-
Die Erfindung betrifft ein Getriebe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
-
Durch die
DE 10 2010 040 660 A1 der Anmelderin wurde ein Neun-Gang-Doppelkupplungsgetriebe in Vorgelegebauweise bekannt, d. h. mit einer Hauptwelle und genau einer Vorgelegewelle. Die Hauptwelle umfasst zwei koaxial zueinander angeordnete Getriebeeingangswellen, welche von einer ersten und einer zweiten Kupplung einer Doppelkupplung antreibbar sind. Das Doppelkupplungsgetriebe umfasst ein erstes Teilgetriebe mit drei schaltbaren Zahnradstufen in drei Radebenen sowie ein zweites Teilgetriebe mit fünf schaltbaren Zahnradstufen in fünf Radebenen; insgesamt ergeben sich also acht Zahnrad- oder Gangstufen in acht Radebenen. Zur Schaltung der Gänge sind jeweils zwischen benachbarten Zahnradstufen bzw. deren Losrädern fünf doppelt wirkende Schalteinrichtungen, d. h. mit jeweils zwei Schaltelementen vorgesehen. Mit dem Doppelkupplungsgetriebe können neun bis zehn Vorwärtsgänge geschaltet werden, wobei drei Gänge als Windungsgänge ausgelegt sind, und zwar der erste, der achte und der Rückwärtsgang. Bei einem Windungsgang werden drei Zahnradstufen in Kraftflussrichtung hintereinander geschaltet. Von diesen drei Zahnradstufen sind insbesondere zumindest zwei jeweils den unterschiedlichen Teilgetrieben des Getriebes zugeordnet. Dadurch ist es möglich, Zahnradstufen und Zahnräder mehrfach zu verwenden, wodurch Bauteile eingespart werden. Bei dem bekannten Doppelkupplungsgetriebe werden zur Schaltung des ersten Ganges die fünfte, die neunte und die dritte Zahnradstufe (5-9-3) durch die zugeordneten Schaltelemente gekoppelt, zur Schaltung des achten Ganges werden die vierte, die zweite und die sechste Zahnradstufe (4-2-6) gekoppelt, und zur Schaltung des Rückwärtsganges werden die fünfte, die neunte und die Rückwärts-Zahnradstufe (5-9-R) gekoppelt. Da nur zwei Getriebewellenachsen vorgesehen sind, baut das bekannte Doppelkupplungsgetriebe in radialer Richtung (quer zu den Achsen) relativ klein, dagegen in axialer Richtung aufgrund der acht Radebenen relativ lang. Für das Doppelkupplungsgetriebe werden auch verschiedene Tauschmöglichkeiten beschrieben, unter anderem ein Tausch des ersten Teilgetriebes mit dem zweiten Teilgetriebe durch Spiegelung. Das Doppelkupplungsgetriebe ist auch mit einer elektrischen Maschine kombinierbar, welche mechanisch in den Kraftfluss des Doppelkupplungsgetriebes zuschaltbar ist, und kann somit auch für einen Hybridbetrieb, d. h. einen verbrennungsmotorischen und elektromotorischen Antrieb genutzt werden.
-
Ausgehend von diesem Stand der Technik, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welches eine vorteilhafte Alternative bietet.
-
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Erfindungsgemäß ist bei einem Getriebe der eingangs genannten Art vorgesehen, dass bei der Schaltung des ersten Ganges die dritte Zahnradstufe, die sechste Zahnradstufe und die zweite Zahnradstufe und bei der Schaltung des neunten Ganges die fünfte, die vierte und die achte Zahnradstufe miteinander gekoppelt werden. Durch die Ausführung des ersten und des neunten Ganges als Windungsgänge ist die geometrisch benötigte Spreizung kleiner als die funktional erreichte. Darüber hinaus wird durch Mehrfachverwendung von Zahnrädern bzw. Zahnradstufen die Zahl der benötigten Bauteile verringert.
-
Nach einer bevorzugten Ausführungsform (A2) werden zur Schaltung eines ersten Rückwärtsganges die dritte, die sechste und die Rückwärts-Zahnradstufe miteinander gekoppelt, d. h. der erste Rückwärtsgang ist ebenfalls als Windungsgang ausgelegt.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A3) kann die siebte Zahnradstufe über ein Schaltelement mit einer der beiden Eingangswellen gekoppelt werden. Mit dieser Koppelung kann der siebte Gang geschaltet werden.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A4) sind die zweite und die achte Zahnradstufe sowie die Rückwarts-Zahnradstufe über Schaltelemente mit der Vorgelegewelle verbunden, d. h. die Festräder dieser Zahnradstufen sind auf der zweiten Eingangswelle angeordnet. Durch Koppelung der zweiten oder der achten Zahnradstufe mit der Vorgelegewelle werden der zweite oder der achte Gang geschaltet.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A5) sind jeweils die dritte und die fünfte Zahnradstufe sowie die vierte und die sechste Zahnradstufe über Schaltelemente, vorzugsweise Doppelsynchronisierungen sowohl mit einer der Eingangswellen als auch mit der Vorgelegewelle koppelbar. Über diese Koppelungen können der dritte, der fünfte, der vierte oder der sechste Gang geschaltet werden.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A6) ist auf der Vorgelegewelle, die als Vollwelle ausgebildet ist, koaxial eine Hohlwelle angeordnet. Die Hohlwelle dient als Träger von weiteren Fest- oder Losrädern.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A7) sind die Zahnräder der dritten, der vierten, der fünften und der sechsten Zahnradstufe drehfest auf der Hohlwelle angeordnet und über ein Schaltelement mit der Vorgelegewelle koppelbar. Somit sind die Festräder der dritten bis sechsten Zahnradstufe durch die Hohlwelle miteinander verbunden und gemeinsam schaltbar.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A8) ist die Vorgelegewelle als Abtrieb ausgebildet, d. h. der Abtrieb des Getriebes erfolgt achsversetzt zum Antrieb.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A9) kann die Schalteinrichtung zwischen der zweiten Zahnradstufe und der Rückwarts-Zahnradstufe entweder auf der Vorgelegewellenachse oder auf der Hauptwellenachse angeordnet sein. Damit ergeben sich für diese Schalteinrichtung, vorzugsweise eine Doppelsynchronisierung zwei funktionsgleiche Positionen.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A10) kann das der siebten Zahnradstufe zugeordnete Schaltelement entweder auf der Hauptwellenachse oder der Vorgelegewellenachse angeordnet sein. Damit ist die siebte Zahnradstufe entweder an eine der Eingangswellen oder an die Vorgelegewelle angebunden – beide Alternativen sind funktionsgleich.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A11) können die Schalteinrichtung zwischen der dritten und der fünften Zahnradstufe sowie die Schalteinrichtung zwischen der vierten und der sechsten Zahnradstufe entweder auf der Hauptwellenachse oder auf der Vorgelegewellenachse angeordnet sein. Damit ergeben sich für diese vorzugsweise als Doppelsynchronisierungen ausgebildeten Schalteinrichtungen funktionsgleiche Positionen auf einer der Eingangswellen oder auf der Hohlwelle der Vorgelegewelle. Damit tauschen die Losräder und die Festräder der vier Zahnradstufen die Achsen.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A12) kann die dritte Zahnradstufe entweder in der zweiten oder der dritten Radebene und die fünfte Zahnradstufe entweder in der dritten oder in der zweiten Radebene angeordnet werden, d. h. beide Zahnradstufen wechseln die Radebenen. Damit ergeben sich zwei funktionsgleiche Positionen für die dritte und die fünfte Zahnradstufe.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A13) kann die vierte Zahnradstufe entweder in der vierten oder der fünften Radebene und die sechste Zahnradstufe entweder in der fünften oder der vierten Radebene angeordnet sein, d. h. beide Zahnradstufen tauschen die Radebenen. Damit ergeben sich funktionsgleiche Alternativen.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A14) können die achte, die zweite und die Rückwärts-Zahnradstufe binomial untereinander vertauscht werden. Binomiale Vertauschung heißt hier, dass die drei benachbarten Zahnradstufen in allen möglichen Kombinationen unter Beibehaltung der Zuordnung der einzelnen Schaltelemente zu den jeweiligen Zahnradstufen vertauschbar sind, insbesondere können die Zahnradstufen jeweils in der sechsten oder der siebten oder der achten Radebene angeordnet sein. Damit ergibt sich eine Vielzahl von funktionsgleichen Positionen für diese Zahnradstufen.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A15) können das erste und das zweite Teilgetriebe gegeneinander vertauscht werden, wobei jedes Teilgetriebe nach dem Tausch von der jeweils anderen Eingangswelle angetrieben wird.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A16) kann das der dritten Zahnradstufe zugeordnete Schaltelement zu beiden Seiten der dritten Zahnradstufe, d. h. entweder zwischen der zweiten und der dritten oder der ersten und der zweiten Radebene angeordnet sein. Damit kann entweder zwischen der zweiten und der dritten Radebene oder der ersten und der zweiten Radebene eine zwei Schaltelemente umfassende Schalteinrichtung, vorzugsweise eine Doppelsynchronisierung angeordnet sein, woraus sich funktionsgleiche Positionen ergeben.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A17) ist ein koaxialer Abtrieb für das Getriebe vorgesehen. Hierzu ist der Vorgelegewelle abtriebsseitig eine Konstantstufe, auch Abtriebskonstante genannt, nachgeschaltet, wobei das abtreibende Zahnrad auf der Hauptwellenachse angeordnet ist.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A18) ist der Vorgelegewelle mindestens eine weitere Konstantstufe (Abtriebskonstante) nachgeschaltet, wobei das abtreibende Zahnrad der Abtriebskonstanten auf einer zusätzlichen achsversetzten Abtriebsachse angeordnet ist. Dadurch werden weitere Getriebeausgänge geschaffen, welche vorteilhaft für einen Antrieb von zwei Achsen eines Vierradantriebes für ein Kraftfahrzeug genutzt werden können.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A19) ist auf einer zusätzlichen Abtriebsachse ein zusätzliches Zahnrad angeordnet, welches mit einem Festrad der abtreibenden Vorgelegewelle, vorzugsweise mit dem Festrad der siebten Zahnradstufe kämmt. Dadurch ergibt sich ein zusätzlicher achsversetzter Abtrieb für das Getriebe ohne eine zusätzliche Radebene.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A20) sind die beiden Eingangswellen des Getriebes über eine Doppelkupplung antreibbar, d. h. die erste Eingangswelle ist mit einer ersten und die zweite Eingangswelle ist mit einer zweiten Kupplung der Doppelkupplung verbunden. Das Getriebe ist somit als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A21) ist als zusätzlicher Antrieb für das Getriebe mindestens eine elektrische Maschine vorgesehen, welche sowohl als Motor als auch als Generator betreibbar ist. Die elektrische Maschine kann über eine der beiden Eingangswellen, über die Vorgelegewelle, direkt über ein Festrad des Radsatzes, ein zusätzliches Festrad oder ein Losrad an das Getriebe angebunden werden. Damit ist das Getriebe auch für einen Hybridbetrieb nutzbar.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A22) ist die elektrische Maschine über ein zusätzliches Festrad an die dritte, die vierte, die fünfte oder die sechste Zahnradstufe angebunden. Damit ist einerseits die Möglichkeit zur Standladefähigkeit gegeben, und andererseits ist ein elektrisches Fahren ohne Schleppverluste der Doppelkupplung möglich.
-
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung (A23) ist das Getriebe als Hybridgetriebe verwendbar, wobei die beiden Eingangswellen des Getriebes mit einer elektrischen Maschine und einem Verbrennungsmotor verbunden sind und die elektrische Maschine als Lastschaltelement wirkt. Nach einer ersten Variante, wie sie in der älteren Anmeldung der Anmelderin mit dem amtlichen Aktenzeichen
DE 10 2010 030 569 beschrieben ist, stützt dabei die elektrische Maschine während der Schaltung allein. Nach einer zweiten Variante, wie sie in der älteren Anmeldung der Anmelderin mit dem amtlichen Aktenzeichen
DE 10 2010 061 824 beschrieben ist, stützen während der Schaltungen der Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine zusammen über ein zusätzliches Planetengetriebe. Nach einer dritten Variante, wie sie in der älteren Anmeldung der Anmelderin mit dem amtlichen Aktenzeichen
DE 10 2010 063 582 beschrieben ist, sind die beiden vorgenannten Varianten mit einem zusätzliches Doppelschaltelement umschaltbar. Der Offenbarungsgehalt der drei vorgenannten älteren Anmeldungen der Anmelderin wird vollumfänglich in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen
-
1 einen Hauptradsatz (erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung) eines Getriebes in schematischer Darstellung,
-
1a eine Schaltmatrix für das Getriebe gemäß 1,
-
1b eine tabellarische Zuordnung von Schaltelementen und Zahnradstufen,
-
2 ein zweites und drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei ein Schaltelement bzw. eine Schalteinrichtung des Getriebes gemäß 1 durch Vertauschung alternative Positionen einnehmen,
-
3 ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei zwei Schalteinrichtungen zwischen je zwei Zahnradstufen durch Vertauschung alternative Positionen einnehmen,
-
4 ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei jeweils in benachbarten Radebenen angeordnete Zahnradstufen durch Vertauschung alternative Positionen einnehmen,
-
5 ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei drei in benachbarten Radebenen angeordnete Zahnradstufen durch Vertauschung alternative Positionen einnehmen,
-
6 ein siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei das erste und das zweite Teilgetriebe des Getriebes durch Vertauschung alternative Positionen einnehmen,
-
7 ein achtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei eine Schalteinrichtung und ein Schaltelement auf der Eingangswellenachse durch Vertauschung alternative Positionen einnehmen,
-
8 das Getriebe mit einer Abtriebskonstanten und einem koaxialen Abtrieb,
-
9 das Getriebe mit verschiedenen Abtriebskonstanten und achsversetztem Abtrieb,
-
10 das Getriebe mit zusätzlichem achsversetzten Abtrieb über ein zusätzliches Zahnrad und
-
11 das Getriebe gemäß 1 mit einem zusätzlichen Antrieb durch eine elektrische Maschine.
-
1 zeigt in schematischer Darstellung einen Hauptradsatz für ein als Doppelkupplungsgetriebe 1 ausgebildetes Getriebe 1, welches ein erstes Teilgetriebe 2, ein zweites Teilgetriebe 3, eine Hauptwellenachse 4, genau eine Vorgelegewellenachse 5 sowie eine Doppelkupplung 6 mit einer ersten Kupplung K1 und einer zweiten Kupplung K2 umfasst. Auf der Hauptwellenachse 4 sind zwei Eingangswellen koaxial zueinander angeordnet, nämlich eine von der ersten Kupplung K1 antreibbare, als Hohlwelle ausgebildete erste Eingangswelle EW1 und eine von der zweiten Kupplung K2 antreibbare, als Vollwelle ausgebildete zweite Eingangswelle EW2. Auf der Vorgelegewellenachse 5 sind eine als Vollwelle ausgebildete Vorgelegewelle VW sowie eine koaxial auf der Vollwelle angeordnete Hohlwelle HW angeordnet. Es sei angemerkt, dass eine Vollwelle, beispielsweise die zweite Eingangswelle EW2 oder die Vorgelegewelle VW, grundsätzlich Öffnungen, wie beispielsweise Längs- und/oder Querbohrungen, insbesondere zur Schmierung und/oder zur Kühlung und/oder zur Betätigung der darauf angeordneten Schaltelemente aufweisen kann. Das Doppelkupplungsgetriebe 1 weist insgesamt acht Zahnradstufen auf, und zwar sieben Zahnradstufen ZP2 bis ZP8 für neun Vorwärtsgänge sowie eine weitere Zahnradstufe ZPR für zwei Rückwärtsgänge, im Folgenden kurz Rückwärts-Zahnradstufe ZPR genannt. Die Zahnradstufen ZP2 bis ZP8, ZPR sind auf den beiden Eingangswellen EW1, EW2 und der Vorgelegewelle VW angeordnet und werden als schaltbare Zahnradstufen bezeichnet, auch Gangstufen, Übersetzungsstufen oder Stirnradstufen genannt; sie sind in acht Radebenen angeordnet, welche, in der Zeichnung von links nach rechts zählend, mit I bis VIII bezeichnet sind. Die Antriebsseite, d. h. das Gehäuse der Doppelkupplung 6 ist durch einen Pfeil AN gekennzeichnet, wobei der Antrieb durch einen nicht dargestellten Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges erfolgt. Die schaltbaren Zahnradstufen weisen – wie aus der Zeichnung ersichtlich – jeweils ein Festrad und ein Losrad auf, welches jeweils über eines von neun Schaltelementen S1–S9 mit der jeweiligen Getriebewelle EW1, EW2, VW koppelbar ist. Acht Schaltelemente S2, S3; S4, S5; S6, S7; S8, S9 sind paarweise zu vier Schalteinrichtungen SE1 bis SE4 zusammengefasst und zwischen den Radebenen II und III, zwischen den Radebenen IV und V, zwischen den Radebenen V und VI sowie zwischen den Radebenen VII und VIII angeordnet. Die Schalteinrichtungen SE1 bis SE4 sind vorzugsweise als Doppelsynchronisierungen ausgebildet. Das Doppelkupplungsgetriebe 1 umfasst insgesamt siebzehn Zahnräder Z1 bis Z17. Das erste Teilgetriebe 2 ist durch gestrichelte Linien angedeutet und umfasst die von der ersten Kupplung K1 über die erste Eingangswelle EW1 antreibbaren Zahnradstufen ZP7, ZP3, ZP5 für die ungeraden Gänge; das zweite Teilgetriebe 3, ebenfalls durch gestrichelte Linien angedeutet, umfasst die von der zweiten Kupplung K2 über die zweite Eingangswelle EW2 antreibbaren Zahnradstufen ZP4, ZP6, ZP8, ZP2 für die geraden Gänge sowie die Rückwärts-Zahnradstufe ZPR für die beiden Rückwärtsgänge. Der Abtrieb des Doppelkupplungsgetriebes 1 erfolgt über die als Abtriebswelle ausgebildete Vorgelegewelle VW und ist durch den Pfeil AB gekennzeichnet.
-
1a zeigt eine Schaltmatrix für das Doppelkupplungsgetriebe 1 gemäß 1, wobei in der obersten Zeile die Kupplungen K1, K2 sowie die Schaltelemente S1 bis S9 und in der ersten Spalte die Gänge angegeben sind. Demnach sind mit dem Doppelkupplungsgetriebe 1 neun Vorwärtsgänge '1' bis '9' und zwei Rückwärtsgänge R1, R2 schaltbar. Gemäß den Kreuzchen in Zeile 1 der Schaltmatrix werden also zur Schaltung des ersten Ganges die erste Kupplung K1, das zweite Schaltelement S2, das fünfte Schaltelement S5 und das achte Schaltelement S8 betätigt. Dadurch werden drei Zahnradstufen, nämlich die dritte, die sechste und die zweite Zahnradstufe ZP3, ZP6, ZP2 im Kraftfluss hintereinander geschaltet, d. h. der erste Gang ist als Windungsgang ausgebildet. Der Abtrieb erfolgt über die Vorgelegewelle VW. Bei eingelegtem ersten Gang sind also folgende Zahnräder (vgl. 1) in Eingriff: Z3, Z4, Z10, Z9, Z13, Z14 – aufgezählt in Richtung des Kraftflusses von der Antriebsseite AN zur Abtriebsseite AB.
-
Der neunte Gang, ebenfalls ein Windungsgang, wird nach der Schaltmatrix durch Betätigung der ersten Kupplung K1 und der Schaltelemente S3, S4, S7 eingelegt, wobei die drei Zahnradstufen ZP5, ZP4, ZP8 in Kraftflussrichtung hintereinander geschaltet sind. Bei eingelegtem neunten Gang stehen somit folgende Zahnräder hintereinander in Eingriff (vgl. 1): Z5, Z6, Z8, Z7, Z11, Z12.
-
Nach der vorletzten Zeile der Schaltmatrix wird der ebenfalls als Windungsgang ausgelegte erste Rückwärtsgang R1 durch Betätigung der ersten Kupplung K1 und der Schaltelemente S2, S5, S9 geschaltet. Dadurch werden die Zahnradstufen ZP3, ZP6 und die Rückwärts-Zahnradstufe ZPR (vgl. 1) miteinander gekoppelt und mit der Vorgelegewelle VW, d. h. der Abtriebswelle verbunden. Bei der Schaltung des ersten Rückwärtsganges R1 stehen somit folgende Zahnräder in Kraftflussrichtung gesehen hintereinander in Eingriff: Z3, Z4, Z10, Z9, Z15, Z16, Z17.
-
Der Hauptradsatz für das Doppelkupplungsgetriebe 1 kann durch unterschiedliche Positionierungen der Zahnradstufen und/oder der Schalteinrichtungen bzw. Schaltelemente funktionsgleich umgestaltet werden. Hierzu werden – wie in der Tabelle gemäß 1b dargestellt – die Schaltelemente den Zahnradstufen zugeordnet. Die Schaltmatrizen für die einzelnen Radsatzvarianten ändern sich somit durch eine Neuanordnung der Zahnradstufen bzw. der Schaltelemente nicht.
-
1b zeigt in der linken Spalte S die neun Schaltelemente S1 bis S9 und in der rechten Spalte ZP die zugeordneten Zahnradstufen ZP2 bis ZP8 und ZPR, abgekürzt durch die Zahlen 2 bis 8 und den Buchstaben R. Dem Schaltelement S6 sind beispielsweise die vier Zahnradstufen ZP3, ZP4, ZP5 und ZP6 zugeordnet.
-
2 zeigt eine erste und eine zweite Variante des Hauptradsatzes gem. 1, wobei einerseits für das Schaltelement S1 der Zahnradstufe ZP7 alternative, funktionsgleiche Positionen, nämlich entweder auf der Hauptwellenachse 4 oder auf der Vorgelegenwellenachse 5 und andererseits für die Schalteinrichtung SE4 der beiden Zahnradstufen ZP2 und ZPR alternative, funktionsgleiche Positionen, nämlich entweder auf der Vorgelegewellenachse 5 oder auf der Hauptwellenachse 4 angedeutet sind. Die Tauschrichtung erfolgt jeweils quer zu den Achsen 4, 5 und ist durch die Doppelpfeile P angedeutet. Bei der ersten Variante werden demnach das Losrad Z1 zum Festrad und das Festrad Z2 zum Losrad auf der Vorgelegewelle VW. Bei der zweiten Variante werden die beiden Losräder Z14, Z17 zu Festrädern auf der Vorgelegewelle VW und die beiden Festräder Z13, Z15 zu Losrädern auf der zweiten Eingangswelle EW2. Die alternativen Positionen des Schaltelementes S1 und der Schalteinrichtung SE4 mit den beiden Schaltelementen S8, S9 sind durch gestrichelte Rahmen angedeutet.
-
3 zeigt eine dritte Variante des Hauptradsatzes gem. 1, wobei alternative, funktionsgleiche Positionen einerseits für die Schalteinrichtung SE1 für die dritte und die fünfte Zahnradstufe ZP3, ZP5 und andererseits für die Schalteinrichtung SE2 für die vierte und die sechste Zahnradstufe ZP4, ZP6 angedeutet sind, nämlich entweder auf der Hauptwellenachse 4 oder auf der Vorgelegewellenachse 5. Die Tauschrichtung ist durch den Doppelpfeil P angedeutet. Die Festräder Z4, Z6, Z8, Z10 auf der Hohlwelle HW werden somit zu Losrädern, während die Losräder Z3, Z5, Z7, Z9 auf der Eingangswellenachse 4 zu Festrädern auf der ersten und der zweiten Eingangswelle EW1, EW2 werden. Die Koppelung oder Anbindung der Zahnradstufen ZP3, ZP5, ZP4, ZP6 erfolgt somit über die Hohlwelle HW. Die beiden alternativen Positionen der Schalteinrichtungen SE1, SE2 sind durch gestrichelte Rahmen angedeutet.
-
4 zeigt eine vierte Variante des Hauptradsatzes gem. 1, wobei die dritte und die fünfte Zahnradstufe ZP3, ZP5 sowie die vierte und die sechste Zahnradstufe ZP4, ZP6 alternative, funktionsgleiche Positionen einnehmen können, die jeweils durch einen gestrichelten Rahmen hervorgehoben sind. Die beiden Zahnradstufen ZP3, ZP5 können entsprechend dem Doppelpfeil P getauscht werden, sodass sie entweder in den Radebenen II und III oder in den Radebenen III und II angeordnet sind. Analog können die beiden Zahnradstufen ZP4, ZP6 entweder in den beiden Radebenen IV und V oder in den beiden Radebenen V und IV angeordnet sein.
-
5 zeigt eine fünfte Variante des Hauptradsatzes gem. 1, wobei die zweite, die achte und die Rückwärts-Zahnradstufe ZP2, ZP8, ZPR, hervorgehoben durch einen gestrichelten Rahmen, binomial untereinander vertauschbar sind. Binomiale Vertauschung heißt, dass die drei Zahnradstufen ZP2, ZP8, ZPR in allen möglichen Kombinationen unter Beibehaltung der Zuordnung der einzelnen Schaltelemente S7, S8, S9 zu der jeweiligen Zahnradstufe ZP2, ZP8, ZPR vertauscht werden können, also rechts gegen links, oben gegen unten sowie innerhalb der Zeilen und Spalten. Beispielsweise kann die zweite Zahnradstufe ZP2, dargestellt in Radebene VII, auch in der Radebene VI oder VIII angeordnet sein; die Rückwärts-Zahnradstufe ZPR, dargestellt in Radebene VIII, kann auch in der Radebene VI oder VII angeordnet sein; und die achte Zahnradstufe ZP8, dargestellt in Radebene VI, kann auch in der Radebene VII oder VIII angeordnet sein. Darüber hinaus können die Schaltelemente S7, S8, S9 bzw. die Schalteinrichtung SE4 jeweils entweder auf der Vorgelegewellenachse 5 oder auf der Hauptwellenachse 4 angeordnet sein. Durch diese binomiale Vertauschung ergeben sich funktionsgleiche Alternativen
-
6 zeigt eine sechste Variante für eine Abwandlung des Hauptradsatzes, wobei das erste Teilgetriebe 2 mit dem zweiten Teilgetriebe 3 entsprechend dem Doppelpfeil P in axialer Richtung vertauscht werden kann – die Teilgetriebe 2, 3 sind jeweils durch einen gestrichelten Rahmen gekennzeichnet. Nach der Vertauschung (nicht dargestellt) der beiden Teilgetriebe 2, 3 sind die Zahnradstufen ZP7, ZP3, ZP5 für die ungeraden Gänge des ersten Teilgetriebes 2 über die zweite Kupplung K2 und die zweite Eingangswelle EW2 mit dem Verbrennungsmotor des Fahrzeuges verbunden, während die Zahnradstufen ZP4, ZP6, ZP8, ZP2 für die geraden Gänge des zweiten Teilgetriebes 3 über die erste Kupplung K1 und die erste Eingangswelle EW1 mit dem Verbrennungsmotor verbunden sind. Durch die Vertauschung ergeben sich funktionsgleiche Alternativen.
-
7 zeigt eine siebte Variante des Hauptradsatzes, wobei die Schalteinrichtung SE1 mit den Schaltelementen S2, S3 gemäß 1 getrennt und zu einer modifizierten Schalteinrichtung SE1 mit den beiden Schaltelementen 51, S2 umgewandelt wurde. Das Schaltelement S2 bleibt nach wie vor der dritten Zahnradstufe ZP3 zugeordnet. Das modifizierte Schaltelement SE1' ist zwischen der ersten und der zweiten Radebene I, II angeordnet, während das Schaltelement SE1 (vgl. 1) zwischen der zweiten und der dritten Radebene II, III angeordnet ist. Der Zahnradstufe ZP5 ist das (einzelne) Schaltelement S3 zugeordnet. Die beiden funktionsgleichen Alternativen sind durch gestrichelte Rahmen und die Tauschrichtung durch einen Doppelpfeil P angedeutet.
-
8 zeigt eine weitere Variante des Hauptradsatzes gemäß 1, und zwar mit einem koaxialen Abtrieb, gekennzeichnet durch einen Pfeil A, in der Hauptwellenachse 4. Hierfür ist der Vorgelegewelle VW eine Konstantstufe KS1, auch Abtriebskonstante genannt, nachgeschaltet, und zwar in einer zusätzlichen Radebene IX. Die Konstantstufe KS1 umfasst die Zahnräder Z18, Z19, wobei das abtreibende Zahnrad Z18 als Losrad auf der Hauptwellenachse 4 gelagert ist.
-
9 zeigt eine weitere Variante des Hauptradsatzes gemäß 1, wobei – alternativ oder kumulativ – weitere Konstantstufen KS2, KS3, KS4, KS5, auch Abtriebskonstanten genannt, in zusätzlichen Radebenen X, XI, XII, IX angeordnet sind. Bei der Konstantstufe KS2 ist das antreibende Zahnrad Z20 auf der Vorgelegewelle VW und das abtreibende Zahnrad Z21 auf einer zusätzlichen Abtriebsachse 7 angeordnet, welche gegenüber der Hauptwellen- und Vorgelegewellenachse 4, 5 versetzt ist. Dadurch ergeben sich weitere Abtriebsmöglichkeiten, bezeichnet als Getriebeausgänge B, C, D, E, welche insbesondere bei einem Vierradantrieb des Kraftfahrzeuges vorteilhaft nutzbar sind.
-
10 zeigt eine weitere Variante des Hauptradsatzes gemäß 1 mit einem zusätzlichen achsversetzten (auf der Abtriebsachse 7 angeordneten) Zahnrad Z22, welches mit dem Zahnrad Z2 der siebten Zahnradstufe ZP7 in der ersten Radebene I kämmt. Auch durch dieses so genannte Abtriebskonstantenzahnrad Z22 ergeben sich achsversetzte Getriebeausgänge, welche mit den Buchstaben F, G bezeichnet sind.
-
11 zeigt eine sog. Hybridisierung des Doppelkupplungsgetriebes 1 gemäß 1, wobei eine elektrische Maschine EM, betreibbar als Motor oder als Generator, über ein zusätzliches Zahnrad Z23 an die dritte Zahnradstufe ZP3 angebunden ist. Die elektrische Maschine EM treibt also – zusätzlich oder alternativ zu dem nicht dargestellten Verbrennungsmotor – in das Doppelkupplungsgetriebe 1 ein. Dabei besteht einerseits die Möglichkeit des rein elektrischen Fahrens, indem die elektrische Maschine EM über das Schaltelement S6 mit der Vorgelegewelle VW gekoppelt wird – der Abtrieb erfolgt dann über den Getriebeausgang AB. Andererseits ist Standladefähigkeit vorhanden, d. h. die elektrische Maschine EM kann vom Verbrennungsmotor bei stehendem Kraftfahrzeug als Generator angetrieben werden und einen elektrischen Speicher des Hybridfahrzeuges laden. Dazu wird die elektrische Maschine EM über die dritte Zahnradstufe ZP3, das geschlossene Schaltelement S2, die erste Eingangswelle EW1 und die geschlossene erste Kupplung K1 mit dem Verbrennungsmotor verbunden.
-
Möglich ist auch – was nicht dargestellt ist – die elektrische Maschine EM an die fünfte Zahnradstufe ZP5, an die vierte Zahnradstufe ZP4 oder die sechste Zahnradstufe ZP6 anzubinden.
-
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Getriebe 1 mit den beiden Eingangswellen EW1, EW2, d. h. ohne die Doppelkupplung 6 als Hybridgetriebe verwendet werden. Hybridgetriebe heißt in diesem Falle, dass das Getriebe sowohl von einem Verbrennungsmotor als auch von einer elektrischen Maschine über die beiden Eingangswellen EW1, EW2 antreibbar ist. Die elektrische Maschine wirkt dabei als Lastschaltelement. Aufgrund der eingangs genannten drei älteren Anmeldungen, die in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen wurden, ergeben sich folgende drei Möglichkeiten: Die elektrische Maschine stützt während der Schaltungen alleine, oder der Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine stützen während der Schaltungen zusammen über ein zusätzliches Planetengetriebe, oder die beiden vorgenannten Varianten sind mit einem zusätzlichen Doppelschaltelement umschaltbar. Damit ergeben sich weitere Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen 9-Gang-Getriebes für einen Hybridantrieb.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Doppelkupplungsgetriebe
- 2
- Erstes Teilgetriebe
- 3
- Zweites Teilgetriebe
- 4
- Hauptwellenachse
- 5
- Vorgelegewellenachse
- 6
- Doppelkupplung
- 7
- Abtriebsachse
- I
- erste Radebene
- II
- zweite Radebene
- III
- dritte Radebene
- IV
- vierte Radebene
- V
- fünfte Radebene
- VI
- sechste Radebene
- VII
- siebte Radebene
- VIII
- achte Radebene
- IX
- neunte Radebene
- X
- zehnte Radebene
- XI
- elfte Radebene
- XII
- zwölfte Radebene
- A–G
- Getriebeausgänge
- AN
- Antriebsseite
- AB
- Abtriebsseite
- EM
- elektrische Maschine
- EW1
- erste Eingangswelle
- EW2
- zweite Eingangswelle
- HW
- Hohlwelle
- K1
- erste Kupplung
- K2
- zweite Kupplung
- KS1
- Konstantstufe 1
- KS2
- Konstantstufe 2
- KS3
- Konstantstufe 3
- KS4
- Konstantstufe 4
- KS5
- Konstantstufe 5
- VW
- Vorgelegewelle
- S1
- Schaltelement 1
- S2
- Schaltelement 2
- S3
- Schaltelement 3
- S4
- Schaltelement 4
- S5
- Schaltelement 5
- S6
- Schaltelement 6
- S7
- Schaltelement 7
- S8
- Schaltelement 8
- S9
- Schaltelement 9
- SE1
- erste Schalteinrichtung
- SE1
- erste Schalteinrichtung (modifiziert)
- SE2
- zweite Schalteinrichtung
- SE3
- dritte Schalteinrichtung
- SE4
- vierte Schalteinrichtung
- P
- Tauschrichtung
- Z1
- erstes Zahnrad
- Z2
- zweites Zahnrad
- Z3
- drittes Zahnrad
- Z4
- viertes Zahnrad
- Z5
- fünftes Zahnrad
- Z6
- sechstes Zahnrad
- Z7
- siebtes Zahnrad
- Z8
- achtes Zahnrad
- Z9
- neuntes Zahnrad
- Z10
- zehntes Zahnrad
- Z11
- elftes Zahnrad
- Z12
- zwölftes Zahnrad
- Z13
- dreizehntes Zahnrad
- Z14
- vierzehntes Zahnrad
- Z15
- fünfzehntes Zahnrad
- Z16
- sechzehntes Zahnrad
- Z17
- siebzehntes Zahnrad
- Z18
- achtzehntes Zahnrad
- Z19
- neunzehntes Zahnrad
- Z20
- zwanzigstes Zahnrad
- Z21
- einundzwanzigstes Zahnrad
- Z22
- zweiundzwanzigstes Zahnrad
- Z23
- dreiundzwanzigstes Zahnrad
- ZP2
- Zahnradstufe 2
- ZP3
- Zahnradstufe 3
- ZP4
- Zahnradstufe 4
- ZP5
- Zahnradstufe 5
- ZP6
- Zahnradstufe 6
- ZP7
- Zahnradstufe 7
- ZP8
- Zahnradstufe 8
- ZPR
- Rückwärts-Zahnradstufe
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102010040660 A1 [0002]
- DE 102010030569 [0027]
- DE 102010061824 [0027]
- DE 102010063582 [0027]
