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Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Zweiganggetriebe, umfassend eine Kupplungsvorrichtung, eine erste Welle, eine zweite Welle und eine dritte Welle, wobei die erste Welle mittels der Kupplungsvorrichtung wahlweise lösbar mit der zweiten oder der dritten Welle koppelbar oder gekoppelt ist.
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Derartige Getriebeeinrichtungen sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise ist es damit möglich, mittels einer Kupplungsvorrichtung zwei Abtriebe wahlweise mit einem Antrieb oder zwei Antriebe wahlweise mit einem Abtrieb zu koppeln. Dabei kann mittels der Kupplungsvorrichtung die Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Welle bzw. der ersten und der dritten Welle hergestellt und wahlweise wieder getrennt werden. Selbstverständlich sind die Bezeichnungen der einzelnen Wellen frei wählbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug anzugeben.
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Die Aufgabe wird durch eine Getriebeeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Wie zuvor beschrieben, betrifft die Erfindung eine Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, bei der mittels einer Kupplungsvorrichtung eine wahlweise Kopplung zwischen einer ersten Welle und einer zweiten Welle bzw. einer dritten Welle hergestellt werden kann. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Kupplungsvorrichtung zwei Kupplungseinrichtungen aufweist, die wahlweise durch ein gemeinsames Betätigungselement betätigbar sind.
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Demzufolge ist vorgesehen, der Kupplungsvorrichtung zwei Kupplungseinrichtungen zuzuordnen, die durch ein gemeinsames Betätigungselement betätigbar sind. Beispielsweise ist es somit möglich, die erste Welle mit der zweiten Welle mit einer ersten Kupplungseinrichtung zu koppeln und die erste Welle mit der dritten Welle mittels einer zweiten Kupplungseinrichtung zu koppeln. Beide Kupplungseinrichtungen, die insbesondere mechanisch unterschiedliche Baugruppen darstellen, können durch dasselbe Betätigungselement betätigt werden. Das gemeinsame Betätigungselement kann dazu beispielsweise auf die entsprechende Kupplungseinrichtung zu oder von dieser weg bewegt werden, um ein Öffnen bzw. Schließen der Kupplungseinrichtungen zu bewirken.
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Durch die Verwendung eines gemeinsamen Betätigungselements kann der Aufbau der Kupplungsvorrichtung der Getriebeeinrichtung dahingehend verbessert werden, dass weniger Bauraum benötigt wird und weniger einzelne Bauelemente bzw. Baugruppen verbaut werden müssen. Des Weiteren kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass eine Betätigung beider Kupplungseinrichtungen der Kupplungsvorrichtung, beispielsweise das Öffnen der einen Kupplungseinrichtung und das Schließen der anderen Kupplungseinrichtung über das gemeinsame Betätigungselement gesteuert werden kann.
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Bei der Getriebeeinrichtung kann ferner vorgesehen sein, dass die beiden Kupplungseinrichtungen als Lamellenkupplungen ausgebildet sind, wobei die erste Kupplungseinrichtung einen ersten Außenlamellenträger und einen ersten Innenlamellenträger und die zweite Kupplungseinrichtung einen zweiten Außenlamellenträger und einen zweiten Innenlamellenträger aufweist. Wie zuvor beschrieben, kann die erste Kupplungseinrichtung und die zweite Kupplungseinrichtung jeweils eine Kopplungsaufgabe übernehmen, beispielsweise die erste Welle mit der zweiten Welle zu koppeln oder die erste Welle mit der dritten Welle zu koppeln. Selbstverständlich ist die Benennung bzw. Bezeichnung der einzelnen Wellen, nämlich der ersten Welle, zweiten Welle und der dritten Welle, beliebig austauschbar oder veränderbar. Ferner ist eine Zuordnung der Aufgabe der einzelnen Wellen, beispielsweise der Zuordnung zu einem Antrieb oder einem Abtrieb abhängig von der jeweiligen Ausgestaltung der Getriebeeinrichtung und für die erfindungsgemäße Erkenntnis letztlich unerheblich, sodass die Zuordnung der einzelnen Wellen austauschbar ist.
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Durch die Ausführung der beiden Kupplungseinrichtungen der Kupplungsvorrichtung als Lamellenkupplungen, ist es möglich, die Kopplung der ersten Welle an die zweite Welle oder der ersten Welle an die dritte Welle in der Form einer Doppelkupplung auszuführen, sodass Schaltvorgänge, verlustärmer durchgeführt werden können, beispielsweise Wechsel von einem Zustand in der die erste Kupplungseinrichtung geschlossen und die zweite Kupplungseinrichtung offen ist, in einen Zustand in dem die erste Kupplungseinrichtung geöffnet und die zweite Kupplungseinrichtung geschlossen ist.
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Das Betätigungselement der Getriebeeinrichtung kann insbesondere einen der ersten Kupplungseinrichtung zugeordneten ersten Betätigungsabschnitt und einen der zweiten Kupplungseinrichtung zugeordneten zweiten Betätigungsabschnitt aufweisen. Zum Schließen der jeweiligen Kupplungseinrichtung kann dabei vorgesehen sein, dass das Betätigungselement entsprechend auf die jeweilige Kupplungseinrichtung zubewegt wird, sodass die einzelnen Lamellen der Kupplungseinrichtung gegeneinander bewegt, insbesondere gegeneinander gepresst, werden, sodass ein Reibschluss zwischen den Innenlamellen und Außenlamellen der jeweiligen Kupplungseinrichtung hergestellt wird. Dabei kann das Betätigungselement in diejenige Richtung bewegt werden, in der die entsprechende Kupplungseinrichtung angeordnet ist, sodass der erste oder zweite Betätigungsabschnitt des Betätigungselements mit der entsprechend zugeordneten Kupplungseinrichtung in Anlage kommt und die in Axialrichtung verschiebbaren Lamellen der Kupplungseinrichtung entsprechend verschieben und zusammenpressen kann, um die Kupplungseinrichtung zu schließen.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Getriebeeinrichtung kann vorgesehen sein, dass der erste Außenlamellenträger und der zweite Außenlamellenträger drehfest miteinander verbunden sind. Die beiden Außenlamellenträger der ersten Kupplungseinrichtung und der zweiten Kupplungseinrichtung können sonach miteinander verbunden werden, beispielsweise fest gekoppelt an eine der Wellen, insbesondere die erste Welle. Daher befinden sich die beiden miteinander drehfest verbunden Außenlamellenträger stets auf der gleichen Drehzahl, wobei mittels des Betätigungselements, das insbesondere zur Betätigung der einzelnen Kupplungseinrichtungen in verschiedene Richtungen in Axialrichtung der Getriebeeinrichtung bewegbar ist, zwischen einem ersten Zustand in dem die erste Kupplungseinrichtung geschlossen und die zweite Kupplungseinrichtung geöffnet und einem zweiten Zustand in dem die erste Kupplungseinrichtung geöffnet und die zweite Kupplungseinrichtung geschlossen ist, bewegbar ist.
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In dieser Ausgestaltung ist es beispielsweise möglich, dass die beiden Kupplungseinrichtungen radial zueinander in Bezug eine Drehachse der Getriebeeinrichtung angeordnet sind. Beispielsweise kann die zweite Kupplungseinrichtung radial innerhalb der ersten Kupplungseinrichtung angeordnet sein. Die Betätigungsabschnitte des gemeinsamen Betätigungselements können dabei in verschiedene Axialrichtungen weisen, sodass bei einer Bewegung des Betätigungselements in eine erste Richtung die erste Kupplungseinrichtung geschlossen wird und bei einer Bewegung des Betätigungselements in eine zweite Richtung, insbesondere in eine der ersten Richtung gegenüberliegende zweite Richtung, die zweite Kupplungseinrichtung geschlossen und die erste Kupplungseinrichtung geöffnet wird. Selbstverständlich ist eine umgekehrte Anordnung ebenso möglich.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass die Betätigungsabschnitte auf unterschiedlichen Radialpositionen in Bezug auf eine Drehachse der Getriebeeinrichtung angeordnet sind, beispielsweise kann der der radial innenliegenden Kupplungseinrichtung zugeordnete Betätigungsabschnitt radial innenliegend und der der radial außenliegenden Kupplungseinrichtung zugeordnete Betätigungsabschnitt radial außenliegend angeordnet sein. Insbesondere in Bezug auf eine axiale Anordnung der beiden Kupplungseinrichtungen, d.h. bei der die erste Kupplungseinrichtung und die zweite Kupplungseinrichtung in Axialrichtung hintereinander geschaltet sind, kann ebenso vorgesehen sein, dass das Betätigungselement die beiden Betätigungsabschnitte im Wesentlichen auf derselben Radialposition aufweist, sodass das Betätigungselement zwei einander auf derselben Radialposition gegenüberliegende bzw. in unterschiedliche Richtungen zeigende Betätigungsabschnitte aufweist.
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Bei der erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung kann ferner vorgesehen sein, dass das Betätigungselement mit dem ersten oder dem zweiten Betätigungsabschnitt einen Verbindungsabschnitt der miteinander verbundenen Außenlamellenträger durchgreift. Demnach kann der erste Betätigungsabschnitt oder der zweite Betätigungsabschnitte des gemeinsamen Betätigungselements einen Abschnitt der miteinander verbundenen Außenlamellenträger durchgreifen, um die entsprechen zugeordnete Kupplungseinrichtung zu betätigen. Beispielsweise kann der gemeinsame Außenlamellenträger bzw. die miteinander verbundenen Außenlamellenträger einen sich im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckenden Abschnitt aufweisen, der sich zum Beispiel von der ersten Welle radial nach außen erstreckt. Das gemeinsame Betätigungselement kann ebenfalls einen sich in radialer Richtung erstreckenden Radialabschnitt aufweisen, der in Bezug auf den sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitt des gemeinsamen Außenlamellenträgers auf der der ersten Kupplungseinrichtung zugeordneten Seite oder der zweiten Kupplungseinrichtung zugeordneten Seite befindet. Entsprechend kann der Betätigungsabschnitt, der der jeweils anderen Kupplungseinrichtung zugeordnet ist, den sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitt des gemeinsamen Außenlamellenträgers durchgreifen.
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Dadurch ist es vorteilhafterweise möglich, dass ein gemeinsames Betätigungselement verwendet werden kann, um die beiden Kupplungseinrichtungen zu betätigen, wobei insbesondere ein gemeinsamer Außenlamellenträger für die beiden drehfest miteinander verbundenen Außenlamellenträger der beiden Kupplungseinrichtungen verwendet werden kann.
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Beispielsweise ist es ferner möglich, dass der erste Außenlamellenträger und der zweite Außenlamellenträger mit einer Nabe der Kupplungseinrichtung verbunden sind. Dabei kann das Betätigungselement an bzw. insbesondere zwischen den beiden Außenlamellenträgern abgestützt sein und entsprechend der dem Betätigungselement zugeordneten Betätigungseinrichtungen zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung bewegbar sein, wobei in der ersten Stellung beispielsweise die erste Kupplungseinrichtung geschlossen und die zweite Kupplungseinrichtung geöffnet ist und in einer zweiten Stellung die erste Kupplungseinrichtung geöffnet und die zweite Kupplungseinrichtung geschlossen ist.
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Alternativ ist es ebenso möglich, dass der erste Innenlamellenträger und der zweite Innenlamellenträger drehfest miteinander verbunden sind. Alternativ zu der drehfesten Verbindung der beiden Außenlamellenträger ist es daher möglich, dass die beiden Innenlamellenträger der beiden Kupplungseinrichtungen der Kupplungsvorrichtung drehfest miteinander verbunden sind. Das gemeinsame Betätigungselement weist dabei ebenfalls Betätigungsabschnitte auf, die in gegenüberliegende Richtungen zur Betätigung der entsprechenden Kupplungseinrichtung bewegbar sind.
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Beispielsweise kann der erste Innenlamellenträger und der zweite Innenlamellenträger als gemeinsamer Innenlamellenträger ausgeführt sein, wobei ein sich in radialer Richtung erstreckender Abschnitt des gemeinsamen Innenlamellenträgers von dem Betätigungselement durchgegriffen wird. Insbesondere von dem ersten Betätigungsabschnitt oder dem zweiten Betätigungsabschnitt, der der entsprechenden ersten Kupplungseinrichtung oder zweiten Kupplungseinrichtung zugeordnet ist.
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Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Betätigungselement mit dem ersten oder dem zweiten Betätigungsabschnitt einen Verbindungsabschnitt der miteinander verbundenen Innenlamellenträger durchgreift. Beispielsweise ist es dabei möglich, dass der erste Betätigungsabschnitt und der zweite Betätigungsabschnitt die beiden in Axialrichtung zwischen den beiden Betätigungsabschnitten angeordneten Kupplungseinrichtungen umgreifen und entsprechend der Betätigungsrichtung die jeweilige Kupplungseinrichtung öffnen bzw. schließen.
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Die erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung kann ferner dahingehend weitergebildet werden, dass das Betätigungselement mittels einer Betätigungsvorrichtung bewegbar ist, wobei die Betätigungsvorrichtung zwei Betätigungseinrichtungen aufweist, wobei wenigstens eine Betätigungseinrichtung steuerbar, insbesondere hydraulisch oder elektromechanisch steuerbar, ausgebildet ist. Dadurch kann insbesondere erreicht werden, dass eine der beiden Kupplungseinrichtungen in einem Grundzustand geschlossen ist, d.h. sich in einem „normally-closed“- Zustand befindet bzw. als „normally-closed“- Kupplungseinrichtung ausgebildet ist. Dazu kann insbesondere ein mechanisches Element bzw. eine mechanische Betätigungseinrichtung vorgesehen sein, die eine Kraft auf das gemeinsame Betätigungselement ausübt, die das Betätigungselement in die Richtung der zu schließenden Kupplungseinrichtung bewegt.
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Mit anderen Worten ist in einem Grundzustand das Betätigungselement von der mechanischen Betätigungseinrichtung derart kraftbeaufschlagt, dass die entsprechende erste oder zweite Kupplungseinrichtung der Kupplungsvorrichtung geschlossen ist. Mit der jeweils anderen Betätigungseinrichtung kann eine Kraft, insbesondere hydraulischen oder elektromechanisch gesteuert, erzeugt werden, die entgegen der Kraft der anderen Betätigungseinrichtung, insbesondere der mechanischen Betätigungseinrichtung, die geschlossene Kupplungseinrichtung öffnet und die entsprechende bisher geöffnete Kupplungseinrichtung schließt.
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Beispielsweise, kann der ersten Kupplungseinrichtung eine erste Betätigungseinrichtung zugeordnet sein, die als mechanische Betätigungseinrichtung, insbesondere als Feder, wirkt, und die erste Kupplungseinrichtung in einem Grundzustand der Kupplungsvorrichtung in einem geschlossenen Zustand hält. Die zweite Kupplungseinrichtung kann mittels einer zweiten Betätigungseinrichtung betätigbar sein, wobei die zweite Betätigungseinrichtung das gemeinsame Betätigungselement aus der Grundstellung heraus bewegen kann. Bei der Bewegung des Betätigungselements aus der Grundstellung heraus wird die erste Betätigungseinrichtung komprimiert, sodass die Bewegung des Betätigungselements entgegen der von der ersten Betätigungseinrichtung auf das Betätigungselement bewirkte Federkraft ausgeführt wird.
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Bei dieser Bewegung wird die erste Kupplungseinrichtung geöffnet und die zweite Kupplungseinrichtung geschlossen. Selbstverständlich ist eine umgekehrte Anordnung der ersten Betätigungseinrichtung, zweiten Betätigungseinrichtung, ersten Kupplungseinrichtung und zweiten Kupplungseinrichtung ebenso möglich, sodass die zweite Kupplungseinrichtung im Grundzustand geschlossen und von einer, insbesondere mechanischen, Betätigungseinrichtung in diesem Grundzustand gehalten wird und die erste Kupplungseinrichtung unter Aufhebung der von der zweiten Kupplungseinrichtung bewirkten Schließkraft geschlossen und gleichzeitig die zweite Kupplungseinrichtung geöffnet werden kann.
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Demnach kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass in einem Störfall, beispielsweise bei einem Stromausfall bzw. einem Druckabfall ein definiertes Schließen der Kupplungsvorrichtung erfolgt. Insbesondere kann die Kupplungsvorrichtung dabei in einen bestimmten Schaltzustand überführt und gehalten werden. Entsprechend wird die Kupplungsvorrichtung in dem Zustand gehalten, der von der entsprechenden Kupplungseinrichtung im normally-closed Zustand eingenommen wird. Befindet sich die Kupplungsvorrichtung in einem Betriebszustand in dem die jeweils andere Kupplungseinrichtung geschlossen ist, kann bei einem Stromausfall bzw. beim einem Abfall im Hydraulikkreislauf, durch die mechanische Betätigungseinrichtung sichergestellt werden, dass die Kupplungsvorrichtung in den definierten Zustand übergeht.
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Wie zuvor beschrieben ist es grundsätzlich frei wählbar, wie die einzelnen Wellen bezeichnet sind, insbesondere können die Benennungen erste Welle, zweite Welle und dritte Welle beliebig verändert werden. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Getriebeeinrichtung kann vorgesehen sein, dass die zweite Welle und die dritte Welle gleichseitig oder dass die zweite Welle und die dritte Welle ungleichseitig geführt sind. Dabei bezeichnet eine gleichseitige Führung eine Anordnung der zweiten Welle und der dritten Welle in der Form, dass diese sich in die gleiche Axialrichtung in Bezug auf die Kupplungsvorrichtung erstrecken. Beispielsweise sind in einer gleichseitigen Anordnung der zweiten oder dritten Welle beide Wellen in Getrieberichtung oder in Richtung der Antriebseinrichtung geführt. Entsprechend sind bei einer ungleichseitigen Anordnung der zweiten und dritten Welle die beiden Wellen in unterschiedliche Richtungen in Axialrichtung geführt.
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Ferner kann bei der erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung vorgesehen sein, dass zwei der drei Wellen einer Abtriebsseite zugeordnet sind und eine Welle einer Antriebseite zugeordnet ist oder dass zwei der drei Wellen einer Antriebsseite zugeordnet sind und eine Welle einer Abtriebsseite zugeordnet ist. Entsprechend ergeben sich verschiedene KonFig.ationen der mit den einzelnen Wellen verbundenen Bauteile oder Baugruppen der Getriebeeinrichtung. Beispielsweise ist es möglich, dass mit der ersten Welle, die einem Antrieb oder einem Abtrieb zugeordnet ist, die beiden Außenlamellenträger der Kupplungsvorrichtung drehfest verbunden sind, wobei die zweite Welle und die dritte Welle mit jeweils einem Innenlamellenträger der zwei Kupplungseinrichtungen verbunden sind. Alternativ ist es ebenso möglich, dass die erste Welle mit den beiden drehfest miteinander verbundenen Innenlamellenträgern verbunden ist, wobei die zweite Welle und die dritte Welle mit jeweils einem Außenlamellenträger der Kupplungsvorrichtung verbunden sind.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung kann vorgesehen sein, dass das Betätigungselement in eine Offenstellung bewegbar ist, in der beide Kupplungseinrichtungen geöffnet sind oder dass bei einer Offenstellung der ersten Kupplungseinrichtung die zweite Kupplungseinrichtung zumindest teilweise geschlossen ist und bei Offenstellung der zweiten Kupplungseinrichtung die erste Kupplungseinrichtung zumindest teilweise geschlossen ist. Im ersten Fall kann vorteilhafterweise eine Trennung zwischen Antrieb und Abtrieb erreicht werden, indem das Betätigungselement in eine Offenstellung bewegt wird, in der weder die erste Kupplungseinrichtung noch die zweite Kupplungseinrichtung geschlossen ist, sondern beide Kupplungseinrichtungen der Kupplungsvorrichtung geöffnet sind. Beispielsweise können somit bestimmt Fahrzustände erreicht werden.
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Alternativ ist es ebenso möglich, dass stets eine der beiden Kupplungseinrichtungen der Kupplungsvorrichtung zumindest teilweise geschlossen ist, sodass bei einer Bewegung der ersten Kupplungseinrichtung aus der geschlossenen Stellung in die Offenstellung die zweite Kupplungseinrichtung bereits aus der Offenstellung in die geschlossene Stellung bewegt werden kann und umgekehrt.
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Daneben betrifft die Erfindung eine Fahrzeugachse. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass sie die beschriebene Getriebeeinrichtung sowie einen Elektromotor aufweist. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend eine erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung, wie zuvor beschrieben. Selbstverständlich sind sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale, die in Bezug auf die erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung beschrieben wurden, vollständig auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug oder die Fahrzeugachse übertragbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Fig. näher erläutert. Die Fig. sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 eine erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
- 2 eine erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
- 3 eine erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel; und
- 4 eine erfindungsgemäße Getriebeeinrichtung gemäß einem vierten Ausfü hrungsbeispiel.
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1 zeigt eine Getriebeeinrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug (nicht dargestellt), insbesondere für ein Zweiganggetriebe. Die Getriebeeinrichtung 1 umfasst eine Kupplungsvorrichtung 2, eine erste Welle 3, eine zweite Welle 4 und eine dritte Welle 5. Selbstverständlich sind die Bezeichnungen „erste Welle“, „zweite Welle“ und „dritte Welle“ beliebig austauschbar.
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Die Kupplungsvorrichtung 2 umfasst zwei Kupplungseinrichtungen, nämlich eine erste Kupplungseinrichtung 6 und eine zweite Kupplungseinrichtung 7. Die Kupplungsvorrichtung 2 ist somit als Doppelkupplung ausgebildet und weist zwei Kupplungseinrichtungen 6, 7 auf, die als Lamellenkupplungen ausgebildet sind. Der ersten Kupplungseinrichtung 6 ist somit ein erster Außenlamellenträger 8 und ein erster Innenlamellenträger 9 zugeordnet, wobei der zweiten Kupplungseinrichtung 7 ein zweiter Außenlamellenträger 10 und ein zweiter Innenlamellenträger 11 zugeordnet sind. Die beiden Kupplungseinrichtungen 6, 7 sind über ein gemeinsames Betätigungselement 12, insbesondere einen Druckring, betätigbar.
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In dem ersten Ausführungsbeispiel, das in 1 gezeigt ist, sind die beiden Außenlamellenträger 8, 10 drehfest miteinander verbunden, nämlich mit einer Hauptnabe 13 der Getriebeeinrichtung 1. Die beiden Außenlamellenträger 8, 10 sind ferner mit der ersten Welle 3 drehfest verbunden. Der erste Innenlamellenträger 9 ist drehfest mit der zweiten Welle 4 und der zweite Innenlamellenträger 11 ist drehfest mit der dritten Welle 5 verbunden. Beispielsweise ist es möglich, die erste Welle 3 mit einem Antrieb und die zweite und dritte Welle 4, 5 mit jeweils einem Abtrieb zu verbinden. Selbstverständlich ist es ebenso möglich, die erste Welle 3 mit einem Abtrieb und die zweite und dritte Welle 4, 5 mit einem Antrieb zu verbinden.
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Zur Betätigung der Kupplungseinrichtungen 6, 7 kann das gemeinsame Betätigungselement 12 mittels zweier Betätigungseinrichtungen 14, 15 einer Betätigungsvorrichtung 16 betätigt werden. In diesem Ausführungsbeispiel weist das Betätigungselement 12 zwei Betätigungsabschnitte 17, 18 auf, wobei ein erster Betätigungsabschnitt 17 der ersten Kupplungseinrichtung 6 und ein zweiter Betätigungsabschnitt 18 der zweiten Kupplungseinrichtung 7 zugeordnet ist. Ersichtlich kann in Abhängigkeit der Position des gemeinsamen Betätigungselements 12 die erste Kupplungseinrichtung 6 und die zweite Kupplungseinrichtung 7 wahlweise geöffnet oder geschlossen werden, indem der entsprechende Betätigungsabschnitt 17, 18 auf die Innenlamellen und Außenlamellen des jeweiligen Lamellenpakets der Kupplungseinrichtung 6, 7 drückt und diese sonach in einem Reibschluss zusammenpresst.
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In der gezeigten Darstellung befinden sich die beiden Betätigungsabschnitte 17, 18 auf verschiedenen Radialpositionen, um die in radialer Richtung geschachtelten Kupplungseinrichtungen 6, 7 betätigen zu können. In diesem Ausführungsbeispiel ist die zweite Kupplungseinrichtung 7 als sogenannte „normally-closed“ Kupplungseinrichtung ausgebildet, die in einem Grundzustand geschlossen ist. Dazu ist die zweite Betätigungseinrichtung 15 als mechanische Betätigungseinrichtung ausgebildet, beispielsweise als mechanische Feder, die das Betätigungselement 12 in Axialrichtung , dargestellt durch Pfeilrichtung 19, verschiebt und in dieser Stellung hält. Dabei wird der zweite Betätigungsabschnitt 18 auf die Kupplungseinrichtung 7 zu bewegt und verschiebt die Lamellen des Lamellenpakets in Axialrichtung, sodass diese zusammengepresst werden und die Verbindung zwischen der ersten Welle 3 und der dritten Welle 5 herstellen.
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Um die zweite Kupplungseinrichtung 7 zu öffnen und die erste Kupplungseinrichtung 6 zu schließen, kann mittels der Betätigungseinrichtung 14 eine Kraft auf das gemeinsame Betätigungselement 12 bewirkt werden, die die mechanische Kraft, die von der zweiten Betätigungseinrichtung 15 auf das Betätigungselement 12 erzeugt wird, übersteigt. Dadurch kann das Betätigungselement 12 entgegen der Pfeilrichtung 19 bewegt werden, sodass der zweite Betätigungsabschnitt 18 sich von der zweiten Kupplungseinrichtung 7 entfernt und der erste Betätigungsabschnitt 17 auf die erste Kupplungseinrichtung 6 zu bewegt wird. Entsprechend werden durch den ersten Betätigungsabschnitt 17 des Betätigungselements 12 die Lamellen der Kupplungseinrichtungen 6 zusammengeschoben und somit eine Verbindung zwischen der ersten Welle 1 und der zweiten Welle 4 hergestellt.
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Dabei ist es insbesondere möglich, dass beim Öffnen der zweiten Kupplungseinrichtung 7 die erste Kupplungseinrichtung 6 bereits geschlossen wird, sodass ein möglichst verlustfreier Übergang zwischen den beiden Schaltzuständen möglich ist. Es ist ebenso möglich, dass die beiden Betätigungsabschnitte 17, 18 derart von den jeweiligen Kupplungseinrichtung 6, 7 beabstandet sind, dass eine Offenstellung eingenommen werden kann, in der sowohl die erste Kupplungseinrichtung 6 als auch die zweite Kupplungseinrichtung 7 geöffnet ist. Die zweite Betätigungseinrichtung 15 kann, wie zuvor beschrieben, als mechanische Betätigungseinrichtung ausgebildet sein, wobei die erste Betätigungseinrichtung 14 bevorzugt als steuerbare Betätigungseinrichtung 14 ausgebildet ist, insbesondere als hydraulische oder elektromechanische Betätigungseinrichtung. Daneben ist es ebenso möglich, beide Betätigungseinrichtungen 14, 15 steuerbar auszubilden.
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In 2 ist die Getriebeeinrichtung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt. Da sich der grundsätzliche Aufbau der Getriebeeinrichtung 1 in 2 der der Getriebeeinrichtung 1 von 1 gleicht, werden gleiche Bezugszeichen für gleiche Bauteile verwendet. Wie aus 2 ersichtlich ist, weist die Getriebeeinrichtung 1 ebenfalls eine erste Welle 3, eine zweite Welle 4 und eine dritte Welle 5 auf. In diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Welle 3 wiederum drehfest mit dem ersten Außenlamellenträger 8 verbunden, der wie auch der zweite Außenlamellenträger 10 mit der Hauptnabe 13 verbunden ist. Im Gegensatz zu der radialen Anordnung aus 1 ist in 2 eine axiale Anordnung dargestellt, wobei der erste und zweite Betätigungsabschnitt 17, 18 sich in Axialrichtung auf der im Wesentlichen gleichen Radialposition gegenüberliegen. Mit anderen Worten ist es somit möglich, das Betätigungselement 12 in Axialrichtung zu bewegen, wobei in Abhängigkeit der Bewegungsrichtung der entsprechende Betätigungsabschnitt 17, 18 auf die ihm zugeordnete Kupplungseinrichtung 6, 7 zubewegt oder von dieser wegbewegt wird. Dadurch ist es möglich, wahlweise die erste Kupplungseinrichtung 6 zu schließen oder die zweite Kupplungseinrichtung 7 zu schließen.
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Bei dieser Ausführung kann ferner eine Offenstellung vorgesehen sein, d.h. eine Axialposition des Betätigungselements 12 in der beide Kupplungseinrichtungen 6, 7 geöffnet sind. Es ist ebenso möglich, dass beim Öffnen der ersten Kupplungseinrichtung 6 die zweite Kupplungseinrichtung 7 teilweise geschlossen wird, sodass der Öffnungsvorgang der ersten Kupplungseinrichtung 6 in einen Schließvorgang der zweiten Kupplungseinrichtung 7 übergeht und umgekehrt. Für die Bewegung des Betätigungselements 12 weist die Getriebeeinrichtung 1, wie zuvor beschrieben die Betätigungsvorrichtung 16 auf, die die Betätigungseinrichtungen 14 und 15 umfasst. Grundsätzlich ist die Beschreibung der Betätigungsvorrichtung 16 aus dem Ausführungsbeispiel von 1 auf das Ausführungsbeispiel in 2 übertragbar. Insbesondere kann es sich bei der Betätigungseinrichtung 15 um ein mechanisches Betätigungselement, insbesondere eine Feder handeln, die die zweite Kupplungseinrichtung 7 in einem geschlossenen Zustand hält.
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Beim Schließen der ersten Kupplungseinrichtung 6 wird die erste Betätigungseinrichtung 14 eine Kraft entgegen der Pfeilrichtung 19 erzeugen, sodass die Kraft, die von der zweiten Betätigungseinrichtung 15 aufgebracht wird, kompensiert wird, und das Betätigungselement 12 entgegen der Pfeilrichtung 19 in Axialrichtung bewegt wird. Dabei wird der erste Betätigungsabschnitt 17 in Richtung der Kupplungseinrichtung 6 bewegt und der Betätigungsabschnitt 18 von der Kupplungseinrichtung 7 wegbewegt. Daneben können die beiden Betätigungseinrichtungen 14, 15 auch umgekehrt angeordnet sein, sodass die erste Kupplungseinrichtung 6 als „normally-closed“ Kupplungseinrichtung ausgebildet ist.
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In 3 wird ein drittes Ausführungsbeispiel der Getriebeeinrichtung 1 gezeigt. Die grundsätzlichen Baugruppen werden auch in 3 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. In dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 sind ebenfalls zwei Kupplungseinrichtungen 6, 7 der Kupplungsvorrichtung 2 vorgesehen, wobei die beiden Kupplungseinrichtungen 6, 7 in Axialrichtung benachbart angeordnet sind. Ferner kann 3 entnommen werden, dass die beiden Außenlamellenträger 8, 10 drehfest miteinander verbunden sind und einen sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitt 20 aufweisen. Der in radialer Richtung verlaufende Abschnitt 20 erstreckt sich dabei von der ersten Welle 3 in radialer Richtung weg nach außen. Das Betätigungselement 12, das in diesem Ausführungsbeispiel in Axialrichtung auf der Seite der ersten Kupplungseinrichtung 6 angeordnet ist, weist wiederum zwei Betätigungsabschnitte 17, 18 auf.
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Der Betätigungsabschnitt 18 durchgreift dabei den sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitt 20 des gemeinsamen Außenlamellenträgers bzw. der miteinander verbundenen Außenlamellenträger 8, 10. Bei einer entsprechenden Betätigung durch die Betätigungsvorrichtung 16 ist das Betätigungselement 12 in Axialrichtung verschiebbar, sodass die beiden Betätigungsabschnitte 17, 18 ebenfalls in Axialrichtung verschoben werden können. Die Betätigungseinrichtung 15, die wie zuvor beschrieben, beispielsweise als mechanische Betätigungseinrichtung ausgebildet ist, bewegt sonach in einem Grundzustand, bei der die Betätigungseinrichtung 14 nicht betätigt ist, den Betätigungsabschnitt 18 in Richtung der Kupplungseinrichtung 7 und presst somit mittels des Betätigungsabschnitts 18 die Lamellen der Kupplungserrichtung 7 zusammen. Somit kann eine Verbindung zwischen dem Außenlamellenträger 10 und dem Innenlamellenträger 11 hergestellt werden, sodass die erste Welle 3 und die dritte Welle 5 miteinander verbunden werden.
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Bei entsprechender Ansteuerung der Betätigungseinrichtung 14 der Betätigungsvorrichtung 16 kann diese das Betätigungselement 12 entgegen der Pfeilrichtung 19 bewegen, sodass die von der Betätigungseinrichtung 15 auf das Betätigungselement 12 bewirkte Kraft überkompensiert wird, die Betätigungseinrichtung 15, bevorzugt ausgebildet als Feder, sonach komprimiert wird. Dadurch kann das Betätigungselement 12 entgegen der Pfeilrichtung 19 verschoben werden, sodass die Kupplungseinrichtung 7 geöffnet und die erste Kupplungseinrichtung 6 durch den Betätigungsabschnitt 17 geschlossen wird. Dadurch lässt sich ersichtlich eine Verbindung zwischen der ersten Welle 3 und der zweiten Welle 4 herstellen. In diesem Ausführungsbeispiel sind, abweichend von den Ausführungsbeispielen gemäß 1 und 2 die zweite Welle 4 und die dritte Welle 5 ungleichseitig geführt. In den Ausführungsbeispielen nach 1 und 2 sind die zweite Welle 4 und die dritte Welle 5 gleichseitig geführt.
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In 4 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Getriebeeinrichtung 1 dargestellt, wobei wiederum die in den 1 bis 3 verwendeten Zuordnungen der Bezugszeichen verwendet werden. Die beiden Kupplungseinrichtungen 6, 7 sind in dem vierten Ausführungsbeispiel gemäß 4 in axialer Anordnung angeordnet, wobei in diesem Ausführungsbeispiel die beiden Innenlamellenträger 9, 11 drehfest miteinander verbunden sind. Folglich ist der erste Innenlamellenträger 9 der ersten Kupplungseinrichtung 6 und der zweite Innenlamellenträger 11 der zweiten Kupplungseinrichtung 7 in diesem Ausführungsbeispiel drehfest mit der ersten Welle 3 verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel weist der gemeinsame Innenlamellenträger, der sich aus den beiden Innenlamellenträger 9, 11 bildet, einen sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitt 20 auf, der von dem Betätigungselement 12 durchgegriffen wird. Die Außenlamellenträger 8, 10 sind entsprechend mit den Wellen 4, 5 verbunden. Insbesondere ist der erste Außenlamellenträger 8 mit der ersten Welle 4 und der zweite Außenlamellenträger 10 mit der dritten Welle 5 verbunden.
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Zum Herstellen einer Verbindung der ersten Welle 3 mit der zweiten Welle 4 kann sonach die erste Betätigungseinrichtung 14 der Betätigungsvorrichtung 16 betätigt werden, sodass das Betätigungselement 12 entlang der Pfeilrichtung 19 verschoben wird. Dadurch wird der Betätigungsabschnitt 17 des Betätigungselements 12 auf die Kupplungseinrichtung 6 zubewegt, sodass die Innenlamellen und Außenlamellen des entsprechenden ersten Außenlamellenträgers 8 und ersten Innenlamellenträgers 9 zusammengeschoben werden. Dadurch wird der Reibschluss zwischen den Innenlamellen und Außenlamellen der Kupplungseinrichtung 6 und damit die Verbindung der ersten Welle 3 zu der zweiten Welle 4 hergestellt.
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Soll die Verbindung zwischen der ersten Welle 3 und der zweiten Welle 4 gelöst und die Verbindung zwischen der ersten Welle 3 und der dritten Welle 5 hergestellt werden, kann die Betätigung der ersten Betätigungseinrichtung 14 eingestellt werden und das Betätigungselement 12 mittels der zweiten Betätigungseinrichtung 15 gestellt werden. Beispielsweise kann die zweite Betätigungseinrichtung 15 als mechanische Betätigungseinrichtung ausgebildet sein, die bei einem Entfall der Betätigung durch die erste Betätigungseinrichtung 14 das Betätigungselement 12 entlang der Pfeilrichtung 19 bewegt. Der erste Betätigungsabschnitt 17 des Betätigungselements 12 wird von der Kupplungserrichtung 6 entfernt und der zweite Betätigungsabschnitt 18 des Betätigungselements 12 wird auf die zweite Kupplungseinrichtung 7 zubewegt.
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Dabei schiebt der zweite Betätigungsabschnitt 18 des Betätigungselements 12 die Lamellen der zweiten Kupplungseinrichtung 7 zusammen, sodass der Reibschluss zwischen dem Innenlamellenträger 11 und dem Außenlamellenträger 10 und damit die Verbindung zwischen der ersten Welle 3 und der zweiten Welle 5 hergestellt wird.
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Ersichtlich sind in diesem Ausführungsbeispiel die beiden Kupplungseinrichtungen 6, 7 in Axialrichtung angeordnet, wobei die beiden Lamellenpakete zwischen den beiden Betätigungsabschnitten 17, 18 des Betätigungselements 12 angeordnet sind. In diesen, wie auch in den anderen zuvor gezeigten Ausführungsbeispielen, ist es möglich, dass eine Offenstellung des Betätigungselements 12 vorgesehen ist, in der die beiden Kupplungseinrichtung 6, 7 geöffnet sind. Ebenso ist es möglich, dass bei einem Öffnen der ersten Kupplungseinrichtung 6 bereits ein Schließen der zweiten Kupplungseinrichtung 7 stattfindet und umgekehrt.
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Die in den einzelnen Ausführungsbeispielen gemäß 1 bis 4 gezeigten Details, Einzelheiten und Merkmale sind selbstverständlich miteinander kombinierbar und untereinander austauschbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getriebeeinrichtung
- 2
- Kupplungsvorrichtung
- 3
- erste Welle
- 4
- zweite Welle
- 5
- dritte Welle
- 6
- erste Kupplungseinrichtung
- 7
- zweite Kupplungseinrichtung
- 8
- erster Außenlamellenträger
- 9
- erster Innenlamellenträger
- 10
- zweiter Außenlamellenträger
- 11
- zweiter Innenlamellenträger
- 12
- Betätigungselement
- 13
- Hauptnabe
- 14
- erste Betätigungseinrichtung
- 15
- zweite Betätigungseinrichtung
- 16
- Betätigungsvorrichtung
- 17
- erster Betätigungsabschnitt
- 18
- zweiter Betätigungsabschnitt
- 19
- Pfeilrichtung
- 20
- Abschnitt
