DE102012218793A1

DE102012218793A1 - Getriebe für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102012218793A1
Application number: DE201210218793
Authority: DE
Inventors: Eckhardt Luebke; Johannes Kaltenbach; Michael Wechs
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2012-10-16
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2014-04-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere Doppelkupplungsgetriebe, für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest zwei Teilgetriebe, wobei jedes der Teilgetriebe zumindest eine Eingangswelle auf einer Antriebsseite des Getriebes, welche auf einer Eingangswellenachse angeordnet sind, aufweist, eine Ausgangswelle als Abtriebswelle der zumindest zwei Teilgetriebe auf einer Abtriebsseite des Getriebes, wobei die Abtriebswelle auf der Eingangswellenachse oder auf zumindest einer, insbesondere zur Eingangswellenachse parallelen, Vorgelegewellenachse angeordnet ist, ein Vorgelege, wobei das Vorgelege zumindest eine Vorgelegewelle umfasst, und wobei die zumindest eine Vorgelegewelle auf der zumindest einen Vorgelegewellenachse angeordnet ist, sowie ein Planentengetriebe, welches mit der Abtriebswelle verbunden ist, wobei zumindest eine der Eingangswellen über zumindest eine Radebene und/oder zumindest ein Schaltelement sowie über das Planetengetriebe mit der Abtriebswelle verbindbar ist, wobei N Schalteinrichtungen angeordnet sind, wobei N eine natürlich Zahl größer oder gleich Drei ist, wobei alle N Schalteinrichtungen auf der Eingangswellenachse angeordnet sind, wobei eine der N Schalteinrichtungen zur Betätigung des Planetengetriebes angeordnet ist, und wobei die mittels der zumindest einen Radebene und der N Schalteinrichtungen darstellbaren Gangstufen voll lastschaltbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere Doppelkupplungsgetriebe, für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest zwei Teilgetriebe, wobei jedes der Teilgetriebe zumindest eine Eingangswelle auf einer Antriebsseite des Getriebes, welche auf einer Eingangswellenachse angeordnet sind, aufweist, eine Ausgangswelle als Abtriebswelle der zumindest zwei Teilgetriebe auf einer Abtriebsseite des Getriebes, wobei die Abtriebswelle auf der Eingangswellenachse oder auf zumindest einer, insbesondere zur Eingangswellenachse parallelen, Vorgelegewellenachse angeordnet ist, ein Vorgelege, wobei das Vorgelege zumindest eine Vorgelegewelle umfasst, und wobei die zumindest eine Vorgelegewelle auf der zumindest einen Vorgelegewellenachse angeordnet ist, sowie ein Planentengetriebe, welches mit der Abtriebswelle verbindbar ist, wobei zumindest eine der Eingangswellen über zumindest eine Radebene und/oder zumindest ein Schaltelement sowie über das Planetengetriebe mit der Abtriebswelle verbindbar ist.
Getriebe für Kraftfahrzeuge werden unter anderem als sogenannte Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt, bei welchem jeweils eine Eingangswelle einem Teilgetriebe zugeordnet ist und bei welchem 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.
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.
Derartige Doppelkupplungsgetriebe können hierbei auch mit einem zu An- und Abtrieb zusätzlich angeordneten Vorgelege ausgeführt werden, so dass in axialer Richtung ein kompakter Aufbau ermöglicht wird.
Aus der DE 10 2006 054 281 A1 ist ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug in Form eines Doppelkupplungsgetriebes bekanntgeworden. Das Doppelkupplungsgetriebe umfasst dabei zwei Teilgetriebe mit jeweils einer Eingangswelle. Durch Verbinden der jeweiligen Eingangswelle über ein jeweiliges Lastschaltelement können die beiden Teilgetriebe jeweils abwechselnd in einen Kraft- oder Drehmomentfluss von einem Antrieb zu einem Abtrieb eingebunden werden, wobei die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes als Getriebezentral- und die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes als Getriebehohlwelle ausgeführt ist. Weiterhin ist eine Ausgangswelle angeordnet, die als Abtrieb beider Teilgetriebe ausgebildet ist, wobei eine Drehbewegung des Antriebs über mehrere Übersetzungsstufen auf den Abtrieb übersetzbar ist, in dem der Kraft- und Drehmomentfluss über ein Vorgelege geführt wird. Dabei werden zumindest zwei Radebenen mittels Betätigung zugehöriger Schaltelemente in den Kraft- und Drehmomentfluss geschaltet, wobei durch Kombination der Betätigung der Schaltelemente und dem Kraft- und Drehmomentfluss über entsprechende Radebene mehrere Übersetzungsstufen dargestellt werden können. Ebenso ist auch eine unübersetzte Übertragung der Drehbewegung des Antriebs auf eine Ausgangswelle des Abtriebs durch Betätigung entsprechender Schaltelemente möglich.
Aus der DE 10 2007 049 267 A1 ist ein weiteres Getriebe für ein Kraftfahrzeug in Form eines Doppelkupplungsgetriebes bekanntgeworden. Das Doppelkupplungsgetriebe umfasst dabei zwei Eingangswellen und zwei zu den beiden Eingangswellen parallelen Vorgelegewellen, wobei die Eingangswellen über Radebenen und Schaltelemente mit den Vorgelegewellen koppelbar sind. Weiterhin ist auf einer der beiden Vorgelegewellenachsen ein Schaltelement angeordnet, welches zwei Vorgelegewellen, die jeweils ein Zahnrad von unterschiedlichen Radebenen aufweisen, miteinander koppeln kann. Diese Zahnräder sind in Radebenen angeordnet, welche mit Zahnrädern auf unterschiedlichen Eingangswellen in Eingriff stehen. Mittels dieses Schaltelementes können somit die beiden Eingangswellen indirekt miteinander verbunden respektive gekoppelt werden.
Aus der PCT/EP 2009/008796 ist ein weiteres Doppelkupplungsgetriebe mit Planetengetriebe und einem Vorgelege mit einer Vorgelegewelle bekannt geworden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, welches eine gute Leistungsteilung ermöglicht. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welches eine gute Lastschaltfähigkeit aufweist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welches einfacher und kostengünstiger herstellbar ist und gleichzeitig eine zuverlässige Übertragung von Drehmomenten zwischen Antrieb und Abtrieb ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein alternatives Getriebe für ein Kraftfahrzeug anzugeben.
Die Erfindung löst die Aufgaben bei einem Getriebe, insbesondere Doppelkupplungsgetriebe, für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest zwei Teilgetriebe, wobei jedes der Teilgetriebe zumindest eine Eingangswelle auf einer Antriebsseite des Getriebes, welche auf einer Eingangswellenachse angeordnet sind, aufweist, eine Ausgangswelle als Abtriebswelle der zumindest zwei Teilgetriebe auf einer Abtriebsseite des Getriebes, wobei die Abtriebswelle auf der Eingangswellenachse oder auf zumindest einer, insbesondere zur Eingangswellenachse parallelen, Vorgelegewellenachse angeordnet ist, ein Vorgelege, wobei das Vorgelege zumindest eine Vorgelegewelle umfasst, und wobei die zumindest eine Vorgelegewelle auf der zumindest einen Vorgelegewellenachse angeordnet ist, sowie ein Planentengetriebe, welches mit der Abtriebswelle verbunden ist, wobei zumindest eine der Eingangswellen über zumindest eine Radebene und/oder zumindest ein Schaltelement sowie über das Planetengetriebe mit der Abtriebswelle verbindbar ist, dadurch, dass N Schalteinrichtungen angeordnet sind, wobei N eine natürlich Zahl größer oder gleich Drei ist, dass alle N Schalteinrichtungen auf der Eingangswellenachse angeordnet sind, wobei eine der N Schalteinrichtungen zur Betätigung des Planetengetriebes angeordnet ist, und dass die mittels der zumindest einen Radebene und der N Schalteinrichtungen darstellbaren Gangstufen voll lastschaltbar sind.
Die Erfindung löst die Aufgaben ebenfalls bei einem Getriebe, insbesondere einem Personen- oder einem Lastkraftwagen, mit einem Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20.
Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass das Getriebe eine sehr gute Lastschaltfähigkeit aufweist. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Getriebe eine sehr gute Leistungsteilung ermöglicht. Darüber hinaus ist einer der erzielten Vorteile, dass damit sämtliche Gangstufen inkl. einer Schaltung des Planetengetriebes voll lastschaltbar sind, d.h., dass ebenfalls eine Umschaltung durch Betätigung der Schalteinrichtung für das Planetengetriebe ohne Zugkraftunterbrechung ermöglicht wird. Ein weiterer Vorteil ist schließlich, dass das Getriebe einen leichter anpassbaren Stufungsverlauf der verschiedenen Gangstufen des Getriebes ermöglicht.
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.
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 dieser Vorrichtung bzw. dem Schaltelement zusammenwirkenden Vorrichtungen übertragen kann.
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.
Unter dem Begriff „Übertragungselement“ ist vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen eine Vorrichtung zu verstehen, mit der Kraft und/oder Drehmomente übertragbar sind. Übertragungselemente können dabei vorzugsweise als Räder, vorzugsweise als Zahnräder, insbesondere Stirnräder, Kegelräder, Schneckenräder oder dergleichen ausgebildet sein.
Übertragungselemente sind insbesondere in der Beschreibung, vorzugsweise in den Ansprüchen, im Sinne von Festrädern oder von Losrädern ausgebildet. Sind Übertragungselemente im Sinne von Losrädern ausgebildet, sind diese auf einer Hohlwelle angeordnet und mittels eines Schaltelements an eine weitere Welle auf derselben Achse des Getriebes koppelbar.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Zweckmäßigerweise ist ein Schaltelement einer der N Schalteinrichtungen derart ausgebildet, dass ein Übertragungselement auf der Eingangswellenachse zumindest einer der Radebenen mit einem Planetenträger des Planetengetriebes verbindbar ist, insbesondere über eine Planetenträgerwelle, die mit dem Planetenträger verbunden ist. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass damit eine direkte Verbindung mit dem Planetenträger bzw. Steg des Planetengetriebes, insbesondere mit der Abtriebswelle ermöglicht wird, falls der Planetenträger als Abtriebswelle ausgebildet ist. Auf diese Weise ist eine besonders zuverlässige und direktere Übertragung von Kraft und Drehmomenten von der einen Radebene auf die Abtriebswelle möglich.
Vorteilhafterweise sind zumindest zwei Wellen koaxial zueinander angeordnet. Dies verringert den Bauraum für die zumindest zwei Wellen und auch des entsprechenden Getriebes insgesamt, so dass das Getriebe auch bei beengten Verhältnissen in einem Kraftfahrzeug einsetzbar ist. Sind beispielsweise zwei Vorgelegewellen koaxial zueinander angeordnet, können dadurch mehrere Vorgelegewellen bereitgestellt werden, was eine Darstellung einer Vielzahl von Gängen mittels des Getriebes ermöglicht.
Zweckmäßigerweise ist die Anzahl N gleich Fünf und/oder die Anzahl der Radebenen M zumindest Sechs, insbesondere Sieben, vorzugsweise Acht. Sind also N = 5 und/oder M ≥ 6 Schalteinrichtungen bzw. Radebenen angeordnet, sind zumindest mehrere Vorwärtsgänge durch das Getriebe darstellbar, wobei gleichzeitig das Getriebe kompakt ausgeführt werden kann, so dass dieses in einer Vielzahl von Fahrzeugen einsetzbar ist.
Vorteilhafterweise ist zumindest eine der Wellen des Getriebes als Vollwelle und eine weitere Welle auf derselben Achse des Getriebes als Hohlwelle ausgebildet. Damit ist eine besonders platzsparende Anordnung der beiden Wellen möglich, da die als Hohlwelle ausgebildete Welle koaxial und parallel zu der als Vollwelle ausgebildeten Welle angeordnet werden kann. Bei der Ausbildung als Vollwelle oder als Hohlwelle können jeweilige Übertragungselemente, wenn diese fest mit der Vollwelle oder Hohlwelle verbunden werden sollen, mit der jeweiligen Welle einstückig und damit kostengünstig hergestellt werden. Eine zeitaufwändige und damit kostenintensive Festlegung von jeweiligen Übertragungselementen an der entsprechenden Welle kann damit entfallen.
Zweckmäßigerweise ist zumindest eine der Eingangswellen des Getriebes mit einer Welle des Planetengetriebes verbindbar, welche als Sonnenwelle ausgebildet ist. Auf diese Weise ist eine direkte Verbindung zwischen zumindest einer der Eingangswellen des Getriebes und dem Planetengetriebe und damit eine direktere Übertragung von Kraft- und Drehmomenten mittels der Sonnen(rad)welle von der Antriebsseite zur Abtriebsseite möglich.
Vorteilhafterweise ist zumindest eine Radebene als Rückwärtsgangstufe ausgebildet. Mittels der zumindest einen Rückwärtsgangstufe kann die Drehrichtung der Abtriebswelle in Bezug auf eine der Eingangswellen umgekehrt werden, so dass ein Rückwärtsgang für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt werden kann, was die Flexibilität hinsichtlich des Einsetzens des Getriebes in verschiedenen Fahrzeugen wesentlich erhöht.
Zweckmäßigerweise ist die Rückwärtsgangstufe mittels einer der N Schalteinrichtungen betätigbar, wobei die Schalteinrichtung zu jeweils einer Schalteinrichtung drehmomentauf- und -abwärts benachbart angeordnet ist. Vorteil hierbei ist, dass damit die Schalteinrichtung zur Betätigung der Rückwärtsgangstufe flexibler als bei einer Anordnung an erster bzw. letzter Position bezüglich Antriebsseite beziehungsweise Abtriebsseite angeordnet werden kann.
Vorteilhafterweise ist die Rückwärtsgangstufe zu zumindest zwei, insbesondere zu zumindest drei weiteren Radebenen drehmomentauf- und/oder -abwärts benachbart angeordnet. Vorteil hierbei ist, dass damit mittels der Rückwärtsgangstufe einfacher eine größere Anzahl von Rückwärtsgängen durch das Getriebe darstellbar ist, was die Flexibilität hinsichtlich des Einsatzes des Getriebes in verschiedenen Fahrzeugen wesentlich erhöht.
Zweckmäßigerweise ist mittels der Schalteinrichtung zur Betätigung der Rückwärtsgangstufe zumindest eine weitere Radebene betätigbar. Damit wird die Anzahl der zur Betätigung von Radebenen notwendigen Schalteinrichtungen reduziert, was eine kostengünstigere Herstellung des Getriebes ermöglicht. Darüber hinaus wird auch der Bauraum gesenkt, da weniger Schalteinrichtungen im Getriebe angeordnet werden müssen.
Vorteilhafterweise sind mittels des Getriebes zumindest zwei Rückwärtsgänge darstellbar. Auf diese Weise ist eine ausreichende Anzahl von Rückwärtsgangstufen durch das Getriebe darstellbar, was die Flexibilität des Getriebes hinsichtlich des Einsatzes in verschiedenen Kraftfahrzeugen noch weiter erhöht.
Zweckmäßigerweise ist eine Schalteinrichtung zur Betätigung des Planetengetriebes angeordnet, welche zumindest ein Schaltelement umfasst, wobei mittels des zumindest einen Schaltelementes ein Hohlrad des Planetengetriebes mit einem Gehäuse des Getriebes drehfest verbindbar ist. Auf diese Weise kann ein Hohlrad des Planetengetriebes beispielsweise mittels einer Hohlradwelle gegenüber dem Gehäuse drehfest angeordnet werden, so dass Gänge bereitgestellt werden, die eine Übersetzung ins Schnelle ermöglichen.
Vorteilhafterweise umfasst die Schalteinrichtung zur Betätigung des Planetengetriebes zwei Schaltelemente, wobei mittels einem der Schaltelemente das Hohlrad mit einem Planetenträger des Planetengetriebes koppelbar ist. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass damit ein Blockumlauf des Planetengetriebes ermöglicht wird.
Zweckmäßigerweise ist eine Planetenträgerwelle, welche mit einem Planetenträger des Planetengetriebes als Abtriebswelle ausgebildet. Vorteil hierbei ist, dass auf weitere Bauelemente oder -teile zur Verbindung von Planetenträger Steg des Planetengetriebes, Planetenträgerwelle und Abtriebswelle verzichtet werden kann.
Vorteilhafterweise sind die N Schalteinrichtungen und M Radebenen, wobei M eine ganze positive Zahl größer als Drei ist und das Planetengetriebe so angeordnet, dass mindestens elf Vorwärtsgänge und mindestens zwei Rückwärtsgänge durch das Getriebe darstellbar sind. Auf diese Weise kann das Getriebe für eine Vielzahl von Fahrzeugen eine hohe Anzahl von Vorwärtsgängen und Rückwärtsgängen zur Verfügung stellen, insbesondere sowohl für Personenkraftwagen als auch für Lastkraftwagen.
Zweckmäßigerweise sind die Übertragungselemente der Mehrheit der M Radebenen mit einer Welle, die mit dem Planetengetriebe verbunden ist, insbesondere in Form einer Sonnenwelle verbindbar oder verbunden. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass damit eine Vielzahl möglicher Kopplungen von den Vorgelegewellen auf eine Welle auf der Eingangswellenachse ermöglicht wird, was die Darstellung einer Vielzahl von möglichen Gängen durch das Getriebe verbessert. Darüber hinaus ist eine direktere und zuverlässigere Übertragung von Kraft und Drehmomenten von dem Vorgelege auf das Planetengetriebe möglich.
Vorteilhafterweise ist zumindest eine Radebene, insbesondere zwei Radebenen als Antriebskonstanten ausgebildet. Dies ermöglicht eine besonders einfache und zuverlässige Übertragung von Kraft und Drehmomenten von den Eingangswellen auf das Vorgelege. Darüber hinaus können die Eingangswellen hinsichtlich ihrer axialen Erstreckung kurz ausgeführt werden, was zum einen die Herstellungskosten für die Eingangswellen senkt, zum anderen ein kompakteres Getriebe insgesamt ermöglicht.
Zweckmäßigerweise umfasst das Vorgelege zwei Vorgelegewellen, wobei eine der beiden Vorgelegewellen als Hohlwelle und die andere als Vollwelle ausgebildet ist und die Anzahl der Radebenen, deren Übertragungselemente mit der als Hohlwelle ausgebildeten Vorgelegewelle verbunden sind, kleiner oder gleich der Anzahl der Radebenen ist, deren Übertragungselemente mit der als Vollwelle ausgebildeten Vorgelegewelle verbunden sind. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass zum einen die Übertragungselemente für die Radebenen, die mit der als Vollwelle ausgebildeten Vorgelegewelle verbunden sind, auf einfache Weise einstückig und damit kostengünstig hergestellt werden können. Darüber hinaus kann die als Hohlwelle ausgebildete Vorgelegewelle an verschiedenen Positionen auf der als Vollwelle ausgebildeten Vorgelegewelle angeordnet werden, was die Flexibilität hinsichtlich der Ausgestaltung des Getriebes verbessert. Ein weiterer Vorteil ist, dass damit mehr Radebenen bereitgestellt werden, mit denen größere Drehmomente über das Vorgelege übertragen werden können.
Vorteilhafterweise sind zwei Schaltelemente unterschiedlicher Schalteinrichtungen über eine gemeinsame Welle, insbesondere ausgebildet als Hohlwelle, miteinander verbunden, wobei zwischen den beiden Schalteinrichtungen auf der gemeinsamen Welle höchstens ein Übertragungselement einer Radebene angeordnet ist. Auf diese Weise wird die Flexibilität des Getriebes noch weiter erhöht hinsichtlich Kopplungen verschiedener Radebenen zwischen Eingangswellenachse und Vorgelegewellenachse sowie auf der Eingangswellenachse selbst. Darüber hinaus wird der Bauraum für die beiden Schalteinrichtungen nicht wesentlich vergrößert, so dass das Getriebe insgesamt hinreichend kompakt ausgeführt werden kann.
Zweckmäßigerweise umfasst das Vorgelege zwei Vorgelegewellen, wobei eine der Vorgelegewellen zu jeweils zumindest einer Radebene, welche mit der anderen der beiden Vorgelegewellen verbunden ist, drehmomentauf- und -abwärts benachbart angeordnet ist, insbesondere wobei eine der Radebenen in Form einer Rückwärtsgangstufe ausgebildet ist. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass eine komplizierte endständige Anordnung einer zweiten Vorgelegewelle zusammen mit der ersten Vorgelegewelle auf der Vorgelegewellenachse vermieden wird.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen, und aus dazugehöriger Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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.
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.
Dabei zeigen jeweils in schematischer Form
1 ein Getriebe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ein Getriebe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ein Getriebe gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ein Getriebe gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; sowie
8 eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
1 zeigt ein Getriebe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 ein Getriebe in Form eines Doppelkupplungsgetriebes. Das Doppelkupplungsgetriebe 1 weist zwei Lastschaltelemente in Form von Kupplungen K1, K2 auf. Mittels der Doppelkupplung K1, K2 kann damit die Antriebsseite AN mit der Abtriebsseite AB des Getriebes 1 zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten gekoppelt bzw. verbunden werden. Hierzu ist die erste Kupplung K1 mit einer ersten Eingangswelle EW1 verbunden und die zweite Kupplung K2 ist mit einer zweiten Eingangswelle EW2 verbunden. Die erste Eingangswelle EW1 ist dabei als Vollwelle ausgebildet, wohingegen die zweite Eingangswelle EW2 als Hohlwelle ausgebildet ist. Die beiden Eingangswellen EW1, EW2 sind dabei koaxial und parallel zueinander angeordnet.
Weiterhin umfasst das Getriebe 1 zwei Teilgetriebe 2, 3. Das erste Teilgetriebe 2 ist mit der ersten Eingangswelle EW1 gekoppelt, das zweite Teilgetriebe 3 ist mit der zweiten Eingangswelle EW2 gekoppelt. Dem ersten Teilgetriebe 2 sind dabei eine zweite Radebene II, eine dritte Radebene III sowie eine vierte Radebene IV zugeordnet, wohingegen dem zweiten Teilgetriebe 3 eine erste Radebene I, eine achte Radebene VIII in Form einer Rückwärtsgangfahrstufe, eine fünfte Radebene V, eine sechste Radebene VI, sowie eine siebte Radebene VII zugeordnet sind.
Weiter umfasst das Getriebe 1 eine Eingangswellenachse 4, auf der die beiden Eingangswellen EW1, EW2 angeordnet sind. Drehmoment- und kraftflussabwärts der Antriebsseite AN beginnend von den beiden Eingangswellen EW1, EW2 ist eine Sonnenwelle SW eines Planetengetriebes GP angeordnet. Die Sonnenwelle SW ist einerseits mit einem Sonnenrad 40 des Planetengetriebes GP, andererseits mit zumindest einer der Eingangswellen EW1, EW2 verbindbar. Die Sonnenwelle SW kann auf der zur Abtriebsseite AB benachbarten Seite des Planetengetriebes GP mit der Abtriebswelle AW in Form einer Planetenträgerwelle PTW des Planetengetriebes GP verbunden werden.
Beginnend von der Antriebsseite AN und ausgehend von den beiden Kupplungen K1, K2 umfasst das Getriebe 1 auf der Eingangswellenachse 4 zunächst die erste Radebene I und weiter die zweite Radebene II, ein erstes Schaltelement S1, ein zweites Schaltelement S2, die dritte Radebene III, die vierte Radebene IV, ein drittes Schaltelement S3, ein viertes Schaltelement S4, die achte Radebene VIII in Form der Rückwärtsgangfahrstufe, die fünfte Radebene V, ein fünftes Schaltelement S5, ein sechstes Schaltelement S6, die sechste Radebene VI, die siebte Radebene VII, ein siebtes Schaltelement S7, ein achtes Schaltelement S8, das Planetengetriebe GP, ein neuntes Schaltelement S9 sowie ein zehntes Schaltelement S10.
Jede der genannten Radebenen I, II, III, IV, V, VI, VII und VIII weist Übertragungselemente, insbesondere in Form von Zahnrädern auf, welche jeweils mit einer Welle des Getriebes 1 verbunden sind.
Parallel zur Eingangswellenachse 4 ist eine Vorgelegewellenachse 5 für ein Vorgelege 6 angeordnet. Das Vorgelege 6 umfasst dabei eine erste Vorgelegewelle VW1, welche als Vollwelle ausgebildet ist und eine zweite Vorgelegewelle VW2, die als Hohlwelle ausgebildet ist und koaxial und parallel zur ersten Vorgelegewelle VW1 auf deren radialer Außenseite angeordnet ist. Die zweite Vorgelegewelle VW2 ist dabei im Bereich der zweiten Radebene II, der dritten Radebene III sowie der vierten Radebene IV angeordnet. Zwischen der Eingangswellenachse 4 und der Vorgelegewellenachse 5 weist die achte Radebene VIII in Form der Rückwärtsgangfahrstufe ein Umkehrelement in Form eines Zwischenrades ZR zur Umkehrung der Drehrichtung auf, so dass mittels der Abtriebswelle AW bei gleicher Drehrichtung einer der Eingangswellen EW1, EW2 eine umgekehrte Drehrichtung zur Bereitstellung zumindest eines Rückwärtsganges ermöglicht wird.
Beginnend von der Antriebsseite AN weist die Vorgelegewellenachse 5 zunächst die erste Radebene II auf und weiter die zweite Radebene II, die dritte Radebene III, die vierte Radebene IV, die achte Radebene VIII in Form der Rückwärtsgangfahrstufe, die fünfte Radebene V, die sechste Radebene VI sowie die siebte Radebene VII.
Das Planetengetriebe GP ist im Wesentlichen in üblicher Weise aufgebaut und umfasst ein zentrales Sonnenrad 40, welches in zumindest ein Planetenrad 41 auf dessen radialer Außenseite eingreift. Das bzw. die Planetenräder 41 sind in einem Planetenradträger 42, auch Steg genannt, drehbar gelagert. Auf der radialen Außenseite der Planetenräder 41 wiederum ist ein Hohlrad 43 des Planetengetriebes GP angeordnet, in das das oder die Planetenräder 41 eingreifen. Der Planetenträger 42 ist mit einer Planeten(rad)trägerwelle PTW sowohl auf der zur Antriebsseite AN benachbarten Seite des Planetengetriebes GP als auch zu der zur Abtriebsseite AB benachbarten Seite des Planetengetriebes GP verbunden. Die Planetenträgerwelle PTW auf der zur Abtriebsseite AB benachbarten Seite des Getriebes 1 ist als Voll- und Abtriebswelle AW ausgebildet. Die Planetenträgerwelle PTW auf der zur Antriebsseite AN benachbarten Seite ist als Hohlwelle ausgebildet. Das Hohlrad 43 ist mit einer als Hohlwelle ausgebildeten Hohlradwelle HW verbunden, die auf der Abtriebsseite AB benachbarten Seite des Planetengetriebes GP und parallel und koaxial zur Abtriebswelle AW auf deren radialer Außenseite angeordnet ist.
Im Folgenden werden nun die zehn Schaltelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9 und S10 beschrieben.
Das im Folgenden genannte jeweilige Schaltelement ist mit jeweils zwei Wellen, einer Welle und einem Übertragungselement, oder zwei Übertragungselementen des Getriebes verbunden und stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen den jeweiligen Wellen und/oder Übertragungselementen her. Sämtliche Schaltelemente sind dabei auf der Eingangswellenachse 4 angeordnet.
Das erste Schaltelement S1 ist einerseits mit der ersten Eingangswelle EW1, andererseits mit einer Sonnenwelle SW verbunden, welche mit dem Sonnenrad 40 des Planetengetriebes GP verbunden ist. Das zweite Schaltelement S2 ist einerseits mit der Sonnenwelle SW, andererseits mit einer ersten Hohlwelle H1 verbunden. Die erste Hohlwelle H1 ist dabei koaxial und parallel zur Sonnenwelle SW auf deren radialer Außenseite angeordnet. Auf der ersten Hohlwelle H1 ist ein Übertragungselement angeordnet, welches mit einem Übertragungselement auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 zur Bildung der dritten Radebene III zusammenwirkt.
Das erste Schaltelement S1 und das zweite Schaltelement S2 sind in einer ersten Schalteinrichtung SE1 zusammengefasst angeordnet und mittels einer gemeinsamen ersten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB1 betätigbar.
Das dritte Schaltelement S3 ist einerseits mit der Sonnenwelle SW, andererseits mit einer zweiten Hohlwelle H2 verbunden. Die zweite Hohlwelle H2 ist dabei koaxial und parallel zur Sonnenwelle SW auf deren radialer Außenseite angeordnet. Auf der zweiten Hohlwelle H2 ist ein Übertragungselement angeordnet, welches mit einem Übertragungselement auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 zur Bildung der vierten Radebene IV zusammenwirkt. Das vierte Schaltelement S4 ist einerseits mit der Sonnenwelle SW, andererseits mit einer dritten Hohlwelle H3 verbunden. Die dritte Hohlwelle H3 ist dabei koaxial und parallel zur Sonnenwelle SW auf deren radialer Außenseite angeordnet. Auf der dritten Hohlwelle H3 ist ein Übertragungselement angeordnet, welches mit dem Zwischenrad ZR zwischen Eingangswellenachse 4 und Vorgelegewellenachse 5 und einem Übertragungselement auf der ersten Vorgelegewelle VW1 zur Bildung der achten Radebene VIII in Form der Rückwärtsgangstufe zusammenwirkt.
Das dritte Schaltelement S3 und vierte Schaltelement S4 sind in einer zweiten Schalteinrichtung SE2 zusammengefasst angeordnet und mittels einer gemeinsamen zweiten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB2 betätigbar.
Das fünfte Schaltelement S5 ist einerseits mit der Sonnenwelle SW, andererseits mit einer vierten Hohlwelle H4 verbunden. Die vierte Hohlwelle H4 ist dabei koaxial und parallel zur Sonnenwelle SW auf deren radialer Außenseite angeordnet. Auf der vierten Hohlwelle H4 ist ein Übertragungselement angeordnet, welches mit einem Übertragungselement auf der ersten Vorgelegewelle VW1 zur Bildung der fünften Radebene V zusammenwirkt. Das sechste Schaltelement S6 ist einerseits mit der Sonnenwelle SW, andererseits mit einer fünften Hohlwelle H5 verbunden. Die fünfte Hohlwelle H5 ist dabei koaxial und parallel zur Sonnenwelle SW auf deren radialer Außenseite angeordnet. Auf der fünften Hohlwelle H5 ist ein Übertragungselement angeordnet, welches mit einem Übertragungselement auf der ersten Vorgelegewelle VW1 zur Bildung der sechsten Radebene VI zusammenwirkt.
Das fünfte Schaltelement S5 und das sechste Schaltelement S6 sind in einer gemeinsamen dritten Schalteinrichtung SE3 zusammengefasst angeordnet und mittels einer gemeinsamen dritten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB3 betätigbar.
Das siebte Schaltelement S7 ist einerseits mit einem Übertragungselement der siebten Radebene VII auf der Eingangswellenachse 4, andererseits mit der Sonnenwelle SW verbunden: Das Übertragungselement der siebten Radebene VII auf der Eingangswellenachse 4 ist auf einer koaxial und parallel zur Sonnen(rad)welle SW angeordneten sechsten Hohlwelle H6 drehbar gelagert. Das Übertragungselement der siebten Radebene VII auf der Eingangswellenachse 4 wirkt mit einem Übertragungselement auf der ersten Vorgelegewelle VW1 zur Bildung der siebten Radebene VII zusammen. Das achte Schaltelement S8 ist einerseits mit dem Übertragungselement der siebten Radebene VII auf der Eingangswellenachse 4, andererseits mit dem Bereich der auf der Antriebsseite AN des Planetengetriebes GP angeordneten Planetenträgerwelle PTW verbunden. In diesem Bereich ist die Planetenträgerwelle PTW als Hohlwelle ausgebildet und parallel und koaxial zur Sonnenwelle SW angeordnet.
Das siebte Schaltelement S7 und das achte Schaltelement S8 sind in einer vierten Schalteinrichtung SE4 zusammengefasst angeordnet und mittels einer gemeinsamen vierten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB4 betätigbar.
Das neunte Schaltelement S9 ist auf der Eingangswellenachse 4 angeordnet und einerseits mit dem Gehäuse G des Getriebes 1, andererseits mit der Hohlradwelle HW des Planetengetriebes GP verbunden. Das zehnte Schaltelement S10 ist auf der Eingangswellenachse 4 angeordnet und einerseits mit der Hohlradwelle HW, andererseits mit der auf der Abtriebsseite AB des Planetengetriebes GP angeordneten Planetenträgerwelle PTW verbunden.
Das neunte Schaltelement S9 und das zehnte Schaltelement S10 sind in einer sechsten Schalteinrichtung SE6 zusammengefasst angeordnet und mittels einer gemeinsamen sechsten Schaltelementbetätigungseinrichtung SB6 betätigbar.
Die Schaltelementbetätigungseinrichtungen SB1, SB2, SB3, SB4 und SB5 bzw. die Schalteinrichtungen SE1, SE2, SE3, SE4 und SE5 können im Fall von zwei Schaltelementen als Doppelsynchronisierungen, im Fall von einem Schaltelement als Einfachsynchronisierung ausgeführt sein. Insgesamt weist das Getriebe 1 gemäß 1 zwei Eingangswellen EW1, EW2 auf der Eingangswellenachse 4 auf, wobei die erste Eingangswelle EW1 als Vollwelle und die zweite Eingangswelle EW2 koaxial und parallel zu dieser angeordnet und als Hohlwelle ausgebildet ist. Auf der Eingangswellenachse 4 ist weiter drehmomentabwärts der beiden Eingangswellen EW1, EW2 eine Sonnen(rad)welle SW angeordnet, die mit einem Planetengetriebe GP, genauer dessen Sonnenrad 40, verbunden ist. Das Planetengetriebe GP ist weiter mit einer Abtriebswelle AW verbunden, wobei in 1 die auf der Abtriebsseite AB angeordnete Planetenträgerwelle PTW als Abtriebswelle AW ausgebildet ist. Auf der zur Eingangswellenachse 4 parallelen Vorgelegewellenachse 5 sind zwei Vorgelegewellen VW1, VW2 angeordnet, wobei die erste Vorgelegewelle VW1 als Vollwelle und die zweite Vorgelegewelle VW2 koaxial und parallel zu und in einem Teilbereich von der ersten Vorgelegewelle VW1 angeordnet und als Hohlwelle ausgebildet ist.
Das Getriebe 1 gemäß 1 umfasst acht Radebenen I, II, III, IV, V, VI, VII und VIII, wobei die achte Radebene VIII als Rückwärtsgangstufe ausgebildet ist. Sämtliche Radebenen I bis VIII sind insbesondere als Stirnradstufen mit diskreten Übersetzungen ausgebildet. Pro Radebene I, II, III, IV, V, VI, VII und VIII sind jeweils zwei Übertragungselemente, insbesondere in Form von Zahnrädern, angeordnet. Die Rückwärtsgangstufe VIII umfasst dabei ein zusätzliches Umkehrelement in Form eines Zwischenrades ZR zwischen Eingangswellenachse 4 und Vorgelegewellenachse 5. Insgesamt sind somit 17 Übertragungselemente, insbesondere in Form von Zahnrädern, angeordnet. Das Getriebe 1 gemäß 1 umfasst somit ein Planetengetriebe GP, welches durch eine Schalteinrichtung SE5, umfassend zwei Schaltelemente S9, S10, zwei verschiedene Übersetzungen i₁ = 1 und i₂ ≠ 1 darstellen kann und somit als Range-Gruppe fungiert. Die Hohlradwelle HW des Planetengetriebes GP, also die Welle, die mit dem Hohlrad 43 des Planetengetriebes GP verbunden ist, ist mittels zumindest einem Schaltelement sowohl an das Gehäuse G des Getriebes 1 als auch mit der Planetenträgerwelle PTW koppelbar. Die Planetenträgerwelle PTW ist dabei als Abtriebswelle AW ausgebildet.
Schließlich weist das Getriebe 1 gemäß 1 die erste Radebene I und die zweite Radebene II auf, die jeweils als Antriebskonstante ausgebildet sind. Die erste Radebene I ist als Antriebskonstante für das zweite Teilgetriebe 3, die zweite Radebene II ist als Antriebskonstante für das erste Teilgetriebe 2 ausgebildet. Die erste Radebene I wird somit durch ein Übertragungselement auf der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Eingangswelle EW2 und einem Übertragungselement auf der als Vollwelle ausgebildeten ersten Vorgelegewelle VW1 gebildet, wobei die Übertragungselemente jeweils fest mit den genannten Wellen VW1, EW2 angeordnet bzw. verbunden sind. Die zweite Radebene II wird durch ein Übertragungselement auf der als Vollwelle ausgebildeten ersten Eingangswelle EW1 und einem Übertragungselement auf der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Vorgelegewelle VW2 gebildet, wobei die Übertragungselemente jeweils fest mit den genannten Wellen EW1, VW2 verbunden sind.
2 zeigt eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 2 ist eine Schaltmatrix für ein Getriebe 1 gemäß 1 dargestellt. Waagerecht sind dabei Spalten für die beiden Kupplungen K1, K2 sowie die zehn Schaltelemente S1 bis S10 gezeigt. Die in der Schaltmatrix freigelassenen Einträge zeigen an, dass das entsprechende Schaltelement bzw. die entsprechende Kupplung geöffnet ist, d.h., dass das Schaltelement bzw. die Kupplung hierbei keine Kräfte bzw. kein Drehmoment von den an das Schaltelement bzw. an die Kupplung angeschlossenen oder mit diesem bzw. mit dieser verbundenen jeweiligen Wellen oder Übertragungselementen überträgt. Ein mit einem Punkt versehener Eintragung in der Schaltmatrix bezeichnet ein entsprechend betätigtes bzw. geschlossenes Schaltelement bzw. Kupplung, das bzw. die dann Kräfte und Drehmomente zwischen den an das Schaltelement bzw. an die Kupplung angeschlossenen Wellen bzw. Übertragungselementen überträgt.
Die Vorwärtsgänge werden in der Schaltmatrix mit V1 bis V12 und die Rückwärtsgänge mit R1 und R2 bezeichnet.
Soweit im Folgenden nicht anders beschrieben sind sämtliche Kupplungen K1 und K2 und sämtliche Schaltelemente S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9 und S10 jeweils geöffnet.
Um den ersten Vorwärtsgang V1 darzustellen, sind die Kupplung K2 sowie die Schaltelemente S7 und S9 geschlossen. Um den zweiten Vorwärtsgang V2 darzustellen, sind die Kupplung K1 sowie die Schaltelemente S2 und S9 geschlossen. Um den dritten Vorwärtsgang V3 darzustellen, sind die Kupplung K2 sowie die Schaltelemente S6 und S9 geschlossen. Um den vierten Vorwärtsgang V4 darzustellen, sind die Kupplung K1 sowie die Schaltelemente S3 und S9 geschlossen. Um den fünften Vorwärtsgang V5 darzustellen, sind die Kupplung K2 sowie die Schaltelemente S5 und S9 geschlossen. Um den sechsten Vorwärtsgang V6 darzustellen, sind die Kupplung K1 sowie die Schaltelemente S1 und S9 geschlossen. Um den siebten Vorwärtsgang V7 darzustellen, sind die Kupplung K2 sowie das Schaltelement S8 geschlossen. Um den achten Vorwärtsgang V8 darzustellen, sind die Kupplung K1 sowie die Schaltelemente S2 und S10 geschlossen. Um den neunten Vorwärtsgang V9 darzustellen, sind die Kupplung K2 sowie die Schaltelemente S6 und S10 geschlossen. Um den zehnten Vorwärtsgang V10 darzustellen, sind die Kupplung K1 sowie die Schaltelemente S3 und S10 geschlossen. Um den elften Vorwärtsgang V11 darzustellen, sind die Kupplung K2 sowie die Schaltelemente S5 und S10 geschlossen. Um den zwölften Vorwärtsgang V12 darzustellen, sind die Kupplung K1 sowie die Schaltelemente S1 und S10 geschlossen.
Um den ersten Rückwärtsgang R1 darzustellen, sind die Kupplung K2 sowie die Schaltelemente S4 und S9 geschlossen. Um den zweiten Rückwärtsgang R2 darzustellen, sind die Kupplung K2 sowie die Schaltelemente S4 und S10 geschlossen.
Insgesamt sind somit mittels der Schaltmatrix gemäß 2 mit dem Getriebe 1 gemäß 1 zwölf Vorwärtsgänge V1 bis V12 und zwei Rückwärtsgänge R1 und R2 darstellbar.
3 zeigt ein Getriebe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 3 ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß 1 gezeigt. Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 1 ist beim Getriebe 1 gemäß 3 nun die zweite Vorgelegewelle VW2 zusätzlich im Bereich der achten Radebene VIII in Form der Rückwärtsgangstufe angeordnet. Die achte Radebene VIII in Form der Rückwärtsgangstufe wird nun durch ein Übertragungselement auf der dritten Hohlwelle H3, dem Zwischenrad ZR zwischen Eingangswellenachse 4 und Vorgelegewellenachse 5 sowie einem Übertragungselement auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 gebildet, anstelle einem Übertragungselement auf der ersten Vorgelegewelle VW1 gemäß dem Getriebe 1 der 1. Die zweite Vorgelegewelle VW2, welche als Hohlwelle ausgebildet ist, weist demnach gemäß 3 Übertragungselemente der zweiten Radebene II, der dritten Radebene III, der vierten Radebene IV sowie der achten Radebene VIII auf der Vorgelegewellenachse 5 auf.
4 zeigt eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 4 ist im Wesentlichen eine Schaltmatrix gemäß 2 gezeigt. Im Unterschied zu der Schaltmatrix gemäß 2 ist bei der Schaltmatrix gemäß 4 bei den beiden Rückwärtsgängen R1 und R2 anstelle der zweiten Kupplung K2 nun die erste Kupplung K1 jeweils betätigt. Die Vorwärtsgänge V1 bis V12 entsprechen denen der 2.
Insgesamt sind somit durch die Schalmatrix gemäß 4 mittels des Getriebes 1 gemäß 3 zwölf Vorwärtsgänge V1 bis V12 und zwei Rückwärtsgänge R1 und R2 darstellbar.
5 zeigt ein Getriebe gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 5 ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß 1 gezeigt. Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 1 fehlt beim Getriebe 1 gemäß 5 die siebte Radebene VII. Dementsprechend entspricht die achte Radebene VIII der 1 in Form der Rückwärtsgangstufe nun einer neu nummerierten siebten Radebene VII in Form der Rückwärtsgangstufe der 5. Die siebte Radebene VII der 5 ist mit der achten Radebene VIII der 1 identisch. Als weiterer Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 1 wird nun die vierte Schalteinrichtung SE4 lediglich durch das siebte Schaltelement S7 gebildet. Ebenfalls im Unterschied zur 1 ist das siebte Schaltelement S7 nun einerseits mit der fünften Hohlwelle H5 verbunden, andererseits mit der als Hohlwelle ausgebildeten Planetenträgerwelle PTW drehmomentaufwärts des Planetengetriebes GP. Das sechste Schaltelement S6 und das siebte Schaltelement S7 sind nun über die fünfte Hohlwelle H5 miteinander verbunden. Auf der fünften Hohlwelle H5 ist wie in 1 ein Übertragungselement der sechsten Radebene VI angeordnet, welches mit dem Übertragungselement auf der ersten Vorgelegewelle VW1 zur Bildung der sechsten Radebene VI zusammenwirkt. Das achte Schaltelement S8 und das neunte Schaltelement S9 der 5 entsprechen den Schaltelementen S9 und S10 der 1.
Zusammengefasst entspricht der Aufbau beginnend von der ersten Radebene I über die zweite Radebene II, das erste Schaltelement S1 usw. bis zur sechsten Radebene VI der Abfolge von Radebenen und Schaltelementen des Getriebes 1 gemäß 1. In 5 ist eine Radebene sowie ein Schaltelement weniger angeordnet. Weiterhin sind die Schaltelemente S6 und S7 über die fünfte Hohlwelle H5 direkt miteinander verbunden. Das siebte Schaltelement S7 ermöglicht somit eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmoment zwischen der fünften Hohlwelle H5 und der als Hohlwelle ausgebildeten Planetenträgerwelle PTW des Planetengetriebes GP.
6 zeigt eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 6 ist im Wesentlichen eine Schaltmatrix gemäß 2 gezeigt. Die Vorwärtsgänge V1 bis V5 der Schaltmatrix gemäß 6 entsprechen den Vorwärtsgängen V2 bis V6 der Schaltmatrix gemäß 2. Gleiches gilt für die Schaltelemente S8 und S9, die den Schaltelementen S9 und S10 der 2 entsprechen. Die weiteren Vorwärtsgänge V6 bis V9 ergeben sich gemäß 6 auf folgende Weise: Um den sechsten Vorwärtsgang V6 darzustellen, sind die Kupplung K2 sowie das Schaltelement S7 geschlossen. Um den siebten Vorwärtsgang V7 darzustellen, sind die Kupplung K1 sowie die Schaltelemente S3, S5 und S9 geschlossen. Um den achten Vorwärtsgang V8 darzustellen, sind die Kupplung K2 sowie das neunte Schaltelement S9 geschlossen. Um den neunten Vorwärtsgang V9 darzustellen, sind die Kupplung K1 sowie die Schaltelemente S1 und S9 geschlossen. Dabei entspricht – wie oben ausgeführt – das in 2 bei den entsprechenden Vorwärtsgängen V2 bis V6 sowie R1 geschlossene Schaltelement S9 nun dem geschlossenen Schaltelement S8 in 6. Das gleiche gilt entsprechend für das neunte Schaltelement S9.
Der erste Rückwärtsgang R1 wird somit dargestellt durch eine geschlossene Kupplung K2 sowie ein geschlossenes Schaltelement S4 und S8; der zweite Rückwärtsgang R2 wird durch eine geschlossene Kupplung K2 sowie ein geschlossenes Schaltelement S4 und S9 dargestellt.
Insgesamt können somit mittels der Schaltmatrix gemäß 6 für ein Getriebe 1 gemäß 5 neun Vorwärtsgänge V1 bis V9 und zwei Rückwärtsgänge R1 und R2 dargestellt werden.
7 zeigt ein Getriebe gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 7 ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß 5 und analog zum Getriebe 1 gemäß 4 gezeigt. Beim Getriebe 1 gemäß 7 ist entsprechend wie bei 3 in Bezug auf die 1 nun die zweite Vorgelegewelle VW2 im Bereich der zweiten Radebene II, der dritten Radebene III, der vierten Radebene IV sowie der Radebene VII in Form der Rückwärtsgangfahrstufe angeordnet. Die zweite Vorgelegewelle VW2, welche als Hohlwelle ausgebildet ist, weist nun Übertragungselemente für die zweite Radebene II, die dritte Radebene III, die vierte Radebene IV sowie die siebte Radebene VII in Form der Rückwärtsgangfahrstufe auf. Die Abfolge von Radebenen und Schaltelementen auf der Vorgelegewellenachse 5 ist nun – wie auch beim Getriebe 1 gemäß 5 – wie folgt: Erste Radebene I, zweite Radebene II, dritte Radebene III, vierte Radebene IV, siebte Radebene VII in Form der Rückwärtsgangfahrstufe, fünfte Radebene V sowie sechste Radebene VI.
8 zeigt eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 8 ist im Wesentlichen eine Schaltmatrix gemäß 6 gezeigt. Im Unterschied zur Schaltmatrix der 6 ist bei der Schaltmatrix gemäß 8 für die beiden Rückwärtsgänge R1 und R2 anstelle der zweiten Kupplung K2 nun die erste Kupplung K1 geschlossen. Die Vorwärtsgänge V1 bis V9 entsprechen denen der 6.
Somit können durch die Schaltmatrix der 8 für ein Getriebe 1 gemäß 7 neun Vorwärtsgänge V1 bis V9 und zwei Rückwärtsgänge R1, R2 dargestellt werden.
Insgesamt können die Schaltelemente S1 bis S10 beim Getriebe 1 gemäß der 1 bis 4 bzw. S1 bis S9 beim Getriebe 1 gemäß der 5 bis 8 auch als Koppeleinrichtungen bezeichnet werden und insbesondere als Synchronisierungen ausgebildet sein. Die Schalteinrichtungen SE1 bis SE5 bzw. die Schaltelementbetätigungseinrichtungen SB1 bis SB5 können als Doppelsynchronisierungen im Fall zweier Schaltelemente ausgebildet und im Fall von einem Schaltelement als Einfachsynchronisierung. Die Übertragungselemente können insgesamt beim Getriebe 1 gemäß der 1 bis 8 sowohl im Sinne eines Festrades als auch im Sinne eines Losrades ausgebildet sein. So sind beispielsweise beim Getriebe 1 gemäß 1 die Übertragungselemente der Radebenen I und II auf der Eingangswellenachse 4 und auf der Vorgelegewellenachse 5 im Sinne von Festrädern für die jeweilige Welle ausgebildet, da diese fest mit der jeweiligen Welle verbunden sind und keine weitere Kopplung mittels Schaltelementen erfolgt. Die Übertragungselemente der dritten Radebene III und der vierten Radebene IV auf der Eingangswellenachse 4 sind im Sinne von Losrädern für die Sonnenwelle SW ausgebildet, da diese mittels dem zweiten Schaltelement S2 bzw. dem dritten Schaltelement S3 an die Sonnenwelle SW koppelbar sind.
Die Übertragungselemente können dabei insbesondere in Form von Zahnrädern, vorzugsweise als Stirnräder, ausgebildet sein, so dass die Radebenen I, II, III, IV, V, VI und VII und alternativ zusätzlich VIII Stirnradstufen darstellen. Zur Bereitstellung verschiedener Vorwärts- und Rückwärtsgänge, also verschiedener Übersetzungen, können die Stirnradstufen, insbesondere deren Zahnräder, dementsprechend unterschiedliche Übersetzungen umfassen.
Zusammenfassend bietet die vorliegende Erfindung unter anderem den Vorteil, dass auf der Vorgelegewellenachse keine Schaltelemente angeordnet sind. Ein weiterer Vorteil ist, dass eine Planetengetriebe-Lastschaltung durch Betätigen des achten Schaltelements S8 (1 bis 4) bzw. des siebten Schaltelements S7 (5 bis 8) bereitgestellt wird. Diese Schaltelemente sind mit dem abtriebsseitigen Steg 42 des Planetengetriebes GP und somit mit der Abtriebswelle AW verbunden. Ein weiterer Vorteil ist, dass mittels des Getriebes 1 gemäß der 1 bis 4 bzw. der 5 bis 8 zwölf bzw. neun voll lastschaltbare Vorwärtsgänge V1 bis V12 bzw. V1 bis V9 bereitgestellt werden. Darüber hinaus weist das Getriebe 1 gemäß der 1 bis 8 eine sehr gute Möglichkeit für eine Leistungsteilung auf, insbesondere für Zwei- oder Mehr-Vorgelegewellenbauweise. Darüber hinaus kann das Getriebe geometrischen Stufungsverlauf aufweisen, so dass sich der Stufungsverlauf so anpassen lässt, dass obere Stufensprünge unterhalb des eigentlichen geometrischen Stufensprungs liegen; der Stufungsverlauf für das Getriebe ist somit leicht anpassbar. Ein weiterer Vorteil ist, dass bei den Ausführungsformen gemäß der 5 bis 8 eine Übersetzung eines ersten Vorwärtsganges frei gewählt werden kann, da dieser in einer schnellen Gruppe nicht verwendet wird. Auf diese Weise ist eine progressive Stufung der Schaltung vom ersten in den zweiten Vorwärtsgang möglich, was zu einer höheren Gesamtspreizung führt. Weiterhin lässt sich die siebte Radebene VII (bei den 1 bis 4) bzw. die sechste Radebene VI (bei den 5 bis 8) direkt mit dem Steg 42 des Planetengetriebes GP und weiter direkt mit der Abtriebswelle AW verbunden.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sonder auf vielfältige Weise modifizierbar.
Bezugszeichenliste

1: Getriebe
2: erstes Teilgetriebe
3: zweites Teilgetriebe
4: Vorgelegewellenachse
5: Vorgelege
40: Sonnenrad
41: Planetenrad
42: Planeten(rad)träger/Steg
43: Hohlrad
I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII: Radebene
EW1, EW2: Eingangswelle
AW: Abtriebswelle
SW: Sonnenwelle
TPW: Planeten(rad)trägerwelle
HW: Hohlradwelle
H1, H2, H3, H4, H5, H6: Hohlwelle
K1, K2: erstes/zweites Lastschaltelement
S1, S2, S3, S4, S5, S6,
S7, S8, S9, S10: Schaltelement
SB1, SB2, SB3, SB4, SB5: Schaltelementbetätigungseinrichtung
SE1, SE2, SE3, SE4, SE5: Schalteinrichtung
VW1, VW2: Vorgelegewelle
ZR: Zwischenrad
AN: Antriebsseite
AB: Abtriebsseite
EM: elektrische Maschine
G: Gehäuse
V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7,
V8, V9, V10, V11, V12: Vorwärtsgang
R1, R2: Rückwärtsgang

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006054281 A1 [0005]
DE 102007049267 A1 [0006]
EP 2009/008796 [0007]

Claims

Getriebe (1), insbesondere Doppelkupplungsgetriebe, für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest zwei Teilgetriebe (2, 3), wobei jedes der Teilgetriebe (2, 3) zumindest eine Eingangswelle (EW1, EW2) auf einer Antriebsseite (AN) des Getriebes (1), welche auf einer Eingangswellenachse (4) angeordnet sind, aufweist, eine Ausgangswelle als Abtriebswelle (AW) der zumindest zwei Teilgetriebe (2, 3) auf einer Abtriebsseite (AB) des Getriebes (1), wobei die Abtriebswelle (AW) auf der Eingangswellenachse (4) oder auf zumindest einer, insbesondere zur Eingangswellenachse (4) parallelen, Vorgelegewellenachse (5) angeordnet ist, ein Vorgelege (6), wobei das Vorgelege (6) zumindest eine Vorgelegewelle (VW1, VW2) umfasst, und wobei die zumindest eine Vorgelegewelle (VW1, VW2) auf der zumindest einen Vorgelegewellenachse (5) angeordnet ist, sowie ein Planentengetriebe (GP), welches mit der Abtriebswelle (AW) verbunden ist, wobei zumindest eine der Eingangswellen (EW1, EW2) über zumindest eine Radebene (I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII) und/oder zumindest ein Schaltelement (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10) sowie über das Planetengetriebe (GP) mit der Abtriebswelle (AW) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass N Schalteinrichtungen (SE1, SE2, SE3, SE4, SE5) angeordnet sind, wobei N eine natürlich Zahl größer oder gleich Drei ist, dass alle N Schalteinrichtungen (SE1, SE2, SE3, SE4, SE5) auf der Eingangswellenachse (4) angeordnet sind, wobei eine der N Schalteinrichtungen (SE5) zur Betätigung des Planetengetriebes (GP) angeordnet ist, und dass die mittels der zumindest einen Radebene (I, II, III, IV, V, V, VI, VII, VIII) und der N Schalteinrichtungen (SE1, SE2, SE3, SE4, SE5) darstellbaren Gangstufen (V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, V10, V11) voll lastschaltbar sind.
Getriebe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltelement (S8) einer (SE4) der N Schalteinrichtungen (SE1, SE2, SE3, SE4, SE5) derart ausgebildet ist, dass ein Übertragungselement auf der Eingangswellenachse (4) zumindest einer (VII) der Radebenen (I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII) mit einem Planetenträger (42) des Planentengetriebes (GP) verbindbar ist, insbesondere über eine Planetenträgerwelle (PTW), die mit dem Planetenträger (42) verbunden ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Wellen (EW1, EW2; VW1, VW2, H1, H2, H3, H4, H5, H6) koaxial zueinander angeordnet sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl N gleich Fünf ist und/oder die Anzahl der Radebenen M zumindest Sechs, insbesondere Sieben, vorzugsweise Acht ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Wellen (EW1; VW1) des Getriebes als Vollwelle und eine weitere Welle (EW2; VW2) auf derselben Achse (4, 5) des Getriebes (1) als Hohlwelle ausgebildet ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Eingangswellen (EW1, EW2) des Getriebes (1) mit der Welle (SW) des Planetengetriebes (GP) verbindbar ist, welche als Sonnenwelle (SW) ausgebildet ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Radebene (VII; VIII) als Rückwärtsgangstufe ausgebildet ist.
Getriebe gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwärtsgangstufe (VII; VIII) mittels einer der N Schalteinrichtungen (SE1, SE2, SE3, SE4, SE5) betätigbar ist, wobei die Schalteinrichtung (SE2) zu jeweils einer Schalteinrichtung (SE1, SE3) drehmomentauf- und -abwärts benachbart angeordnet ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 7–8, dadurch gekennzeichnet, dass die die Rückwärtsgangstufe (VII; VIII) zu zumindest zwei, insbesondere zu zumindest drei weiteren Radebenen (II, III, IV, V, VI, VII) drehmomentauf- und/oder -abwärts benachbart angeordnet ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 7–9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Schalteinrichtung (SE3) zur Betätigung der Rückwärtsgangstufe (VII) zumindest eine weitere Radebene (IV) betätigbar ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 7–10, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Getriebes (1) zumindest zwei Rückwärtsgänge (R1, R2), darstellbar sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schalteinrichtung (SE5) zur Betätigung des Planetengetriebes (GP) angeordnet ist, welche zumindest ein Schaltelement (S8) umfasst, wobei mittels des zumindest einen Schaltelementes (S8) ein Hohlrad (43) des Planetengetriebes (GP) mit einem Gehäuse (G) des Getriebes (1) drehfest verbindbar ist.
Getriebe gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (SE5) zur Betätigung des Planetengetriebes (GP) zwei Schaltelemente (S8, S9) umfasst, wobei mittels einem der Schaltelemente (S9) das Hohlrad (43) mit einem Planetenträger (42) des Planetengetriebes (GP) koppelbar ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Planetenträgerwelle (PTW), welche mit einem Planententräger (42) des Planetengetriebes (GP) verbunden ist, als Abtriebswelle (AW) ausgebildet ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–14, dadurch gekennzeichnet, dass die N Schalteinrichtungen (SE1, SE2, SE3, SE4, SE5), und M Radebenen (I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII), wobei M eine ganze positive Zahl größer als Drei ist, und das Planetengetriebe (GP) so angeordnet sind, dass mindestens elf Vorwärtsgänge (V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, V10, V11, V12) und mindestens zwei Rückwärtsgänge (R1, R2) durch das Getriebe (1) darstellbar sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–15, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungselemente der Mehrheit der M Radebenen (I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII) mit einer Welle, die mit dem Planetengetriebe (GP) verbunden ist, insbesondere in Form einer Sonnenwelle (SW), verbindbar oder verbunden sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Radebene (I, II), insbesondere zwei Radebenen (I, II), als Antriebskonstanten ausgebildet sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–17, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorgelege (6) zwei Vorgelegewellen (VW1, VW2) umfasst, wobei eine der beiden Vorgelegewellen (VW1, VW2) als Hohlwelle (VW2) und die andere (VW1) als Vollwelle ausgebildet ist, und dass die Anzahl der Radebenen (II, III, IV), deren Übertragungselemente mit der als Hohlwelle ausgebildeten Vorgelegewelle (VW2) verbunden sind, kleiner oder gleich der Anzahl der Radebenen (I, VIII, V, VI, VII) ist, deren Übertragungselemente mit der als Vollwelle ausgebildeten Vorgelegewelle (VW1) verbunden sind.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–18, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schaltelemente (S6, S7) unterschiedlicher Schalteinrichtungen (SE3, SE4) über eine gemeinsame Welle (H5), insbesondere ausgebildet als Hohlwelle, miteinander verbunden sind, wobei zwischen den beiden Schalteinrichtungen (SE3, SE4) auf der gemeinsamen Welle (H5) höchstens ein Übertragungselement einer Radebene (VI) angeordnet ist.
Getriebe gemäß einem der Ansprüche 1–19, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorgelege (6) zwei Vorgelegewellen (VW1, VW2) umfasst, wobei eine der Vorgelegewellen (VW2) zu jeweils zumindest einer Radebene (I, VIII), welche mit der anderen (VW1) der beiden Vorgelegewellen (VW2) verbunden ist, drehmomentauf- und -abwärts benachbart angeordnet ist, insbesondere wobei eine der Radebenen (I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII) in Form einer Rückwärtsgangstufe (VII; VIII) ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personen- oder ein Lastkraftwagen, mit einem Getriebe (1) gemäß einem der Ansprüche 1–20.