DE102011089458A1

DE102011089458A1 - Getriebe

Info

Publication number: DE102011089458A1
Application number: DE102011089458A
Authority: DE
Inventors: Ralf Dreibholz; Jürgen Wafzig; Michael Wechs; Markus Renninger; Thomas Rosemeier; Johannes Kaltenbach; Rudolf Kauffeldt
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2013-06-27

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe mit zwei koaxial zueinander angeordneten Eingangswellen (EW1, EW2), wobei die erste Eingangswelle (EW1) innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Eingangswelle (EW2) angeordnet ist, zwei koaxial zueinander angeordneten und einer ersten Vorgelegewellenachse (VA1) zugeordneten Vorgelegewellen (VW1, VW2), wobei die erste Vorgelegewelle (VW1) innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Vorgelegewelle (VW2) angeordnet ist, die zweite Vorgelegewelle (VW2) drehbar auf der ersten Vorgelegewelle (VW1) gelagert und mit dieser koppelbar ist, einer dritten Vorgelegewelle (VW3), die einer zweiten, achsversetzt zu der ersten Vorgelegewellenachse (VA1) vorgesehenen zweiten Vorgelegewellenachse (VA2) zugeordnet ist, einer Abtriebswelle (AW), welche über Abtriebsräder (AR1, AR2, AR3) in Wirkverbindung mit der ersten und der dritten Vorgelegewelle (VW1, VW3) steht, zumindest einem auf einer der Eingangs- oder Vorgelegewellen (EW1, EW2, VW1, VW2, VW3) drehfest angeordneten und als Festrad ausgebildeten Zahnrad (EG2), das mit einem als Losrad (VR, VG2) auf einer der Vorgelege- oder Eingangswellen (VW1, VW2, VW3, EW1, EW2) angeordneten Zahnrad im Eingriff steht, mehreren Schalteinrichtungen (SE1, SE5) zur drehfesten Verbindung von zumindest einem Losrad mit einer der Wellen (EW1, EW2, VW1, VW3, VW3). Ein den teilweise gegenläufigen Anforderungen in verbesserter Weise entsprechendes erfindungsgemäßes Getriebe hat zumindest drei verdrehfest angeordnete Zahnräder (VG6, VG4, VG5), die mit mit zumindest einer der Eingangswellen (EW1; EW2) koppelbaren Zahnrädern (EG3, EG4, EG6) im Eingriff stehen, von denen zumindest ein Zahnrad (EG4) mit beiden Eingangswellen (EW1, EW2) koppelbar ist. Bei dem Getriebe nach der Erfindung sind die Zahnräder (VR, EG2–EG7; VG2–VG7) und die Schalteinrichtungen (SE1–SE5) so angeordnet, dass zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest ein Rückwärtsgang schaltbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe mit zwei koaxial zueinander angeordneten Eingangswellen, wobei die erste Eingangswelle innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Eingangswelle angeordnet ist, zwei koaxial zueinander angeordneten und einer ersten Vorgelegewellenachse zugeordneten Vorgelegewellen, wobei die erste Vorgelegewelle innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Vorgelegewelle angeordnet ist, die zweite Vorgelegewelle drehbar auf der ersten Vorgelegewelle gelagert und mit dieser koppelbar ist, einer dritten Vorgelegewelle, die einer zweiten, achsversetzt zu der ersten Vorgelegewellenachse vorgesehenen zweiten Vorgelegewellenachse zugeordnet ist, einer Abtriebswelle, welche über ein Abtriebsrad in Wirkverbindung mit der ersten und der dritten Vorgelegewelle steht, zumindest einem auf einer der Eingangs- oder Vorgelegewellen drehfest angeordneten und als Festrad ausgebildeten Zahnrad, das mit einem als Losrad auf einer der Vorgelege- oder Eingangswellen angeordneten Zahnrad im Eingriff steht, mit mehreren Schalteinrichtungen zur drehfesten Verbindung von zumindest einem Losrad mit einer der Wellen.
Ein solches Getriebe ist beispielsweise aus der DE 10 2007 049 267 A1 bekannt. Entsprechende Getriebe werden beispielsweise in Doppelkupplungsgetrieben eingesetzt, die sich dadurch auszeichnen, dass zwei Lastschaltelemente in Form von Kupplungen eingangsseitig mit einer Triebwelle eines Antriebsaggregats in Wirkverbindung stehen. Eine der beiden Lastschaltelemente ist ausgangsseitig mit einer der Getriebeeingangswellen verbunden, während das andere der beiden Lastschaltelemente ausgangsseitig mit der anderen Eingangswelle verbunden ist. Die beiden Getriebeeingangswellen sind zur Darstellung von Übersetzungen über Radsätze, die über Schalteinrichtungen in den Kraftfluss zu- oder abschaltbar sind, mit der wenigstens einen Vorgelegewelle verbindbar. Ein Radsatz zum Schalten von Übersetzungen, d. h. von verschiedenen Gangstufen hat dabei üblicherweise zwei miteinander mittelbar oder unmittelbar kämmende Zahnräder, von denen das eine Zahnrad einer der Eingangswellen und das andere Zahnrad einer der Vorgelegewellen zugeordnet ist und von denen eines als Losrad mit der zugeordneten Welle über die Schalteinrichtung kuppelbar ist, wohingegen das andere als Festrad an der zugeordneten Welle vorgesehen ist.
Beim Einsatz eines gattungsgemäßen Getriebes in einem Doppelkupplungsgetriebe, erfolgt dies mit dem Ziel, das Doppelkupplungsgetriebe beim Hoch- bzw. Runterschalten möglichst zugkraftunterbrechungsfrei betreiben zu können. Solche zugkraftunterbrechungsfreien Übersetzungswechsel bedingen regelmäßig, dass den Losrädern zugeordnete Schalteinrichtungen, mit denen die Losräder zur Realisierung von Übersetzungen bzw. Gangstufen mit der jeweils zugehörigen Welle verdrehfest verbindbar sind, nicht zwei unmittelbar hintereinander folgenden Gangstufen zugeordnet sind.
Jenseits dessen besteht bei Getrieben grundsätzlich die Anforderung einer kompakten raumsparenden Bauweise. Mitunter gelten strenge Vorgaben sowohl für den radialen Bauraumbedarf, wie auch den axialen Bauraumbedarf und zwar abhängig von den entsprechenden Fahrzeugsystemen, in denen das Getriebe zum Einsatz kommt.
Ökonomische Überlegungen erfordern des Weiteren, dass Schalteinrichtungen mehrfach verwendet werden können, um mit einer geringen Anzahl von Aktoren möglichst viele Gangstufen realisieren zu können, was die Ausgestaltung des Getriebes kostengünstig macht. So ist man bemüht, möglichst doppelsynchronisierende Schalteinrichtungen in einem Getriebe zu realisieren.
Aus Gründen eines hohen Wirkungsgrades ist der Fachmann des Weiteren bemüht, bei der Ausgestaltung des Getriebes möglichst wenige simultane Zahneingriffe zu verwirklichen, d.h. die Anzahl der zur Realisierung jeder bestimmten Gangstufe notwendig miteinander in Wirkverbindung stehenden Zahnrädern gering zu halten.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zu Grunde, ein Getriebe der eingangs genannten Art in Vorgelegebauweise zur Verfügung zu stellen, welche den obigen Anforderungen in bestmöglicher Weise gerecht wird.
Zur Lösung dieses Problems wird mit der vorliegenden Erfindung ein Getriebe mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen.
Dieses unterscheidet sich dadurch von dem Stand der Technik, dass auf der zweiten Vorgelegewelle mindestens drei Zahnräder verdrehfest angeordnet sind, die mit zumindest einer der Eingangswellen koppelbaren Zahnrädern im Eingriff stehen, von denen zumindest ein Zahnrad mit beiden Eingangswellen koppelbar ist. Dabei kämmen üblicherweise die drei verdrehfest auf der zweiten Vorgelegewelle angeordneten Zahnräder vorzugsweise jeweils mit einem einzigen, der Achse der Eingangswellen zugeordneten Zahnrad. Zumindest eines, üblicherweise das Mittlere der drei hintereinander angeordneten Zahnräder, ist dabei mit den beiden Eingangswellen koppelbar. Die beiden anderen Zahnräder sind vorzugsweise jeweils mit nur einer der Eingangswellen koppelbar.
Das auf diese Weise ausgebildete Getriebe ermöglicht die Verwirklichung von einem oder mehreren Gangstufen als Windungsgänge, die sich dadurch auszeichnen, dass der Kraftfluss zunächst von einer der Eingangswellen über eine Gangstufe zu einer der Vorgelegewellenachsen erfolgt, von dort erneut zurück auf die Achse der Eingangswellen und von hier wiederum auf eine der Achsen der Vorgelegewellen. Vorzugsweise ist das Getriebe dabei so ausgebildet, dass drei Gangstufen als Windungsgänge verwirklicht werden können, von denen vorzugsweise zwei Gangstufen als Vorwärtsgangstufen und eine Gangstufe als Rückwärtsgang ausgebildet sind. Dabei werden für die Verwirklichung des erfindungsgemäßen Getriebes vorzugsweise genau zwei Vorgelegewellenachsen realisiert.
Gemäß ihrem zweiten Aspekt bildet die vorliegende Erfindung ein gattungsgemäßes Getriebe dahingehend weiter, dass die Zahnräder und die Schalteinrichtungen so innerhalb des Getriebes angeordnet sind, dass zumindest acht Vorwärtsgänge und wenigstens ein Rückwärtsgang schaltbar sind.
Üblicherweise sind genau acht Vorwärtsgänge schaltbar und regelmäßig ist auch die Möglichkeit gegeben, zwei schaltbare Rückwärtsgänge zu realisieren, so dass das Getriebe sich auch eignet für einen Hybridantrieb mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine, die triebseitig mit den Eingangswellen in Verbindung stehen bzw. mit diesen in Verbindung gebracht werden können, so dass sowohl mit dem Verbrennungsmotor, als auch mit der elektrischen Maschine ein Rückwärtsgang realisiert werden kann, sofern die elektrische Maschine einerseits und der Verbrennungsmotor andererseits unterschiedlichen Eingangswellen und damit Teilgetrieben innerhalb der Getriebeeinheit zugeordnet sind oder werden können.
Mit Blick auf eine möglichst kompakte Ausgestaltung des Getriebes in axialer Richtung hat diese vorzugsweise sechs Radebenen. Als Radebene sei dabei eine sich üblicherweise quer zu der axialen Erstreckung der Eingangs- bzw. Vorgelegewellen erstreckende Ebene bezeichnet, auf welcher sich zumindest ein Radsatz befindet. Dabei handelt es sich bei diesem Radsatz um einen Radsatz zum Schalten der Gänge. Davon unberührt bleiben eventuell innerhalb des Getriebes oder endseitig an den Wellen vorgesehene Abtriebszahnräder oder Abtriebskonstantenpaare. Solche, am Schalten der verschiedenen Gangstufen nicht beteiligbare Zahnräder bilden keine Radebenen im Sinne der vorliegenden Anmeldung zum Schalten der Gangstufen. Diese Zahnräder bilden jedoch Radebenen im weiteren Sinn.
Weiterhin bevorzugt hat das erfindungsgemäße Getriebe zum Schalten der vorzugsweise genau acht Vorwärtsgänge und des bzw. der beiden Rückwärtsgänge 14 Zahnräder. Es handelt sich hierbei üblicherweise um 10 der jeweiligen Eingangswellenachsen und der ersten Vorgelegewellenachse und zu Paaren gruppierte zugeordnete Zahnräder. Danach sind auf fünf Ebenen Zahnräder der ersten Eingangswellenachse und fünf Zahnräder der Vorgelegewellenachse zugeordnet. Auf einer Radebene, vorzugsweise einer einzigen Radebene, befinden sich des Weiteren vorzugsweise Zahnräder, von denen ein Zahnrad der ersten Vorgelegewellenachse, ein weiteres der zweiten Vorgelegewellenachse und ein drittes der Eingangswellenachse zugeordnet und ein viertes als Zwischenrad zur Umdrehung des Drehsinns in dem Rückwärtsgang regelmäßig zwischen der ersten Vorgelegewellenachse und der Eingangswellenachse angeordnet ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind zum Schalten der zumindest acht Vorwärtsgänge und des oder der beiden Rückwärtsgänge fünf Schalteinrichtungen vorgesehen. Aus ökonomischen Gründen ist es zu bevorzugen, von diesen fünf Schalteinrichtungen vier als doppeltwirkende Schalteinrichtungen auszubilden mit jeweils zwei Schaltelementen, denen lediglich ein Aktuator zugeordnet ist. Die weitere Schalteinrichtung ist eine Einzel-Schalteinrichtung. Während die Doppel-Schalteinrichtungen jeweils zwei Losräder mit den ihnen zugeordneten Wellen kuppeln können, erlaubt eine Einzel-Schalteinrichtung lediglich die Kopplung eines einzigen Zahnrades mit der zugeordneten Welle über ein einziges Schaltelement. Eine Schalteinrichtung zur Kopplung einer Welle mit einer anderen Welle wird auch als Koppelvorrichtung bezeichnet.
So weist das Getriebe vorzugsweise lediglich fünf Aktoren zum Schalten der zumindest acht Vorwärtsgänge und der üblicherweise zwei Rückwärtsgänge auf.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind zwischen den drei als Losräder auf der ersten oder zweiten Eingangswelle direkt aufeinander folgenden vorgesehenen und mit den verdrehfest auf der zweiten Vorgelegewelle im Eingriff stehenden Zahnrädern jeweils doppeltwirkende Schalteinrichtungen vorgesehen. Dabei ist dem mittleren Losrad eine Schalteinrichtung zur Verbindung mit der einen Eingangswelle, als auch eine Schalteinrichtung zur Verbindung mit der anderen Eingangswelle zugeordnet. Die Einzel-Schalteinrichtung befindet sich in Längsrichtung der jeweiligen Achsen üblicherweise auf der der Eingangsseite zugewandten Seite dieser beiden doppeltwirkenden Schalteinrichtungen, vorzugsweise auf der Achse der dritten Vorgelegewelle.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind von den drei mit den verdrehfest auf der zweiten Vorgelegewelle angeordneten Zahnrädern im Eingriff stehenden Losrädern ein erstes Zahnrad mit der ersten und der zweiten Eingangswelle koppelbar, ein zweites Zahnrad lediglich mit der ersten Eingangswelle koppelbar und ein drittes Zahnrad lediglich mit der zweiten Eingangswelle koppelbar. Das mit der ersten und der zweiten Eingangswelle koppelbare erste Zahnrad befindet sich dabei üblicherweise zwischen dem zweiten und dem dritten Zahnrad. Üblicherweise befindet sich das lediglich mit der zweiten Eingangswelle koppelbare dritte Zahnrad näher an der Antriebsseite als das erste und das zweite Zahnrad, wobei das lediglich mit der ersten Eingangswelle koppelbare zweite Zahnrad am weitesten von der Antriebsseite entfernt angeordnet ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind die drei verdrehfest auf der zweiten Vorgelegewelle angeordneten Zahnräder der zweiten bis vierten Radebene zugeordnet. Dabei wird die erste Radebene durch diejenige Radebene gebildet, die in Richtung des Kraftflusses dem Antrieb am nächsten angeordnet ist, wohingegen die sechste, d.h. letzte Radebene am weitesten entfernt von dem antriebsseitigen Ende des Getriebes vorgesehen ist. Jedenfalls im Falle eines Doppelkupplungsgetriebes wird die erste Radebene unmittelbar benachbart zu den beiden Lastschaltelementen vorgesehen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung sind auf der ersten Radebene zwei unterschiedlichen Gangstufen zugeordnete Zahnräder vorgesehen. Wie bereits zuvor erwähnt, ist regelmäßig eine dieser Gangstufen die Rückwärts-Gangstufe. Die andere ist aus Platzgründen eine möglichst geringe Gangstufe, d. h. eine Gangstufe, die dem zweiten oder dritten Gang zugeordnet ist. Mitunter kann auf der sechsten und damit letzten Radebene ein weiteres Zahnrad der zweiten Vorgelegewellenachse zugeordnet sein. Das entsprechende Zahnrad fehlt dann auf der ersten Vorgelegewellenachse, so dass auch in diesem Fall auf der zweiten bis sechsten Radebene lediglich jeweils ein Radsatz vorgesehen ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist das auf der ersten Radebene vorgesehene und der Eingangswellenachse zugeordnete Zahnrad als Festrad, vorzugsweise auf der zweiten Eingangswelle, angeordnet. Die der ersten und zweiten Vorgelegewellenachse zugeordneten Zahnräder sind jeweils als Losräder vorgesehen und an die erste Vorgelegewelle bzw. die dritte Vorgelegewelle koppelbar.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die auf der fünften und sechsten Radebene vorgesehenen Radsätze entweder gemeinsam an dieselbe Eingangswelle koppelbar sind oder aber an dieselbe Vorgelegewelle. Dabei handelt es sich üblicherweise um die erste, üblicherweise als Vollwelle ausgebildete Vorgelegewelle.
Weiterhin ist es zu bevorzugen, die auf der zweiten und vierten Radebene vorgesehenen Radsätze sowohl an zumindest eine der Eingangswellen, als auch an die erste Vorgelegewelle koppelbar auszubilden. Dabei sind üblicherweise die auf der zweiten und vierten Radebene der Eingangswellenachse zugeordnete Zahnräder mit unterschiedlichen Eingangswellen koppelbar, d.h. der auf der zweiten Radebene vorgesehene Radsatz ist üblicherweise mit der als Hohlwelle vorgesehenen zweiten Eingangswelle koppelbar, wohingegen der auf der vierten Radebene vorgesehene Radsatz an die als Vollwelle ausgebildete erste Eingangswelle koppelbar ist. Weiterhin sind die auf der zweiten und vierten Radebene vorgesehenen und der ersten Vorgelegewellenachse zugeordneten Zahnräder sowohl an die erste Vorgelegewelle als auch an eine Eingangswellen, regelmäßig jeweils an eine einzige Eingangswelle koppelbar. Dementsprechend kann die zweite Vorgelegewelle zur Verwirklichung von Windungsgängen relativ zu der ersten Vorgelegewelle für eine Drehmomentübertragung drehen, oder aber mit der ersten Vorgelegewelle gekoppelt sein.
Der auf der dritten Radebene vorgesehene Radsatz ist vorzugsweise an beide Eingangswellen und durch Koppelung der zweiten Vorgelegewelle an die erste Vorgelegewelle an diese Vorgelegewelle koppelbar, wodurch die Möglichkeit geschaffen ist, über eine einzige Radebene sowohl das Drehmoment der ersten Eingangswelle, als auch das Drehmoment der zweiten Eingangswelle auf die Vorgelegewellenachse zu übertragen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind auf der ersten Radebene die Gangstufen 2 und R verwirklicht und mit aufsteigenden Radebenen folgende Gangstufen vorgesehen: 6, 4, 5, 3, 7. Dabei ist die dritte Gangstufe demjenigen Radsatz zugeordnet, der den dritten Gang überträgt, die vierte Gangstufe demjenigen Radsatz, der zur Verwirklichung der Übersetzung entsprechend der vierten Gangstufe vorgesehen ist. In der fünften Gangstufe befinden sich diejenigen zwei Zahnräder, die miteinander kämmen, wenn die fünfte Gangstufe über das Getriebe übertragen wird. Entsprechendes gilt für die sechste und siebte Gangstufe.
Es ist indes ohne weiteres möglich, die beiden auf den beiden letzten Radebenen vorgesehenen Gangstufen gegeneinander zu vertauschen. In diesem Fall endet die Reihenfolge mit ... 4, 5, 7, 3.
Mit Blick auf einen möglichst geringen radialen Bauraum sind vorzugsweise die auf der zweiten bis sechsten Radebene vorgesehenen Zahnräder von Gangstufen lediglich der Eingangswellenachse und der ersten Vorgelegewellenachse zugeordnet. Danach befinden sich keine Zahnräder von Gangstufen in diesen Ebenen auf der zweiten Vorgelegewellenachse. Besonders bevorzugt gilt diese Maßgabe zumindest für die Radebenen zwei bis fünf.
Vorzugsweise werden indes die erste und achte Gangstufe sowie eine der Rückwärts-Gangstufen als Windungsgang verwirklicht.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung erfolgt hierbei in der ersten Gangstufe der Kraftfluss von der einen der Eingangswellen über die Zahnräder der vierten Gangstufe zu der zweiten Vorgelegewelle über die Zahnräder der sechsten Gangstufe zu der anderen Eingangswelle und über die Zahnräder der zweiten Gangstufe zu der ersten oder dritten Vorgelegewelle. Die eine Eingangswelle ist hierbei üblicherweise die als Vollwelle ausgebildete erste Eingangswelle. Es ergibt sich die Besonderheit, dass der Radsatz der vierten Gangstufe auf der Achse der Eingangswellen an diejenige Eingangswelle koppelbar ist, die den ungeraden Gangstufen zugeordnet ist.
Zur Ausgestaltung der achten Gangstufe als Windungsgang erfolgt der Kraftfluss gemäß einer bevorzugten Weiterbildung von der anderen, d.h. üblicherweise der zweiten Eingangswelle über die Zahnräder der sechsten Gangstufe zu der zweiten Vorgelegewelle und über die Zahnräder der fünften Gangstufe zu der einen, d.h. ersten Eingangswelle und schließlich über die Zahnräder der siebten Gangstufe zu der ersten Vorgelegewelle.
Schließlich wird einer der Rückwärtsgänge als Windungsgang mit einem Kraftfluss von einer der Eingangswellen über Zahnräder der vierten Gangstufe zu der zweiten Vorgelegewelle über Zahnräder der sechsten Gangstufe zu der anderen Eingangswelle und schließlich über Zahnräder der R-Gangstufe zu der ersten oder dritten Vorgelegewelle übertragen. Auch hierbei ergibt sich die Besonderheit, dass der Radsatz der vierten Gangstufe auf der Achse der Eingangswellen an diejenige Eingangswelle koppelbar ist, die den ungeraden Gangstufen zugeordnet ist.
Das auf diese Weise erfindungsgemäß verwirklichte und nach obiger Maßgabe bevorzugt weitergebildete Getriebe erweist sich als kompaktbauend mit guter Lastschaltfähigkeit und guter Hybridisierungsfähigkeit. Das Getriebe lässt sich wirtschaftlich herstellen, da bevorzugt lediglich fünf Aktoren zur Betätigung der Kopplungseinrichtungen zum Einsatz kommen. Durch die Ausgestaltung des ersten und achten Gangs als Windungsgang wird die mechanische Spreizung und somit der Drehzahlverlust reduziert.
Beim Einsatz des erfindungsgemäßen Getriebes als Doppelkupplungsgetriebe, sind die beiden Eingangswellen bevorzugt mit zwei Lastschaltelementen verbunden, deren Eingangsseiten mit der Triebwelle eines Antriebs verbunden sind. Bei diesem Antrieb kann es sich um jeden beliebigen Antrieb handeln, so um einen Verbrennungsmotor oder eine elektrische Maschine.
Das Getriebe lässt sich aber auch als Getriebe in einem Hybridantrieb nutzen. In diesem Fall steht eine der Eingangswellen in der Regel mittelbar, d.h. entkoppelbar über eine Kupplung in Triebverbindung mit einer Triebwelle eines Verbrennungsmotors, wohingegen die andere Eingangswelle in Triebverbindung mit einer elektrischen Maschine steht. Um die Gänge desjenigen Teilgetriebes, welches in Triebverbindung mit der elektrischen Maschine steht, auch für den Verbrennungsmotor mindestens teilweise nutzen zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die beiden Teilgetriebe miteinander über ein Schaltelement koppelbar sind. Dies kann dadurch geschehen, dass die beiden Eingangswellen mit einem zusätzlichen Schaltelement direkt koppelbar ausgeführt werden. Eine entsprechende, konkrete Lösung ist in der unveröffentlichten DE 10 2010 030 569 der Anmelderin beschrieben, deren Inhalt bezüglich der Anbindung des Getriebes auf der Antriebsseite durch Bezugnahme in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldungsunterlagen aufgenommen wird. Die dort beschriebenen bevorzugten Weiterbildungen sind in gleicher Weise Weiterbildungen des vorliegenden erfindungsgemäßen Getriebes.
Eine elektrische Maschine sowie ein Verbrennungsmotor können alternativ auch so an das erfindungsgemäße Getriebe angebunden sein, wie dies aus der DE 10 2006 059 591 A1 bekannt ist. Deren Offenbarungsgehalt wird jedenfalls hinsichtlich derjenigen Merkmale, die die Anbindung des dort offenbarten Getriebes an die beiden Motoren betreffen, durch Bezugnahme in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung aufgenommen. So ist es zu bevorzugen, die elektrische Maschine über ein Planetengetriebe an beide Eingangswellen koppelbar vorzusehen und den Verbrennungsmotor über eine Trennkupplung mit einer der beiden Eingangswellen verbindbar so vorzusehen, dass bei geschlossener Trennkupplung der Verbrennungsmotor über das Planetengetriebe an die andere Eingangswelle gekoppelt ist. Weiterhin ist es zu bevorzugen, auf der Antriebsseite ein Überbrückungsschaltelement vorzusehen, welches mit dem Planetengetriebe derart zusammenwirkt, dass bei geschlossenem Überbrückungsschaltelement eine drehfeste Verbindung zwischen der elektrischen Maschine und den beiden Eingangswellen bei Drehzahlengleichheit zwischen beiden besteht, wohingegen bei geöffnetem Überbrückungsschaltelement diese verdrehfeste Verbindung nicht besteht. Eine entsprechende, konkrete Lösung ist in der auf die Anmelderin zurückgehende DE 10 2010 061 824 beschrieben, deren Inhalt bezüglich der Anbindung des Getriebes auf der Antriebsseite durch Bezugnahme in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldungsunterlagen aufgenommen wird. Die dort beschriebenen bevorzugten Weiterbildungen sind in gleicher Weise Weiterbildungen des vorliegenden erfindungsgemäßen Getriebes.
Bevorzugt kann auf der Antriebsseite eine Anordnung vorgesehen sein, wie sie in der auf die Anmelderin zurückgehenden unveröffentlichten DE 10 2010 069 582 beschriebenen Patentanmeldung offenbart ist. Die Offenbarung dieser konkreten Ausgestaltung wird durch Bezugnahme in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldungsunterlagen aufgenommen. Dementsprechend wird das erfindungsgemäße Getriebe bevorzugt in dem Antriebsstrang eines Hybridfahrzeuges eingesetzt, wobei eines der Elemente Steg, Sonnenrad und Hohlrad eines Planetengetriebes einer festen Anbindung der ersten Eingangswelle des Getriebes dient und ein zweites Element dieser Elemente des Planetengetriebes der festen Anbindung einer elektrischen Maschine eines Hybridantriebes dient. Ferner ist ein erstes Schaltelement vorgesehen, über welches ein drittes Element dieser Elemente des Planetengetriebes in einer ersten Schaltstellung des ersten Schaltelementes an die zweite Eingangswelle des Getriebes und in einer zweiten Schaltstellung des ersten Schaltelementes gehäuse- bzw. statorseitig anbindbar ist. Ferner ist ein zweites Schaltelement vorgesehen, in dessen Verschlussstellung beide Eingangswellen aneinander gekoppelt sind und bei geöffneter Stellung beide Eingangswellen voneinander getrennt sind.
Da die erste und dritte Vorgelegewelle jeweils über Abtriebsräder als Konstantenpaar mit der Abtriebswelle verbunden sind, kann auch bei den Windungsgängen das Drehmoment über diese Abtriebswelle abgetrieben werden. Dabei kann der Abtrieb nach Belieben an jedem Ende der Abtriebswelle, d. h. sowohl an der Antriebsseite der Getriebeeinrichtung, als auch an der gegenüberliegenden Stirnseite erfolgen. Der Abtrieb kann aber auch unmittelbar über die erste und dritte Vorgelegewelle erfolgen. Auch hier kann nach Wahl das antriebsseitige Ende oder das gegenüberliegende Ende zum Abtrieb genutzt werden.
Auch auf der Abtriebsseite sind gewisse Weiterbildungen zu bevorzugen, wenn die bauartbedingten Besonderheiten in dem erfindungsgemäßen Getriebe in bestmöglicher Weise benutzt werden sollen. Alternativ zu der bereits vorgestellten Lösung, bei welcher die erste Vorgelegewelle als Vollwelle die Abtriebswelle des Getriebes ausbildet, kann ein Abtriebskonstantenpaar mit einem verdrehfest auf der ersten Vorgelegewelle angeordneten Abtriebsrad vorgesehen sein, um das über das Getriebe geschaltete Antriebsmoment an einen Verbraucher weiterzuleiten. Des Weiteren kann lediglich ein Abtriebskonstantenrad vorgesehen sein, welches mit einem als Festrad auf der ersten Vorgelegewelle angeordneten Zahnrad einer Gangstufe kämmt. Solche Ausgestaltungen werden insbesondere dann bevorzugt, wenn der axiale Bauraum des Getriebes beschränkt ist, die vorgegebene Einbausituation für das Getriebe indes einen größeren radialen Bauraum erlaubt.
Das erfindungsgemäße Getriebe kann allerdings auch ein einer elektrischen Maschine zuzuführendes Drehmoment übersetzungsmäßig verändern. Eine solche elektrische Maschine kann insbesondere mit einem als Losrad des Getriebes ausgebildeten Zahnrad kämmen. Auch eine koaxiale Anordnung einer Welle einer elektrischen Maschine zu der Achse der Eingangs- bzw. einer der Vorgelegewellen ist denkbar. In diesem Fall ist die elektrische Maschine üblicherweise über eine Kupplung an die zugehörige Welle koppelbar. Die elektrische Maschine kann auch mit einem Losrad des Getriebes zwangsgekoppelt sein. Dabei ist insbesondere an ein Zahnrad der vierten, fünften oder sechsten Gangstufe gedacht, welches der Vorgelegewellenachse zugeordnet ist. Ebenso kann ein Zahnrad einer elektrischen Maschine mit einem als Festrad des Getriebes vorgesehenen Zahnrad kämmen. Die Kopplung zwischen dem Getriebe und der elektrischen Maschine kann auch durch ein zusätzliches, kuppelbar oder verdrehfest an einer der Wellen des Getriebes vorgesehenes Maschinenabtriebsrad erfolgen oder aber über eine der Wellen des erfindungsgemäßen Getriebes.
Bei einigen Anbindungsvarianten der elektrischen Maschine an ein Zahnrad oder an eine Welle des Getriebes ist eine günstige Übersetzung von der elektrischen Maschine zum Verbrennungsmotor bei gleichzeitigem Neutral-Gang zum Abtrieb hin realisierbar. Bei einem Start des Verbrennungsmotors durch die elektrische Maschine benötigt die elektrische Maschine dann weniger Drehmoment als dies bei direkter Anbindung der Fall wäre.
Zu bevorzugen ist des Weiteren, die elektrische Maschine zur Doppelkupplung wie auch zum Abtrieb jeweils durch ein Schaltelement des Radsatzes schaltbar auszugestalten. Dadurch lässt sich eine Standladefähigkeit realisieren und elektrisches Fahren ist ohne Schleppverluste der Doppelkupplung möglich. Besonders geeignet zur Anbindung der elektrischen Maschine an das Getriebe sind die Radstufen zu der vierten, fünften bzw. sechsten Gangstufe. Im Hinblick darauf ist es zu bevorzugen, die elektrische Maschine mit einem Zahnrad zu koppeln, welches der Achse der Vorgelegewellen zugeordnet ist und mit einem eingangswellenseitig vorgesehenen Zahnrad kämmt, das dort als Losrad vorgesehen ist. Dementsprechend ist rein elektrisches Fahren über ein Antriebsmoment der elektrischen Maschine bei einem oder mehreren frei eingangswellenseitig mitdrehenden Zahnrädern möglich, so dass bei diesem elektrischen Fahren eine eingangswellenseitig vorgesehene Kupplung bzw. Doppelkupplung nicht mitdreht.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der Zeichnung. In dieser zeigen:
1 ein Räderschema eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Getriebes;
2 eine Schaltmatrix zu dem Ausführungsbeispiel und
3 eine tabellarische Übersicht zur Zuordnung zwischen Schaltelementen von Schalteinrichtungen und Gangstufen.
Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Getriebes anhand eines Beispiels eines mit Bezugszeichen 1 gekennzeichneten Doppelkupplungsgetriebes in Vorgelegebauweise. Das Doppelkupplungsgetriebe 1 weist auf seiner mit Bezugszeichen EA gekennzeichneten Eingangswellenachse eine erste, als Vollwelle ausgebildete Eingangswelle EW1, eine zweite konzentrisch hierzu vorgesehene und als Hohlwelle ausgebildete Eingangswelle EW2 sowie eine Doppelkupplungsanordnung mit zwei Lastschaltelementen K1, K2 auf. Diese Lastschaltelemente K1, K2 sind vorliegend als reibschlüssige Lamellenkupplungen ausgeführt. Die beiden Lastschaltelemente K1, K2 bilden auch die Anfahrelemente des Doppelkupplungsgetriebes 1. Dementsprechend ist ein Eingangselement der jeweiligen Lastschaltelemente K1, K2 im eingebauten Zustand des Doppelkupplungsgetriebes 1 mit einem in der Zeichnung nicht näher dargestellten Antriebsaggregat, beispielsweise einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugantriebsstranges, verbunden oder wirkverbunden.
Über das Doppelkupplungsgetriebe 1 ist die erste Eingangswelle EW1 unter Zwischenschaltung des Lastschaltelementes K1 mit dem Antriebsaggregat verbindbar, wohingegen die zweite Eingangswelle EW2 über das Lastschaltelement K2 mit dem entsprechenden Antriebsaggregat schaltbar ist.
Auf einer parallel zu der Eingangswellenachse EA vorgesehenen ersten Vorgelegewellenachse VA1 sind zwei Vorgelegewellen koaxial zueinander vorgesehen, nämlich eine erste, als Vollwelle ausgebildete Vorgelegewelle VW1 und eine zweite, als Hohlwelle ausgebildete Vorgelegewelle VW2, innerhalb derer die erste Vorgelegewelle VW1 angeordnet ist. Die Vorgelegewelle VW1 durchsetzt die Vorgelegewelle VW2 und überragt diese in axialer Richtung beidseitig.
Achsversetzt zu der ersten Vorgelegewellenachse VA1 ist eine auf einer zweiten Vorgelegewellenachse VA2 angeordnete dritte Vorgelegewelle VW3 vorgesehen. Auf dieser befindet sich lediglich ein als Losrad vorgesehenes Zahnrad VG2. Die dritte Vorgelegewelle VW3 und die erste Vorgelegewelle VW1 sind über Abtriebsräder AR2 bzw. AR1 mit einer Abtriebswelle AB gekoppelt. Diese weist hierzu ein jeweils mit den zuvor genannten Abtriebsrädern AR1 und AR2 kämmendes Abtriebsrad AR3 auf. Über diese drei Abtriebsräder AR1 bis AR3 sind die erste Vorgelegewelle VW1, die dritte Vorgelegewelle VW3 und die Abtriebswelle AW miteinander zwangsgekoppelt.
Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt neben den Abtriebsrädern AR1 bis AR3 lediglich diejenigen Zahnräder, die zum Schalten und Durchleiten des Drehmoments in verschiedenen Gangstufen durch das Getriebe erforderlich sind. Diese werden nachfolgend näher erläutert, wobei die Lage innerhalb des Getriebes unter Bezugnahme auf Radebenen E1–E6 vorgestellt wird, welche in aufsteigender Reihenfolge von links nach rechts vorgesehen sind. Die erste Radebene E1 befindet sich unmittelbar benachbart zu der Doppelkupplungsanordnung bzw. vorliegend neben den Abtriebsrädern AR1 bis AR3 und damit an einer Antriebsseite AN, wohingegen die letzte Radebene E6 sich am gegenüberliegenden axialen Ende des Doppelkupplungsgetriebes 1 befindet, einer denkbaren Abtriebsseite AB1
Auf der ersten Radebene E1 befinden sich zwei Zahnräder, die die zweite Gangstufe bilden, wobei das der zweiten Eingangswelle EW2 zugeordnete Zahnrad EG2 als Festrad auf dieser zweiten Eingangswelle EW2 vorgesehen ist. Das zugeordnete und hiermit unmittelbar im Eingriff stehende Zahnrad VG2 der zweiten Vorgelegewellenachse VA2 ist als Losrad ausgebildet und über eine Schalteinrichtung SE2 mit der dritten Vorgelegewelle VW3 koppelbar. Der auf der ersten Radebene E1 vorgesehene Radsatz R2 ist als zweite Gangstufe ausgebildet, d. h. zur Darstellung der Übersetzung entsprechend der zweiten Gangstufe ausgebildet. Auf der ersten Radebene E1 befindet sich ferner der ersten Vorgelegewellenachse VA1 zugeordnet ein Zahnrad VR, welches die Rückwärtsgangstufen überträgt. Dieses Zahnrad VR kämmt unter Zwischenlage eines Zwischenrades ZR mit dem Zahnrad EG2, welches als Festrad auf der zweiten Eingangswelle EW2 angeordnet ist. Dieses Zahnrad EG2 hat dementsprechend zwei Eingriffspartner, nämlich die Zahnräder VG2 und ZR.
Dementsprechend befinden sich auf der ersten Radebene E1 der Radsatz RR als Gangstufe für einen der Rückwärtsgänge und der Radsatz R2, über welchen das Drehmoment in der zweiten Gangstufe von der zweiten Eingangswelle EW2 über die dritte Vorgelegewelle VW3 zu der Abtriebswelle AB übertragen wird. In dem Rückwärtsgang ist die Schalteinrichtung SE2 aktiviert, bei der es sich um eine Einzel-Schalteinrichtung handelt und die über das Schaltelement S3 lediglich das Zahnrad VG2 mit der dritten Vorgelegewelle VW3 koppelt.
Auf der zweiten Radebene E2 befindet sich ein als Losrad auf der Eingangswellenseite vorgesehenes Zahnrad EG6. Dieses ist drehbar auf der zweiten Eingangswelle EW2 gelagert und über eine dritte Schalteinrichtung SE3 mit der zweiten Eingangswelle EW2 koppelbar. Dieses Zahnrad EG6 kämmt mit einem der ersten Vorgelegewellenachse VA1 zugeordneten Zahnrad VG6, das verdrehfest auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 angeordnet ist. Die zuvor beschriebene Radstufe R6 ist als sechste Gangstufe ausgelegt, d. h. vermittelt das Drehmoment von der Eingangswellenachse EA auf die erste Vorgelegewellenachse VA1 in der sechsten Gangstufe.
Der ersten Vorgelegewellenachse VA1 zugeordnet und zwischen der ersten und zweiten Radebene E1, E2 befindet sich eine Schalteinrichtung SE1, über deren Schaltelement S1 bzw. S2 das Zahnrad VR auf der ersten Radebene E1 oder die als Hohlwelle ausgebildete zweite Vorgelegewelle VW2 nach Wahl mit der ersten Vorgelegewelle VW1 koppelbar sind.
Auf der dritten Radebene E3 befindet sich der vierte Radsatz R4, der eingangswellenseitig ein Losrad EG4 umfasst, welches über die dritte Schalteinrichtung SE3 über deren Schaltelement S5 mit der zweiten Eingangswelle EW2 und über eine Schalteinrichtung SE4 über deren Schaltelement S6 mit der ersten Eingangswelle EW1 koppelbar ist und mit einem Zahnrad VG4 unmittelbar im Eingriff ist, das verdrehfest auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 angeordnet ist. Dieser Radsatz bildet die vierte Gangstufe.
Auf der vierten Radebene E4 ist vorgelegewellenseitig ebenfalls ein verdrehfest mit der zweiten Vorgelegewelle VW2 verbundenes Zahnrad VG5 angeordnet, welches zum Schalten der fünften Gangstufe vorgesehen ist und mit einem der Eingangswellenachse EA zugeordneten und über die Schalteinrichtung SE4 und deren Schalteinrichtung S7 mit der ersten Eingangswelle EW1 koppelbaren Losrad EG5 kämmt und den fünften Radsatz R5 ausbildet.
Die zwischen der dritten und der vierten Radebene E3, E4 vorgesehene vierte Schalteinrichtung SE4 ist wie die zuvor beschriebenen Schalteinrichtungen SE1, SE3 für eine sogenannte Doppelsynchronisierung ausgebildet, so dass durch jeweils einen der zu den jeweiligen Schalteinrichtungen SE1, SE3, SE4 zugeordneten Aktoren jeweils zwei unterschiedliche und mit S1, S2 und S4 bis S7 gekennzeichnete Schaltelemente betätigbar sind, um die jeweiligen Losräder mit der zugeordneten Welle zu koppeln.
Eine weitere, doppelt wirkende Schalteinrichtung SE5 ist zwischen der fünften und der sechsten Radebene E5, E6 vorgesehen und vorliegend der Eingangswellenachse EA zugeordnet, um über die Schaltelemente S8 und S9 Losräder EG3 bzw. EG7 mit der ersten Eingangswelle EW1 zu koppeln.
Die Zuordnung der auf den Ebenen 2 bis 4 vorgesehenen Zahnrädern zu den entsprechenden Wellen, deren Koppelbarkeit und insbesondere die Anordnung der drei vorgelegewellenseitigen Zahnräder VG6, VG4, VG5 als verdrehfest auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 vorgesehene Zahnräder ermöglicht die Verwirklichung von drei Windungsgängen, die nachfolgend noch näher erläutert werden. Jedenfalls besteht die Besonderheit des gezeigten Ausführungsbeispiels, die auch eine Besonderheit des erfindungsgemäßen Getriebes darstellt, darin, dass die Radsätze R6, R5 der zweiten und vierten Radebene E2, E4 sowohl an eine der Eingangswellen EW1, EW2 als auch an die erste Vorgelegewelle VW1 koppelbar sind. Dabei ist der auf der zweiten Radebene E2 vorgesehene Radsatz R6 an die zweite Eingangswelle EW2 und der auf der vierten Ebene E4 vorgesehene fünfte Radsatz R5 an die erste Eingangswelle EW1 koppelbar.
Das Schalten der Windungsgänge ist dadurch möglich, dass die zugeordneten Zahnräder VG4, VG5 und VG6 der ersten Vorgelegewellenachse VA1 gemeinsam verdrehfest auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 vorgesehen sind, die wiederum mit der ersten Vorgelegewelle VW1 koppelbar ist. Des Weiteren ist wesentlich, dass der der dritten Radebene E3 zugeordnete Radsatz R4 an beide Eingangswellen EW1, EW2 koppelbar ist und an die erste Vorgelegewelle VW1 koppelbar ist.
Auf der fünften und sechsten Radebene E5, E6 sind wiederum Radsätze mit zwei unmittelbar im Eingriff stehenden Zahnrädern EG3, VG3 bzw. EG7, VG7 vorgesehen, die über die gemeinsame, zur Doppelsynchronisierung vorgesehenen Schalteinrichtung SE5 mit der ersten Eingangswelle EW1 koppelbar sind. Die der ersten Vorgelegewellenachse VA1 zugeordneten Zahnräder VG3, VG7 der fünften und sechsten Radebene E5, E6 sind dort als Festräder angeordnet. Dadurch wird der dritte und siebte Radsatz R3, R7 ausgebildet.
Es versteht sich von selbst, dass die Schalteinrichtung SE5 alternativ auch der ersten Vorgelegewellenachse VA1 zugeordnet sein kann. Es kommt lediglich darauf an, die jeweiligen Radsätze R3, R7 koppelbar mit der zugehörigen Welle EW1, VW1 vorzusehen. Dies bedeutet, dass die auf der fünften und sechsten Radebene E5, E6 vorgesehenen Radsätze R3, R7 entweder an dieselbe, vorliegend die erste Eingangswelle EW1 koppelbar sind, oder an dieselbe Vorgelegewelle der ersten Vorgelegewellenachse VA1, vorliegend die erste Vorgelegewelle VW1.
Aufgrund der Zuordnung der einzelnen Zahnräder zu den unterschiedlichen Eingangswellen EW1; EW2 ergeben sich bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel eines Doppelkupplungsgetriebes zwei unterschiedliche Teilgetriebe, die in 1 mit gestrichelten Linien angedeutet und mit Bezugszeichen 2 bzw. 3 gekennzeichnet sind. Wegen der Zuordnung entweder als Festräder oder als Losräder der Zahnräder EG2, ER, EG6, EG4 zu der zweiten Eingangswelle EW2 gehören diese zu dem ersten Teilgetriebe 2, wohingegen die ab der vierten Radebene E4 vorgesehenen Zahnräder und damit die Radsätze R5, R3, R7 dem zweiten Teilgetriebe 3 zuzuordnen sind. Es ist aber möglich die Gangstufen für die Vorwärtsgänge innerhalb der Teilgetriebe 2, 3 gegeneinander zu tauschen. Hat das konkret gezeigte Ausführungsbeispiel mit steigender Radebene E1 bis E6 folgende Reihenfolge der Vorwärts-Gangstufen 2, 6, 4, 5, 3, 7, so folgt nach einem Tauschen der Teilgetriebe 2, 3 die Reihenfolge der Vorwärts-Gangstufen mit aufsteigender Radebene E1 bis E6 zu 7, 3, 5, 4, 6, 2. Auch können bei der ersten Alternative mit der Reihenfolge 2, 6, 4, 5, 3, 7 mit steigender Radebene die Gangstufen 3 und 7 gegeneinander vertauscht werden.
Zusammenfassend lässt sich das zuvor beschriebene Doppelkupplungsgetriebe dadurch kennzeichnen, dass auf sechs Radebenen E1–E6 insgesamt 14 Zahnräder vorgesehen sind, nämlich die 10 Zahnräder zum Schalten der Vorwärtsgänge auf fünf Ebenen E2 bis E6. Auf der ersten Ebene E1 ist der Radsatz RR zum Schalten des Rückwärtsganges mit einem Zwischenrad ZR zwischen den den beiden Wellenachsen EA, VA1 zugeordneten Zahnrädern EG2, VR und der Radsatz für die kleinste vorgegebene Gangstufe R2 oder eine kleine Gangstufe R3 vorgesehen. Es sind fünf Schalteinrichtungen SE1–SE5 vorgesehen mit insgesamt neun Schaltelementen S1–S9, d. h. vier doppelt wirkende Schalteinrichtungen SE1, SE3 und SE5. Lediglich die Schalteinrichtung SE2 ist eine Einzel-Schalteinrichtung, so dass das Doppelkupplungsgetriebe 1 mit fünf Aktoren auskommt.
Zu 1 sind mit Bezugszeichen AB2 bis AB6 weitere denkbare Abtriebsstellen des Doppelkupplungsgetriebes 1 eingetragen, die bei entsprechenden räumlichen Vorgaben nach Wahl verwirklicht werden können. Die Abtriebskonstantenanordnung AR1, AR2, AR3 kann ferner an verschiedenen Stellen innerhalb des Getriebes 1 angeordnet sein, so z. B. zwischen den Radebenen E4 und E5, zwischen den Radebenen E5 und E6 und am stirnseitigen Ende der zum Schalten vorgesehenen Radsätze RR, R2 bzw. R7.
Insbesondere unter Bezugnahme auf die 2 und 3 wird nachfolgend die Darstellung unterschiedlicher Gangstufen durch Schalten von einem oder mehreren Schaltelementen beschrieben. Die Übersetzungen 2 bis 7, d. h. die entsprechenden Gangstufen können in dem Doppelkupplungsgetriebe 1 durch alleiniges Zuschalten eines einzigen Radsatzes geschaltet werden. Dabei ist in den Übersetzungen 2, 3, 7 entsprechend den jeweiligen Gangstufen 2, 3, 7 jeweils lediglich ein Schaltelement S3, S8; S9 zu schalten. Für die Darstellung der Gangstufen zu den Vorwärtsgängen 4, 5 und 6 sind jeweils zwei Schaltelemente zu schalten. In der Gangstufe entsprechend der Übersetzung "4" sind die Schaltelemente S2 und S5 zu schalten; in der fünften Gangstufe die Schaltelemente S2 und S7 und in der sechsten Gangstufe die Schaltelemente S2 und S4. Für das Schalten eines der beiden Rückwärtsgänge R2 muss lediglich das Schaltelement S1 geschaltet werden.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei Gangstufen als sogenannte Windungsgänge verwirklicht. In dem ersten Vorwärtsgang sind die Schaltelemente S3, S4 und S6 geschaltet, so dass der Kraftfluss bei geschlossener Kupplung K1 über die erste Eingangswelle EW1 zunächst durch den Radsatz der vierten Gangstufe 4 erfolgt. Das Drehmoment wird dann über die als Hohlwelle ausgebildete zweite Vorgelegewelle VW2 übertragen und über den Radsatz R6 der sechsten Gangstufe zu der Eingangswellenachse EA überführt. Von dort wird das Drehmoment auf die zweite Eingangswelle EW2 übertragen, um schließlich über den Radsatz R2 auf der ersten Radebene E1 auf die dritte Vorgelegewelle VW3 und über das Abtriebsrad AR2 auf die Abtriebswelle AW übertragen zu werden.
In der achten Gangstufe erfolgt der Kraftfluss bei geschlossener Kupplung K2 durch entsprechendes Schalten der Schaltelemente S4, S7 und S9 von dem Radsatz R6 der sechsten Gangstufe zu der zweiten Vorgelegewelle VW2, von dort über den Radsatz R5 der fünften Gangstufe zurück auf die Eingangswellenachse EA. Dort überträgt die erste Eingangswelle EW1 das Drehmoment auf den Radsatz R7 der siebten Gangstufe, welche den Kraftfluss zu der ersten Vorgelegewelle VW1 überträgt, die schließlich über das erste Abtriebsrad AR1 das Moment auf die Abtriebswelle AB überträgt.
Auch einer der Rückwärtsgänge R1 ist als Windungsgang verwirklicht. Durch Schalten der Schaltelemente S1, S4 und S6 erfolgt der Kraftfluss in dieser R1-Gangstufe von der ersten Eingangswelle EW1 über die Zahnräder der vierten Gangstufe zu der zweiten Vorgelegewelle VW2, von dort über den Radsatz R6 der sechsten Gangstufe zu der zweiten Eingangswelle EW2 und von dort wiederum über den Radsatz RR des Rückwärtsganges auf die erste Vorgelegewelle VW1, die mit der Abtriebswelle AW gekoppelt ist.
Wie insbesondere die 2 und 3 verdeutlichen, ist das Doppelkupplungsgetriebe 1 so ausgebildet, dass ein zugkraftunterbrechungsfreier Übersetzungswechsel zwischen benachbarten Gangstufen möglich ist, da keine der Schalteinrichtungen zwei Radsätzen zu unmittelbar hintereinander folgenden Gangstufen zugeordnet ist und die Lastschaltelemente K1, K2 jeweils alternierend schaltbar sind.
Die Abtriebsräder AR1–AR3 können alternativ bei dem Ausführungsbeispiel ebenso gut an der anderen Stirnseite des Getriebes 1 oder zwischen den Radebenen E4 und E5 vorgesehen sein. Eine elektrische Maschine kann mit einem der Radsätze R6, R4 oder R5, d.h. mit einem auf der zweiten bis vierten Radebene E2–E4 gekoppelt sein, so dass diese Maschine sowohl zu der Doppelkupplung K1, K2 als auch zum Abtrieb jeweils durch ein Schaltelement trennbar ist.
Bezugszeichenliste

1: Doppelkupplungsgetriebe
2: Teilgetriebe, der ersten Eingangswelle EW1 zugeordnet
3: zweites Teilgetriebe, der zweiten Eingangswelle EW2 zugeordnet
AB: Abtriebsseite
AN: Antriebsseite
EA: Eingangswellenachse
VA1: erste Vorgelegewellenachse
VA2: zweite Vorgelegewellenachse
AW: Abtriebswelle
EW1: erste Eingangswelle
EW2: zweite Eingangswelle
VW1: erste Vorgelegewelle
VW2: zweite Vorgelegewelle
VW3: dritte Vorgelegewelle
E1–E6: Radebene
EG2–EG7: einer Eingangswelle zugeordnetes Zahnrad
VG2–VG7: einer Vorgelegewelle zugeordnetes Zahnrad
VR: einer Vorgelegewelle zugeordnetes Zahnrad des Rückwärtsganges
ZR: Zwischenrad
SE1–SE5: Schalteinrichtung
S1–S9: Schaltelement
R2–R7: Radsätze Vorwärtsgänge
RR: Radsatz Rückwärtsgang
K1: erstes Lastschaltelement
K2: zweites Lastschaltelement
AR1: der ersten Vorgelegewelle VW1 zugeordnetes Abtriebsrad
AR2: der dritten Vorgelegewelle VW3 zugeordnetes Abtriebsrad
AR3: der Abtriebswelle AW zugeordnetes Abtriebsrad

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007049267 A1 [0002]
DE 102010030569 [0034]
DE 102006059591 A1 [0035]
DE 102010061824 [0035]
DE 102010069582 [0036]

Claims

Getriebe mit 1.1. zwei koaxial zueinander angeordneten Eingangswellen (EW1, EW2), wobei die erste Eingangswelle (EW1) innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Eingangswelle (EW2) angeordnet ist, 1.2. zwei koaxial zueinander angeordneten und einer ersten Vorgelegewellenachse (VA1) zugeordneten Vorgelegewellen (VW1, VW2), wobei die erste Vorgelegewelle (VW1) innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Vorgelegewelle (VW2) angeordnet ist, die zweite Vorgelegewelle (VW2) drehbar auf der ersten Vorgelegewelle (VW1) gelagert und mit dieser koppelbar ist, 1.3. einer dritten Vorgelegewelle (VW3), die einer zweiten, achsversetzt zu der ersten Vorgelegewellenachse (VA1) vorgesehenen zweiten Vorgelegewellenachse (VA2) zugeordnet ist, 1.4. einer Abtriebswelle (AW), welche über Abtriebsräder (AR1, AR2, AR3) in Wirkverbindung mit der ersten und der dritten Vorgelegewelle (VW1, VW3) steht; 1.5. zumindest einem auf einer der Eingangs- oder Vorgelegewellen (EW1, EW2, VW1, VW2, VW3) drehfest angeordneten und als Festrad ausgebildeten Zahnrad (EG2), das mit einem als Losrad (VR, VG2) auf einer der Vorgelege- oder Eingangswellen (VW1, VW2, VW3, EW1, EW2) angeordneten Zahnrad im Eingriff steht, 1.6. mehreren Schalteinrichtungen (SE1, SE5) zur drehfesten Verbindung von zumindest einem Losrad mit einer der Wellen (EW1, EW2, VW1, VW3, VW3), dadurch gekennzeichnet, 1.7. dass auf der zweiten Vorgelegewelle (VW2) zumindest drei Zahnräder (VG6, VG4, VG5) verdrehfest angeordnet sind, die mit zumindest einer der Eingangswellen (EW1; EW2) koppelbaren Zahnrädern (EG3, EG4, EG6) im Eingriff stehen, von denen zumindest ein Zahnrad (EG4) mit beiden Eingangswellen (EW1, EW2) koppelbar ist.
Getriebe mit 2.1. zwei koaxial zueinander angeordneten Eingangswellen (EW1, EW2), wobei die erste Eingangswelle (EW1) innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Eingangswelle (EW2) angeordnet ist, 2.2. zwei koaxial zueinander angeordneten und einer ersten Vorgelegewellenachse (VA1) zugeordneten Vorgelegewellen (VW1, VW2), wobei die erste Vorgelegewelle (VW1) innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Vorgelegewelle (VW2) angeordnet ist, die zweite Vorgelegewelle (VW2) drehbar auf der ersten Vorgelegewelle (VW1) gelagert und mit dieser koppelbar ist, 2.3. einer dritten Vorgelegewellen (VW3), die einer zweiten, achsversetzt zu der ersten Vorgelegewellenachse (VA1) vorgesehenen zweiten Vorgelegewellenachse (VA2) zugeordnet ist, 2.4. einer Abtriebswelle (AW), welche über Abtriebsräder (AR1, AR2, AR3) in Wirkverbindung mit der ersten und der dritten Vorgelegewelle (VW1, VW3) steht; 2.5. zumindest einem auf einer der Eingangs- oder Vorgelegewellen (EW1, EW2, VW1, VW2, VW3) drehfest angeordneten und als Festrad ausgebildeten Zahnrad (EG2), das mit einem als Losrad (VR, VG2) auf einer der Vorgelege- oder Eingangswellen (VW1, VW2, VW3, EW1, EW2) angeordneten Zahnrad im Eingriff steht, 2.6. mehreren Schalteinrichtungen (SE1, SE5) zur drehfesten Verbindung von zumindest einem Losrad mit einer der Wellen (EW1, EW2, VW1, VW3, VW3), insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 2.7. dass die Zahnräder (VR, EG2–EG7; VG2–VG7) und die Schalteinrichtungen (SE1–SE5) so angeordnet sind, dass zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest ein Rückwärtsgang schaltbar sind.
Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (VR, EG2–EG7; VG2–VG7) und die Schalteinrichtungen (SE1–SE5) so angeordnet sind, dass zumindest acht Vorwärtsgänge und zumindest zwei Rückwärtsgänge schaltbar sind.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schalten der zumindest acht Vorwärtsgänge und des bzw. der beiden Rückwärtsgänge sechs Radebenen (E1–E6) vorgesehen sind.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schalten der zumindest acht Vorwärtsgänge und des bzw. der beiden Rückwärtsgänge vierzehn Zahnräder (VR, EG2–EG7; VG2–VG7) vorgesehen sind.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schalten der zumindest acht Vorwärtsgänge und des bzw. der beiden Rückwärtsgänge fünf Schalteinrichtungen (SE1–SE5) mit insgesamt fünf Aktoren vorgesehen sind.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwischen den drei als Losräder (EG6, EG4, EG5) auf der Eingangswellenachse (EA) vorgesehenen Zahnräder jeweils doppelt wirkende Schalteinrichtungen (SE3, SE4) angeordnet sind.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von den drei mit den verdrehfest auf der zweiten Vorgelegewelle (VW2) angeordneten Zahnrädern (VG6, VG4, VG5) im Eingriff stehenden Losrädern ein erstes Zahnrad (EG4) mit der ersten und der zweiten Eingangswelle (EW1, EW2), ein zweites Zahnrad (EG5) lediglich mit der ersten Eingangswelle (EW1) und ein drittes Zahnrad (EG6) lediglich mit der zweiten Eingangswelle (EW2) koppelbar ist.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die drei verdrehfest auf der zweiten Vorgelegewelle (VW2) angeordneten Zahnräder (VG6, VG4, VG5) der zweiten und vierten Radebene (E2, E4) zugeordnet sind.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der ersten Radebene (E1) zwei unterschiedlichen Gangstufen zugeordnete Zahnräder (VG2, EG2, ZR, VR) vorgesehen sind.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der auf der ersten Radebene (E1) vorgesehene und der ersten Vorgelegewellenachse (VA1) zugeordnete Radsatz (R2) an die erste Vorgelegewelle (VW1) koppelbar ist und dass der auf der ersten Radebene (E1) vorgesehene und der zweiten Vorgelegewellenachse (VA2) zugeordnete Radsatz (R2) an die dritte Vorgelegewelle (VW3) koppelbar ist.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der fünften und sechsten Radebene (E5, E6) vorgesehenen Radsätze (R3, R7) an dieselbe Eingangswelle (EW1) koppelbar sind.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der fünften und sechsten Radebene (E5, E6) vorgesehenen Radsätze (R2, R7) an dieselbe Vorgelegewelle (VW1) koppelbar sind.
Getriebe nach den Ansprüchen 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf der sechsten Radebene (E6) entweder das auf der ersten Eingangswellenachse (VA1) vorgesehene Zahnrad oder das auf der ersten bzw. der dritten Vorgelegewellenachse (VA1, VA2) vorgesehene Zahnrad als kuppelbares Losrad (EG7) und das andere als verdrehfest angeordnetes Festrad vorgesehen ist.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der zweiten und vierten Radebene (E2, E4) vorgesehenen Radsätze (R6, R5) sowohl an zumindest eine der Eingangswellen (EW2, EW1) als auch an die erste Vorgelegewelle (VW1) koppelbar sind.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der auf der dritten Radebene (E3) vorgesehene Radsatz (R4) an beide Eingangswellen (EW1, EW2) und an die erste Vorgelegewelle (VW1) koppelbar sind.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der ersten Radebene (E1) die Gangstufen 2 und R vorgesehen sind, denen mit aufsteigenden Radebenen (E1–E6) die weiteren Gangstufen in der Reihenfolge 6, 4, 5, 3, 7 folgen, wobei die auf den letzten beiden Radebenen (E5, E6) vorgesehenen Gangstufen auch gegeneinander vertauscht sein können.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der zweiten bis fünften Radebene (E2–E5) vorgesehenen Zahnräder lediglich der Eingangswellenachse (EA) und der ersten Vorgelegewellenachse (VA1) zugeordnet sind.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Gangstufe der Kraftfluss von der einen der Eingangswellen (EW1) über die Zahnräder (EG4, VG4) der vierten Gangstufe zu der zweiten Vorgelegewelle (VW2), über die Zahnräder (EG6, VG6) der sechsten Gangstufe zu der anderen Eingangswelle (EW2) und über die Zahnräder (EG2, VG2) der zweiten Gangstufe zu der ersten oder dritten Vorgelegewelle (VW1) erfolgt.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der achte Gangstufe der Kraftfluss von der anderen der Eingangswellen (EW2) über die Zahnräder (EZ6, VZ6) der sechsten Gangstufe zu der zweiten Vorgelegewelle (VW2), über die Zahnräder (EZ5, VZ5) der fünften Gangstufe zu der einen Eingangswelle (EW1) und über die Zahnräder (EZ7, VZ7) der siebten Gangstufe zu der ersten Vorgelegewelle (VW1) erfolgt.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche mit zwei R-Gangstufen, dadurch gekennzeichnet, dass in einer der R-Gangstufen der Kraftfluss von einer der Eingangswellen (EW1) über die Zahnräder (EG4, VG4) der vierten Gangstufe zu der zweiten Vorgelegewelle (VW2), über die Zahnräder (EG6, VG6) der sechsten Gangstufe zu der anderen Eingangswelle (EW2) und über die Zahnräder (EG2, VR) der R-Gangstufe zu der ersten Vorgelegewelle (VW1) erfolgt.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine elektrische Maschine, die an ein den Vorgelegewellen (VW1, VW2) zugeordnetes Zahnrad angebunden ist, welches zu einem Radsatz (R6, R4, R5) gehört, der ein verdrehfest auf der zweiten Vorgelegewelle (VW2) angeordnetes Zahnrad aufweist.