Radstufe“ oder „Radebene“ sind vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen, im Wesentlichen zwei miteinander zusammenwirkende Übertragungselemente zur Übertragung von Drehmomenten von dem einen Übertragungselement auf das andere Übertragungselement zu verstehen, die vorzugsweise eine Unter- oder Übersetzung für insbesondere mit den Übertragungselementen zusammenwirkenden Wellen im Getriebe bereitstellen. The term "wheel stage" or "wheel plane" are preferably to be understood in the description, in particular in the claims, essentially two mutually cooperating transmission elements for transmitting torques from the one transmission element to the other transmission element, preferably a sub- or translation for provide in particular with the transmission elements cooperating waves in the transmission.
Unter dem Begriff „Schaltelement“ ist vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen eine Vorrichtung zu verstehen, die zumindest einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand aufweist, wobei im geöffneten Zustand die Vorrichtung kein Drehmoment und wobei im geschlossenen Zustand die Vorrichtung ein Drehmoment zwischen zwei mit dem Schaltelement zusammenwirkenden Vorrichtungen übertragen kann. The term "switching element" is preferably in the description, in particular in the claims, a device having at least one open and a closed state, wherein in the open state, the device no torque and wherein in the closed state, the device torque between two can transmit with the switching element cooperating devices.
Unter dem Begriff „Schalteinrichtung“ ist vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen zumindest ein Schaltelement und zumindest eine Schaltelementbetätigungseinrichtung zur Betätigung des zumindest einen Schaltelementes zu verstehen. Die Bezeichnung „Hauptschalteinrichtung“ dient lediglich zur Unterscheidung von anderen Schalteinrichtungen und ist nicht einschränkend zu verstehen. The term "switching device" is preferably to be understood in the description, in particular in the claims, at least one switching element and at least one switching element actuation device for actuating the at least one switching element. The term "main switching device" merely serves to distinguish it from other switching devices and is not intended to be limiting.
Unter dem Begriff „Übertragungselement“ ist vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen eine Vorrichtung zu verstehen, mit der ein Drehmoment übertragbar ist. Übertragungselemente können dabei vorzugsweise als Räder, vorzugsweise als Zahnräder, insbesondere Stirnräder, Kegelräder, Schneckenräder oder dergleichen ausgebildet sein. The term "transmission element" is preferably in the description, in particular in the claims to understand a device with which a torque is transferable. Transmission elements can preferably be designed as wheels, preferably as gears, in particular spur gears, bevel gears, worm wheels or the like.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Further advantageous embodiments, features and advantages of the invention are described in the subclaims.
Zweckmäßigerweise ist die Hauptschalteinrichtung zwischen zwei weiteren Schalteinrichtungen angeordnet. Auf diese Weise ist die Hauptschalteinrichtung im Wesentlichen im mittleren Bereich der Erstreckung der Hauptachse des Getriebes zwischen Antriebsseite AN und Abtriebsseite AW angeordnet. Die mit der Hauptschalteinrichtung verbundene Eingangswelle und die entsprechende Abtriebswelle weisen somit keine zu großen unterschiedlichen Erstreckungen auf, was aufgrund des entsprechenden Gewichts, der Torsionsteifigkeit, etc. beim Übertragen von Drehmomenten vorteilhaft ist. The main switching device is expediently arranged between two further switching devices. In this way, the main switching device is arranged substantially in the central region of the extension of the main axis of the transmission between the drive side AN and output side AW. The input shaft connected to the main switching device and the corresponding output shaft thus do not have too large different extents, which is advantageous due to the corresponding weight, the torsional stiffness, etc. when transmitting torques.
Vorteilhafterweise sind zumindest zwei der Eingangswellen koaxial zueinander und/ oder zumindest zwei Vorgelegewellen koaxial zueinander angeordnet. Dies verringert einerseits den Bauraum für die zumindest zwei Eingangswellen und damit auch des entsprechenden Getriebes, so dass das Getriebe auch bei beengten Verhältnissen in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden kann. Sind alternativ oder zusätzlich zwei Vorgelegewellen koaxial zueinander angeordnet, ist diese Anordnung ebenfalls platzsparend, so dass dadurch mehrere Vorgelegewellen bereitgestellt werden können. Damit kann eine Vielzahl von Gängen respektive Gangstufen mittels des Getriebes dargestellt werden. Advantageously, at least two of the input shafts are coaxial with each other and / or at least two countershafts are coaxial with each other arranged. This reduces on the one hand the space for the at least two input shafts and thus also of the corresponding transmission, so that the transmission can be used even in cramped conditions in a motor vehicle. Alternatively or additionally, two countershafts are arranged coaxially to each other, this arrangement is also space-saving, so that thereby several countershafts can be provided. This can be represented by means of the gearbox a variety of gears and gear ratios.
Zweckmäßigerweise wirkt die zweite Vorgelegewelle nur mit der Hauptschalteinrichtung zusammen. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass eine besonders einfache und gleichzeitig zuverlässige Verbindung zur Übertragung von Drehmomenten zwischen der Eingangswelle und der Abtriebswelle mittels der Hauptschalteinrichtung und entsprechender Radebenen über die zweiten Vorgelegewelle ermöglicht wird. Conveniently, the second countershaft cooperates only with the main switching device. One of the advantages achieved thereby is that a particularly simple and at the same time reliable connection for transmitting torque between the input shaft and the output shaft by means of the main switching device and corresponding wheel planes on the second countershaft is possible.
Vorteilhafterweise sind zumindest eine der Eingangswellen und/ oder zumindest eine der Vorgelegewellen als Hohlwelle und die jeweils andere zumindest eine Welle als Vollwelle ausgebildet. Zwei oder mehr Eingangswellen und/ oder Vorgelegewellen können damit in platzsparender Weise bereitgestellt werden, so dass das Getriebe insgesamt einen äußerst geringen Bauraum beansprucht. Damit kann das Getriebe in unterschiedlichste Kraftfahrzeuge auch bei beengten Platzverhältnissen eingebaut werden. Eine aufwändige und teure Anpassung für einen bestimmten Fahrzeugtyp kann hiermit entfallen. Advantageously, at least one of the input shafts and / or at least one of the countershafts is formed as a hollow shaft and the respective other at least one shaft as a solid shaft. Two or more input shafts and / or countershafts can thus be provided in a space-saving manner, so that the entire transmission requires an extremely small space. Thus, the transmission can be installed in a wide variety of vehicles even in tight spaces. A complex and expensive adaptation for a particular vehicle type can be omitted hereby.
Zweckmäßigerweise sind sämtliche Schaltelemente auf der Hauptachse angeordnet. Dies ermöglicht zum einen eine besonders komfortable und flexible Leistungsteilung mittels des Vorgeleges. Zum anderen können auf diese Weise größere Drehmomente von der Antriebs- zur Abtriebsseite übertragen werden. Conveniently, all switching elements are arranged on the main axis. This allows for a particularly comfortable and flexible power sharing by means of the additional gear. On the other hand, larger torques can be transmitted from the drive to the output side in this way.
Vorteilhafterweise sind zumindest vier, insbesondere zumindest fünf, Radstufen mittels zumindest einem Schaltelement mit zumindest einer der Eingangswellen verbindbar. Der damit erzielte Vorteil ist, dass zumindest eine der Eingangswellen an eine Vielzahl von Radebenen koppelbar ist, was eine Vielzahl von darstellbaren Gängen mittels des Getriebes ermöglicht. Ebenso kann das Vorgelege einfacher hergestellt werden, da durch verschiedenste Ankopplungen einer oder mehrere Eingangswellen an verschiedene Radebenen zusätzliche Schaltelemente auf der Nebenachse im Vorgelege entfallen können. Advantageously, at least four, in particular at least five, wheel stages can be connected to at least one of the input shafts by means of at least one switching element. The advantage thus achieved is that at least one of the input shafts can be coupled to a plurality of wheel planes, which allows a multiplicity of representable gears by means of the transmission. Likewise, the countershaft can be made simpler, since additional switching elements on the minor axis in the countershaft can be omitted by various couplings of one or more input shafts to different wheel planes.
Zweckmäßigerweise sind die beiden zur Antriebsseite des Getriebes nächstgelegenen Radebenen mittels zumindest einer auf der Nebenachse angeordneten Schalteinrichtung mit einer der Eingangswellen einerseits und mit zumindest einer der Vorgelegewellen andererseits verbindbar. Durch Anordnung der Schalteinrichtung für die ersten beiden Radebenen auf der Nebenachse kann das Getriebe in axialer Richtung kompakter ausgeführt werden, da sich die Anzahl der Schalteinrichtungen, die auf der Hauptachse angeordnet sind, reduziert; somit kann das Getriebe in axialer Richtung kompakter ausgeführt werden. Darüber hinaus wird durch die Schalteinrichtung für die beiden zur Antriebsseite des Getriebes nächstgelegenen Radebenen auf der Nebenachse eine zuverlässige Übertragung von Drehmomenten von einer der Eingangswellen auf das Vorgelege allgemein, insbesondere auf zumindest eine der Vorgelegewellen ermöglicht. Conveniently, the two adjacent to the drive side of the transmission wheel planes by means of at least one arranged on the minor axis switching device with one of the input shafts on the one hand and with at least one of the countershafts on the other hand connectable. By arranging the switching device for the first two wheel planes on the minor axis, the transmission can be made more compact in the axial direction, since the number of switching devices arranged on the main axis is reduced; Thus, the transmission can be made more compact in the axial direction. In addition, a reliable transmission of torques from one of the input shafts to the countershaft, in particular on at least one of the countershafts, is made possible by the shifting device for the two gear planes closest to the drive side of the transmission on the minor axis.
Vorteilhafterweise ist zumindest eine Radebene als Rückwärtsgangstufe ausgebildet. Mittels der zumindest einen Rückwärtsgangstufe kann damit die Drehrichtung der Abtriebswelle bei gleicher Drehrichtung einer der Eingangswellen umgekehrt werden, so dass ein Rückwärtsgang für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt werden kann, was die Flexibilität hinsichtlich des Einsatzes des Getriebes in verschiedenen Fahrzeugen wesentlich erhöht. Advantageously, at least one wheel plane is designed as a reverse gear. By means of the at least one reverse gear stage can thus be reversed the direction of rotation of the output shaft in the same direction of rotation of the input shafts, so that a reverse gear for a vehicle can be provided, which substantially increases the flexibility in terms of the use of the transmission in different vehicles.
Zweckmäßigerweise ist die Rückwärtsgangstufe mittels einer Schalteinrichtung, welche zwischen zwei weiteren Schalteinrichtungen angeordnet ist, mit einer der Eingangswellen und/ oder mit einer der Vorgelegewellen verbindbar. Auf diese Weise können mindestens fünf Rückwärtsgangstufen durch das Getriebe bereitgestellt werden, so dass das Getriebe in verschiedensten Fahrzeugen äußerst flexibel einsetzbar ist. Conveniently, the reverse gear is connected by means of a switching device which is arranged between two further switching devices, with one of the input shafts and / or with one of the countershafts. In this way, at least five reverse speeds can be provided by the transmission, so that the transmission is extremely flexible in a variety of vehicles.
Vorteilhafterweise ist eine elektrische Maschine an zumindest einer Radebene und/ oder an zumindest einer Vorgelegewelle und/ oder an einer der Eingangswellen zur Hybridisierung des Getriebes angeordnet. Auf diese Weise kann das Getriebe auch in Hybridfahrzeugen eingesetzt werden, bei denen sowohl eine elektrische Maschine als auch ein Verbrennungsmotor mit dem Getriebe zur Übertragung von Kräften zum Antrieb des Hybridfahrzeugs zusammenwirken sollen. Die Anbindung der zumindest einen elektrischen Maschine kann dabei an zumindest eine der Eingangs-, Abtriebs- und/oder an zumindest eine der Vorgelegewellen erfolgen. Die elektrische Maschine kann ebenfalls an ein Übertragungselement in Form eines Festrades oder Losrades einer der Radebenen angebunden sein. Advantageously, an electric machine is arranged on at least one wheel plane and / or on at least one countershaft and / or on one of the input shafts for hybridizing the transmission. In this way, the transmission can also be used in hybrid vehicles, in which both an electric machine and an internal combustion engine with the transmission for the transmission of forces to drive the hybrid vehicle to interact. The connection of the at least one electric machine can be made to at least one of the input, driven and / or at least one of the countershafts. The electric machine can also be connected to a transmission element in the form of a fixed wheel or idler gear of one of the wheel planes.
Es ist ebenso möglich, die elektrische Maschine an ein zusätzliches Festrad, also an ein Rad, welches fest mit einer der Wellen des Getriebes verbunden ist, anzubinden. It is also possible to connect the electric machine to an additional fixed gear, that is to a wheel which is fixedly connected to one of the shafts of the gearbox.
Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, die Anbindung der elektrischen Maschine an das Getriebe mittels zumindest eines Schaltelementes, insbesondere an ein Übertragungselement einer Radebene, vorzunehmen. Der mit dieser ersten Anbindungsmöglichkeit erzielte Vorteil ist, dass damit eine sogenannte Standladefähigkeit und ein elektrisches Fahren ohne Schleppverluste im Getriebe möglich ist. Hierzu wird auf den Offenbarungsgehalt der
Eine zweite Anbindungsmöglichkeit der elektrischen Maschine an das Getriebe ist durch Anordnung eines Planetengetriebes im Getriebe möglich: An eine erste Eingangswelle kann dabei über ein entsprechendes Schaltelement, insbesondere in Form einer Trennkupplung, ein Verbrennungsmotor angekoppelt werden. Die elektrische Maschine greift zum einen an einer zweiten Eingangswelle an und an die erste Eingangswelle des Getriebes über ein Planetengetriebe. Bei betätigter, also geschlossener Trennkupplung ist der Verbrennungsmotor ebenfalls über das Planetengetriebe an die zweite Eingangswelle gekoppelt. Das Planetengetriebe, umfassend ein Planetenrad, ein Hohlrad, Planetenräder sowie einen Planetenträger, ist dabei derart ausgebildet, und wirkt mit dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Maschine zusammen, so dass der Planetenträger an der zweiten Eingangswelle angreift. Die elektrische Maschine ist dabei an das Sonnenrad des Planetengetriebes gekoppelt. Darüber hinaus kann ein weiteres Schaltelement in Form eines Überbrückungsschaltelementes angeordnet sein, welches derart mit dem Planetengetriebe zusammenwirkt, so dass bei betätigtem Überbrückungsschaltelement eine drehfeste Verbindung zwischen der elektrischen Maschine, der ersten Eingangswelle und der zweiten Eingangswelle besteht, wohingegen bei nicht betätigtem, also geöffnetem, Überbrückungsschaltelement die vorgenannte drehfeste Verbindung zwischen der elektrischen Maschine und der ersten und zweiten Eingangswelle nicht besteht, insbesondere also keine Drehzahlgleichheit zwischen den beiden Eingangswellen besteht. A second connection possibility of the electric machine to the transmission is possible by arranging a planetary gear in the transmission: To a first input shaft can be coupled via a corresponding switching element, in particular in the form of a clutch, an internal combustion engine. The electric machine engages on the one hand on a second input shaft and on the first input shaft of the transmission via a planetary gear. When actuated, so closed disconnect clutch of the engine is also coupled via the planetary gear to the second input shaft. The planetary gear, comprising a planet gear, a ring gear, planetary gears and a planet carrier, is designed in this way, and cooperates with the internal combustion engine and the electric machine, so that the planet carrier acts on the second input shaft. The electric machine is coupled to the sun gear of the planetary gear. In addition, a further switching element may be arranged in the form of a bridging switching element, which cooperates with the planetary gear, so that when actuated lock-up switching element a rotationally fixed connection between the electric machine, the first input shaft and the second input shaft, whereas not actuated, so open, Bridging switching element, the aforementioned non-rotatable connection between the electric machine and the first and second input shaft does not exist, in particular so there is no speed equality between the two input shafts.
Wird zwischen dem Schaltelement, welches zur Anbindung des Verbrennungsmotors an die erste Eingangswelle dient und Überbrückungsschaltelement ein weiteres Schaltelement angeordnet, ist mittels dieses weiteren Schaltelementes, insbesondere in Form eines Doppelschaltelementes, sowohl die vorgenannte erste Anbindungsmöglichkeit als auch die vorgenannte zweite Anbindungsmöglichkeit durch Betätigung des weiteren Schaltelementes möglich. If a further switching element is arranged between the switching element which serves to connect the internal combustion engine to the first input shaft and bridging switching element, by means of this further switching element, in particular in the form of a double switching element, both the abovementioned first connection possibility and the aforementioned second connection possibility by actuation of the further switching element possible.
Zweckmäßigerweise ist die elektrische Maschine an zumindest einer der Radebenen angeordnet, welche mit einer Vorlegewelle, ausgebildet als Vollwelle, verbunden sind. Damit ist eine besonders einfache Anbindung und zuverlässige Übertragung von Drehmomenten von der elektrischen Maschine auf das Getriebe, insbesondere auf das Vorgelege möglich. Aufwendige und damit kostenintensive Anbindungen der elektrischen Maschine an das Getriebe können damit entfallen. Conveniently, the electric machine is arranged on at least one of the wheel planes, which are connected to a countershaft, designed as a solid shaft. For a particularly simple connection and reliable transmission of torque from the electric machine to the transmission, in particular to the countershaft is possible. Elaborate and thus costly connections of the electrical machine to the transmission can be dispensed with.
Vorteilhafterweise sind die Übertragungselemente, insbesondere ausgebildet als Zahnräder, der Radebenen der Hauptschalteinrichtung auf der Nebenachse fest mit der Vorlegewelle verbunden. Damit wird zum einen eine äußerst zuverlässige Kraft- und Drehmomentübertragung durch die Übertragungselemente der Radebenen der Hauptschalteinrichtung sichergestellt, zum anderen ist auch eine kostengünstige Herstellung möglich, da Vorgelegwelle und Übertragungselement zusammen einstückig hergestellt werden können. Kosten, die durch ein separates Herstellen von Vorgelegewelle und Übertragungselement sowie für die benötigte Zeit, um Übertragungselement und Vorgelegewelle miteinander zu verbinden, entfallen. Ist zudem die Vorgelegwelle als Vollwelle ausgebildet, ist eine noch einfachere Herstellung möglich. Advantageously, the transmission elements, in particular formed as gears, the wheel planes of the main switching device on the minor axis fixedly connected to the countershaft. This ensures on the one hand a very reliable transmission of force and torque by the transmission elements of the wheel planes of the main switching device, on the other hand, a cost-effective production is possible because countershaft and transmission element can be made together in one piece. Costs associated with the separate production of countershaft and transmission element as well as the time required to connect transmission element and countershaft with each other, omitted. In addition, if the countershaft is formed as a solid shaft, an even easier production is possible.
Zweckmäßigerweise sind die N Schalteinrichtungen und die zumindest zwei Radebenen so angeordnet, dass mindestens sechs Vorwärtsgänge und mindestens fünf Rückwärtsgänge durch das Getriebe darstellbar sind. Der damit erzielte Vorteil ist, dass damit für eine Vielzahl von Fahrzeugen eine ausreichende Anzahl von Vorwärtsgangstufen und Rückwärtsgangstufen zur Verfügung gestellt werden kann, insbesondere sowohl für Personenkraftwagen als auch für Lastkraftwagen. Conveniently, the N switching devices and the at least two wheel planes are arranged so that at least six forward gears and at least five reverse gears are represented by the transmission. The advantage thus achieved is that a sufficient number of forward gear ratios and reverse gear ratios can be made available for a large number of vehicles, in particular both for passenger cars and for lorries.
Vorteilhafterweise ist mittels eines Schaltelementes auf der Hauptachse oder auf der Nebenachse die Abtriebswelle mit zumindest einer der Vorgelegewellen verbindbar. Auf diese Weise ist eine einfache und zuverlässige Ankopplung der Abtriebswelle an eine der Vorgelegewellen möglich. Ist zudem das Schaltelement auf der Nebenachse angeordnet, reduziert sich die Anzahl der Schaltelemente entlang der Hauptachse; das Getriebe kann dann in axialer Richtung hinsichtlich seines Bauraums verkleinert werden. Advantageously, the output shaft can be connected to at least one of the countershafts by means of a switching element on the main axis or on the minor axis. In this way, a simple and reliable coupling of the output shaft to one of the countershafts is possible. In addition, if the switching element is arranged on the minor axis, the number of switching elements along the main axis is reduced; the gear can then be reduced in axial direction in terms of its space.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen, und aus der dazugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Other important features and advantages of the invention will become apparent from the subclaims, from the drawings, and from the associated description of the figures with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen. Preferred embodiments and embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components or elements.
Dabei zeigen jeweils in schematischer Form In each case show in a schematic form
In
Parallel zur Hauptachse
Im Folgenden werden nun die Schaltelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7 beschrieben: Das Schaltelement S1 stellt bei Betätigung eine Übertragung von Drehmomenten von der zweiten Eingangswelle EW2 und einer ersten Hohlwelle H1a, her, welche auf der Außenseite der zweiten Eingangswelle EW2 koaxial zu dieser angeordnet ist. Auf der ersten Hohlwelle H1a ist ein Übertragungselement zur Übertragung von Drehmomenten von der Hauptachse
Das vierte Schaltelement S4 ist weiterhin mit einer vierten Hohlwelle H2b verbunden, welche koaxial zur ersten Eingangswelle EW1 angeordnet ist und welche ein Übertragungselement zur Übertragung von Drehmomenten von der ersten Eingangswelle EW1 auf die erste Vorgelegewelle VW1 ermöglicht. Hierzu wirken entsprechende Übertragungselemente der ersten Vorgelegewelle VW1 mit dem Übertragungselement auf der vierten Hohlwelle H2b zusammen. Diese bilden die dritte Radebene
Das sechste Schaltelement S6 ist mit der Abtriebswelle verbunden und ermöglicht bei Betätigung eine Übertragung von Drehmomenten zwischen der ersten Eingangswelle EW1 und der Abtriebswelle AW. Die Abtriebswelle AW weist weiter ein Übertragungselement auf, welches mit einem entsprechenden Übertragungselement auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 zusammenwirkt. Die beiden Übertragungselemente bilden dabei die fünfte Radebene
Insgesamt ist das dritte Schaltelement S3 und das vierte Schaltelement S4 in einer zweiten Schalteinrichtung SE2 zusammengefasst, welche mittels einer gemeinsamen zweiten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB2 betätigbar sind. Gleiches gilt entsprechend auch für das fünfte Schaltelement S5 und das sechste Schaltelement S6, welche zu einer dritten Schalteinrichtung SE3 zusammengefasst sind. Die beiden Schaltelemente S5, S6 sind dabei mittels einer Schaltelementbetätigungseinrichtung SB3 entsprechend betätigbar. Die Schalteinrichtung SE4 umfasst nur das Schaltelement S7, welches mittels einer vierten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB4 betätigbar ist. Die Schaltelementbetätigungseinrichtungen SB1, SB2, SB3 können dabei als Doppelsynchronisierungen, die Schaltelementbestätigungseinrichtung SB4 als Einfachsynchronisierung ausgeführt sein. Overall, the third switching element S3 and the fourth switching element S4 are combined in a second switching device SE2, which can be actuated by means of a common second switching element actuation device SB2. The same applies accordingly to the fifth switching element S5 and the sixth switching element S6, which are combined to form a third switching device SE3. The two switching elements S5, S6 are correspondingly actuated by means of a switching element actuator SB3. The switching device SE4 comprises only the switching element S7, which can be actuated by means of a fourth switching element actuating device SB4. The switching element actuators SB1, SB2, SB3 can be embodied as double synchronizers, the switching element confirmation device SB4 as a single synchronization.
Die Übertragungselemente können sowohl fest als auch lose mit der jeweilige Welle, insbesondere mit den Eingangswellen EW1, EW2 und/oder zumindest einer der Vorgelegewelle VW1, VW2 angeordnet werden. Die Übertragungselemente können dabei insbesondere in Form von Zahnrädern, insbesondere Stirnrädern, ausgebildet sein, so dass die Radebenen
Insgesamt weist das Getriebe
Insgesamt können mit der Ausführungsform der
In
In
In
In
In
In
In
In
Selbstverständlich sind die jeweiligen Schalteinrichtungen SE2, SE3 und SE4 der
In
Insgesamt können die Schaltelemente S1 bis S7 beim Getriebe
Zusammenfassend bietet die vorliegende Erfindung unter anderem den Vorteil, dass insbesondere, wenn alle Schaltelemente respektive Koppeleinrichtungen auf der Hauptachse angeordnet sind, eine flexible und komfortable Leistungsteilung durch Einsatz einer oder mehrerer Vorgelegewellen ermöglicht wird. Darüber hinaus bietet die Erfindung den Vorteil durch sieben Radebenen und zumindest sieben Schaltelemente, zumindest sechs Vorwärtsgangstufen und zumindest fünf Rückwärtsgangstufen zur Verfügung zu stellen. Weiter bietet die Erfindung den Vorteil, einer einfachen Realisierung eines Sechs-Gang-Direct-Drive-Getriebes und eines Sieben-Gang-Overdrive-Getriebes. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass lediglich vier Aktuatoren in Form der Schalteinrichtungen zur Betätigung der sieben Schaltelemente zur Verfügung gestellt werden müssen. Schließlich bietet die Erfindung den Vorteil, dass das Getriebe relativ einfach im Aufbau ist und gleichzeitig kostengünstig hergestellt werden kann. In summary, the present invention provides, inter alia, the advantage that, in particular, when all switching elements or coupling devices are arranged on the main axis, a flexible and comfortable power division is made possible by using one or more countershafts. In addition, the invention provides the advantage of seven wheel planes and at least seven shift elements to provide at least six forward speeds and at least five reverse speeds available. Next, the invention offers the advantage of a simple realization of a six-speed Direct Drive transmission and a seven-speed overdrive transmission. Another advantage of the present invention is that only four actuators in the form of the switching means for actuating the seven switching elements must be provided. Finally, the invention offers the advantage that the transmission is relatively simple in construction and at the same time can be produced inexpensively.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in many ways.
Durch unterschiedliche Positionierungen der Radebenen und/oder der Schalteinrichtungen, insbesondere der Synchronisierungen, kann das Getriebe funktionsgleich umgestaltet werden. Hierzu können die Schaltelemente entsprechend der vorgenannten Zuordnung Schaltelemente zu Radebenen und Wellen, zugeordnet werden. Die jeweiligen Schaltmatrizen gemäß den
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Getriebe transmission
- 2 2
- Hauptachse main axis
- 3 3
- Nebenachse minor axis
- 4 4
- Vorgelege countershaft
- I, II, III, IV, V, VI, VII I, II, III, IV, V, VI, VII
- Radebene wheel plane
- S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7 S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7
- Schaltelement switching element
- SE1, SE2, SE3, SE4 SE1, SE2, SE3, SE4
- Schalteinrichtung switching device
- EW1, EW2 EW1, EW2
- Eingangswelle input shaft
- VW1, VW2, VW3a, VW3b VW1, VW2, VW3a, VW3b
- Vorgelegewelle Countershaft
- H1a, H1b, H2a, H2b, H3, H4 H1a, H1b, H2a, H2b, H3, H4
- Hohlwelle hollow shaft
- AB FROM
- Abtrieb output
- AN AT
- Antrieb drive
- ZW ZW
- Zwischenwelle intermediate shaft
- AW AW
- Abtriebswelle output shaft
- ZR ZR
- Zwischenrad idler
- EM EM
- elektrische Maschine electric machine
- SB1, SB2, SB3, SB4 SB1, SB2, SB3, SB4
- Schaltelementbetätigungseinrichtung Switching element actuator
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102006054281 A1 [0005] DE 102006054281 A1 [0005]
- DE 102010030569 A1 [0026] DE 102010030569 A1 [0026]
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-
2011
- 2011-12-13 DE DE102011088413A patent/DE102011088413A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
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