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Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens eine Welle und zwei auf der Welle angeordnete Losräder, wobei die Losräder wahlweise mit der Welle oder miteinander koppelbar oder gekoppelt sind.
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Getriebevorrichtungen für Kraftfahrzeuge, die wenigstens eine Welle und zwei auf der Welle angeordnete Losräder aufweisen, die miteinander koppelbar oder mit der Welle koppelbar sind, sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise können die Losräder zur Realisierung verschiedener Gangstufen der Getriebevorrichtung einzeln mit der Welle gekoppelt werden, um Drehmoment somit von Festrädern, die mit ihnen gekoppelt sind, auf die Welle zu übertragen oder Drehmoment von der Welle auf Festräder auf einer anderen Welle zu leiten.
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Daneben ist ferner bekannt, dass zwei auf derselben Welle angeordnete Losräder miteinander gekoppelt werden können, um einen sogenannten Windungsgang zu realisieren. Als Windungsgang wird im Rahmen dieser Anmeldung eine Gangstufe verstanden, bei der zwei auf derselben Welle angeordnete Losräder miteinander gekoppelt werden, ohne jedoch mit der Welle verbunden zu sein, auf der sie angeordnet sind. Drehmoment kann somit in ein erstes der beiden Losräder eingeleitet und über die drehfeste Verbindung des Losrads mit dem zweiten Losrad auf das zweite Losrad übertragen werden. Somit kann beispielsweise über ein erstes Festrad Drehmoment in das erste Losrad eingeleitet, auf das zweite Losrad übertragen und schließlich auf ein zweites Festrad übertragen werden. Der Windungsgang bietet somit die Möglichkeit, ohne Vorsehen eines separaten Radpaars aus Losrad und Festrad eine weitere Gangstufe bereitzustellen.
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Hierfür ist üblicherweise jeweils eine Schalteinrichtung erforderlich, die das erste Losrad mit der Welle koppeln kann, eine Schalteinrichtung zur Kopplung des zweiten Losrads mit der Welle und eine dritte Schalteinrichtung für die Kopplung der beiden Losräder miteinander. Dies führt dazu, dass der Bauraum im Bereich der Welle, auf der die beiden Losräder angeordnet sind, durch die einzelnen Schalteinrichtungen weiter beansprucht wird. Ferner sind mehrere Baugruppen nötig, um die einzelnen Schalteinrichtungen zu realisieren. Ferner ist bekannt, auf die Losräder wirkende Kräfte in radialer und axialer Richtung mittels zweireihiger Schrägkugellager aufzunehmen. Diese sind jedoch in engen Bauräumen schwer zu integrieren.
DE 10 2008 000 647 A1 offenbart eine Anordnung zum Schalten von zumindest einem Losrad.
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EP 2 331 843 B1 offenbart ein schaltbares Doppelrad für ein Doppelkupplungsgetriebe sowie ein Doppelkupplungsgetriebe.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine demgegenüber verbesserte Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug anzugeben.
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Die Aufgabe wird durch eine Getriebevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Erfindung ist durch die Gegenstände der Ansprüche definiert. Wie beschrieben, betrifft die Erfindung eine Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Die Getriebevorrichtung umfasst wenigstens eine Welle, auf der zwei Losräder angeordnet sind. Die Losräder sind somit in einem entkoppelten Zustand frei auf der Welle drehbar bzw. ist die Welle frei relativ zu den Losrädern drehbar. Die Losräder können an die Welle gekoppelt werden, sodass eine drehfeste Verbindung zwischen der Welle und den Losrädern besteht. Hierzu wird üblicherweise nur ein Losrad an die Welle gekoppelt, sodass eine entsprechende Gangstufe, der das Losrad zugeordnet ist, realisiert werden kann. Wie ebenfalls bereits beschrieben, sind die Losräder auch wahlweise miteinander koppelbar, sodass diese drehfest miteinander, jedoch drehbar relativ zu der Welle vorliegen.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Getriebevorrichtung eine Doppelschalteinrichtung mit einer Schiebemuffe aufweist, die dazu ausgebildet ist, durch Positionierung der Schiebemuffe in eine erste Schaltposition ein erstes Losrad mit der Welle zu koppeln und durch Positionierung der Schiebemuffe in eine zweite Schaltposition das erste Losrad mit einem zweiten Losrad zu koppeln, wobei die beiden Losräder mittels wenigstens drei Axiallagern in Axialrichtung und mittels Nadellagern in Radialrichtung gelagert sind. Mit anderen Worten wird somit vorgeschlagen, sowohl den Windungsgang als auch die Kopplung des ersten Losrads mit der Welle durch dieselbe Schalteinrichtung, nämlich die Doppelschalteinrichtung, auszuführen. Die Doppelschalteinrichtung kann hierzu die Schiebemuffe in wenigstens zwei Schaltpositionen verlagern, wobei in der ersten Schaltposition das erste Losrad mit der Welle gekoppelt ist und in der zweiten Schaltposition das erste Losrad mit dem zweiten Losrad gekoppelt ist. In der zweiten Schaltposition wird somit der Windungsgang erreicht und in der ersten Schaltposition wird die Gangstufe realisiert, die dem ersten Losrad zugeordnet ist.
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Die beiden Losräder werden mittels wenigstens drei Axiallagern in Axialrichtung und mittels Radiallagern, insbesondere Nadellagern, in Radialrichtung gelagert. Die Kombination aus Axiallagern und Nadellagern erlaubt somit zum einen, die Losräder sich auf der Welle zu führen und Kräfte, die im Drehmomentfluss auf die Losräder wirken und die Losräder insbesondere in Axialrichtung bewegen, abzustützen. Je nach Kopplung verschieden verzahnter Zahnräder miteinander, bewirkt dies eine unterschiedliche Kraft auf die Zahnräder in Axialrichtung. Mit anderen Worten wird bei einer Drehmomentübertragung auf schräg verzahnten Zahnrädern das Zahnrad entweder in Axialrichtung oder entgegen der Axialrichtung beaufschlagt. Durch die Verwendung der Axiallager kann die durch die Verzahnung bewirkte Kraft, die auf die Zahnräder wirken, abgestützt werden.
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Das erste Losrad kann in Axialrichtung zwischen einem ersten Kupplungskörper der Welle und einem zweiten Kupplungskörper des zweiten Losrads angeordnet sein, wobei das erste Losrad mittels eines ersten Axiallagers in dem ersten Kupplungskörper gelagert ist und das zweite Losrad mittels eines zweiten Axiallagers an dem ersten Losrad gelagert ist. Als Kupplungskörper wird im Rahmen dieser Anmeldung ein Element verstanden, mit dem eine Kopplung hergestellt wird, um die beiden Getriebeelemente miteinander zu koppeln. Ein Kupplungskörper kann daher ein separates, beispielsweise formschlüssig mit dem zu koppelnden Getriebeelement verbundenes, Element sein oder einen, insbesondere integrierten, Abschnitt des jeweiligen Getriebeelements darstellen. Beispielsweise ist der erste Kupplungskörper ein Abschnitt der Welle, der über die Schiebemuffe mit einem entsprechenden Abschnitt des ersten Losrads gekoppelt werden kann. Die Schiebemuffe weist hierzu entsprechende Verzahnungsabschnitte auf, die sowohl mit dem ersten Kupplungskörper der Welle als auch mit dem zweiten Kupplungskörper des zweiten Losrads, sowie einem korrespondierenden Verzahnungsabschnitt des ersten Losrads in Eingriff gebracht werden können bzw. in Eingriff steht.
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Aufgrund der Anordnung des ersten Losrads in Axialrichtung zwischen dem ersten Kupplungskörper und einem zweiten Kupplungskörper kann das erste Losrad mit dem ersten Axiallagern dem ersten Kupplungskörper gelagert sein. Das zweite Losrad kann mit dem zweiten Axiallagers an dem ersten Losrad gelagert sein. Mit anderen Worten können in Axialrichtung auf die beiden Losräder bewirkten Kräfte über die Axiallager übertragen werden, wobei das erste Losrad direkt in dem ersten Körper abgestützt werden kann und das zweite Losrad mit dem zweiten Axiallager an dem ersten Losrad und somit indirekt ebenfalls an dem ersten Kupplungskörper abgestützt werden kann. Daraus ergibt sich eine besonders kompakte Bauform, da die Kraftabstützung in Axialrichtung an den Kupplungskörper bewirkt werden kann.
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Nach einer Ausgestaltung der Getriebevorrichtung kann vorgesehen sein, dass dem zweiten Losrad eine zweite Schalteinrichtung zugeordnet ist, die dazu ausgebildet ist, das zweite Losrad mit der Welle zu koppeln, wobei das zweite Losrad mittels eines dritten Axiallagers an einem dritten Kupplungskörper der zweiten Schalteinrichtung gelagert ist. Wie eingangs beschrieben, können die Losräder entweder separat mit der Welle gekoppelt werden oder miteinander gekoppelt werden, wobei keine Kopplung mit den beiden miteinander gekoppelten Losräder nur der Welle besteht. Soll das zweite Losrad mit der Welle gekoppelt werden, ist die zweite Schalteinrichtung dafür vorgesehen, die Kopplung zwischen dem zweiten Losrad und der Welle herzustellen. Das zweite Losrad kann in diesem Fall mittels eines dritten Axiallagers an einem dritten Kupplungskörper der zweiten Schalteinrichtung gelagert sein.
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Dem zweiten Losrad kann somit eine zweite Schalteinrichtung zugeordnet sein, die dazu ausgebildet ist, das zweite Losrad mit der Welle zu koppeln. Soll das zweite Losrad somit unabhängig von dem ersten Losrad gekoppelt werden, nämlich in einen Schaltzustand verbracht werden, in dem das zweite Losrad mit der Welle gekoppelt ist, kann die zweite Schalteinrichtung dazu verwendet werden, die drehfeste Verbindung zwischen dem zweiten Losrad und der Welle herzustellen. In diesem Schaltzustand ist das erste Losrad somit weder mit dem zweiten Losrad noch mit der Welle gekoppelt. Letztlich können die einzelnen Schaltzustände dadurch durch die als Doppelschalteinrichtung ausgebildete Schalteinrichtung und die zweite Schalteinrichtung abgedeckt werden. Die zweite Schalteinrichtung ist letztlich ausschließlich dafür vorgesehen, das zweite Losrad mit der Welle zu koppeln bzw. die Kopplung zu lösen. Die Doppelschalteinrichtung wird dafür verwendet, entweder das erste Losrad mit der Welle zu koppeln oder das erste Losrad mit dem zweiten Losrad zu koppeln, wie zuvor beschrieben.
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Letztlich kann zwischen den einzelnen Losräder und den Kupplungskörper jeweils ein Axiallager vorgesehen sein. Insbesondere ist in Axialrichtung vor dem ersten Losrad, nämlich zwischen dem ersten Kupplungskörper dem ersten Losrad, zwischen dem ersten Losrad und dem zweiten Losrad und zwischen dem zweiten Losrad und dem dritten Kupplungskörper ein Axiallager angeordnet. Dadurch können jedwede auf die einzelnen Losräder bewirkten Kräfte in Axialrichtung abgestützt werden. Dies bietet insbesondere eine flexibel anpasst waren Getriebevorrichtung, die beliebige Verzahnungen an den Losräder dann verwenden kann, ohne Rücksicht auf die sich ergebenden Axialkräfte bei Drehmomentübertragung nehmen zu müssen.
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Ein dem zweiten Losrad zugeordneter zweiter Kupplungskörper des zweiten Losrads kann separat ausgebildet und in Axialrichtung zwischen dem ersten Losrad und dem zweiten Losrad oder in Axialrichtung zwischen dem ersten Kupplungskörper der Welle und dem ersten Losrad angeordnet sein. Hierbei kann der zweite Kupplungskörper drehfest mit dem zweiten Losrad verbunden sein, sodass bei einem Eingriff der Schiebemuffe in die Verzahnung des zweiten Kupplungskörpers eine drehfeste Verbindung zwischen dem ersten Losrad und dem zweiten Losrad hergestellt werden kann. Zum Beispiel kann die Schiebemuffe eine Innenverzahnung aufweisen, die mit einer Außenverzahnung des zweiten Kupplungskörpers des zweiten Losrads und/oder mit einer Außenverzahnung des ersten Kupplungskörpers der Welle gekoppelt werden kann. Die Innenverzahnung und Außenverzahnung können auch verändert werden, sodass die Schiebemuffe beispielsweise eine Innenverzahnung für den zweiten Kupplungskörper und eine Außenverzahnung für den ersten Kupplungskörper aufweist oder umgekehrt.
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Der zweite Kupplungskörper des zweiten Losrads kann zumindest abschnittsweise in das zweite Losrad integriert sein, insbesondere als ein eine Innenverzahnung aufweisender Verzahnungsabschnitt. Die Schiebemuffe weist in dieser Ausführung vorteilhafterweise eine dazu korrespondierende Außenverzahnung auf, sodass bei der Verbringung der Schiebemuffe in die zweite Schaltposition die Außenverzahnung der Schiebemuffe in die Innenverzahnung des Verzahnungsabschnitts auf dem zweiten Losrad eingreift. Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass bei höherer Drehzahl die Außenverzahnung der Schiebemuffe in die Innenverzahnung des Verzahnungsabschnitts des zweiten Losrads bewegt bzw. darin gehalten wird, sodass die Kopplung zwischen dem ersten Losrad und dem zweiten Losrad sicher hergestellt wird. In der beschriebenen Variante kann die Schiebemuffe stets in Kontakt mit der Verzahnung auf dem ersten Losrad bleiben, sodass auch in einer Neutralposition die Schiebemuffe an das erste Losrad gekoppelt bleibt. Je nachdem, welcher Schaltzustand eingenommen werden soll, kann die Schiebemuffe in Richtung des ersten Kupplungskörpers der Welle bewegt werden oder in die gegenüberliegende Richtung mit dem zweiten Kupplungskörper des zweiten Losrads gekoppelt werden.
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Das erste Losrad kann wenigstens eine Durchgriffsöffnung aufweisen, insbesondere mehrere Durchgriffsöffnungen, durch die wenigstens ein Verzahnungsabschnitt der Schiebemuffe bewegbar ist. Das erste Losrad weist somit eine oder mehrere Durchgriffsöffnungen auf, durch die die Schiebemuffe das erste Losrad durchgreifen kann, um mit dem zweiten Losrad gekoppelt zu werden. Hierbei kann die Schiebemuffe auch die Durchgriffsöffnungen an dem ersten Losrad durchgreifen, um eine Kopplung zwischen dem ersten Losrad mit der Welle herzustellen. Grundsätzlich kann die Schiebemuffe somit entweder auf der Seite des ersten Kupplungskörpers der Welle oder auf der Seite des zweiten Losrads in Bezug auf das erste Losrad angeordnet werden. Die wenigstens eine Durchgriffsöffnung kann sich zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung erstrecken und somit ein „Fenster“ darstellen durch das der Verzahnungsabschnitt der Schiebemuffe bewegt werden kann, um die Kopplung mit dem entsprechenden Kupplungskörper herzustellen. Die jeweils andere Kopplung wird durch eine Bewegung der Schiebemuffe in die entgegengesetzte Richtung hergestellt, bei der die Durchgriffsöffnungen nicht verwendet werden müssen.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Getriebevorrichtung kann vorgesehen sein, dass das erste Losrad, insbesondere in Axialrichtung und Radialrichtung, auf dem zweiten Losrad gelagert ist und den zweiten Kupplungskörper zumindest abschnittsweise umgreift. Das erste Losrad kann beispielsweise C-förmig ausgeführt sein und so den zweiten Kupplungskörper zumindest abschnittsweise umgreifen. Die Schiebemuffe kann hierzu eine erste Innenverzahnung aufweisen, die mit einer Außenverzahnung des ersten Kupplungskörpers der Welle in Eingriff gebracht werden kann, nämlich in dem ersten Schaltzustand bzw. der ersten Schaltposition, in der die Welle mit dem ersten Losrad gekoppelt werden soll. Ferner weist die Schiebemuffe eine Außenverzahnung auf, die mit einer Innenverzahnung des ersten Losrads in Eingriff steht bzw. in Eingriff gebracht werden kann. Im ersten Schaltzustand kann somit zwischen der Welle und dem ersten Losrad Drehmoment übertragen werden, da das erste Losrad über seine Innenverzahnung mit der Außenverzahnung der Schiebemuffe und die Schiebemuffe mit ihrer Innenverzahnung mit der Außenverzahnung des ersten Kupplungskörpers der Welle in Verbindung steht.
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Wird die Schiebemuffe in den zweiten Schaltzustand verbracht, wird die Kopplung zwischen der Außenverzahnung des ersten Kupplungskörpers der Welle und der Innenverzahnung der Schiebemuffe gelöst und die Schiebemuffe wird mit ihrer Innenverzahnung auf eine zweite Außenverzahnung des zweiten Kupplungskörpers des zweiten Losrads bewegt. Entsprechend wird die Kopplung des ersten Losrads, insbesondere über seine Innenverzahnung an die Außenverzahnung der Schiebemuffe und von der Schiebemuffe über ihre Innenverzahnung auf die Außenverzahnung des zweiten Kupplungskörpers des zweiten Losrads übertragen. Das erste Losrad ist hierbei in Axialrichtung zwischen dem zweiten Kupplungskörper des zweiten Losrads und dem zweiten Losrad angeordnet und entsprechend in Axialrichtung an beiden gelagert bzw. abgestützt. Grundsätzlich ist somit das erste Losrad gegenüber dem zweiten Losrad und dem zweiten Kupplungskörper des zweiten Losrads drehbar, solange die Schiebemuffe nicht die Verbindung zwischen dem zweiten Kupplungskörper des zweiten Losrads und dem ersten Losrad herstellt. In der beschriebenen Ausgestaltung ist ersichtlich keine Durchgriffsöffnung für die Schiebemuffe nötig.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Getriebevorrichtung kann ein viertes Axiallager vorgesehen sein, dass zwischen dem ersten Losrad und dem zweiten Kupplungskörper des zweiten Losrads angeordnet ist. Nach dieser Ausgestaltung sind insgesamt vier Axiallager vorgesehen, wobei das vierte Axiallager zwischen dem ersten Losrad und dem zweiten Kupplungskörper des zweiten Losrads angeordnet ist. Der zweite Kupplungskörper wird mit dem vierten Axiallager gegen das erste Losrad abgestützt. Das erste Losrad kann ferner, wie bereits beschrieben, mit einem Axiallager gegen das zweite Losrad und mit einem Axiallager gegen den Kupplungskörper der Welle abgestützt werden. Durch die Lagerung des ersten Losrads zwischen den beiden Axiallagern in Axialrichtung, die zwischen dem ersten Kupplungskörper dem ersten Losrad und dem ersten Losrad und dem Kupplungskörper des Windungsgangs angeordnet sind, kann das erste Losrad insbesondere in beiden Richtungen an den jeweiligen Kupplungspartnern abgestützt werden. Insbesondere ist dies sinnvoll, wenn das erste Losrad in Radialrichtung auf dem zweiten Losrad gelagert werden soll. Hierbei kann der Kupplungskörper des Windungsgangs mit einem weiteren Nadellager auf dem zweiten Losrad gelagert werden. Das zweite Losrad selbst kann ebenfalls mit Nadellagern auf der Welle gelagert werden, wie bereits beschrieben. Das erste Losrad kann auch mit einem Nadellager auf dem zweiten Losrad gelagert werden.
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Nach einer weiteren Variante der Getriebevorrichtung können das erste Losrad und das zweite Losrad gemeinsam mittels des ersten Axiallagers an dem ersten Kupplungskörper gelagert sein. Diese Variante ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Verzahnungen der Losräder derart gewählt werden, dass die resultierenden Axialkräfte in Richtung des ersten Kupplungskörpers wirken. Beide Losräder können somit aneinander und an dem ersten Kupplungskörper abgestützt werden. Hierbei kann insbesondere berücksichtigt werden, dass sich, je nach Schaltstrategie bzw. Anordnung der Losräder in der Getriebevorrichtung, bei einer Umkehrung der Drehrichtung andere Axialkräfte ausbilden können. Beispielsweise können die beiden Losräder auch, je nachdem, in welche Richtung die Axialkräfte wirken, gemeinsam an dem dritten Axiallager, das sich in Axialrichtung hinter dem zweiten Losrad befindet, abgestützt werden.
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Das erste Losrad und das zweite Losrad weisen dieselbe Verzahnungsrichtung auf und können linksverzahnt ausgebildet sein. Beispielsweise können das erste Losrad und das zweite Losrad schrägverzahnt ausgebildet sein, wobei die Richtung der Verzahnung nach links gerichtet ist. Bei einer Schrägverzahnung wird im Rahmen dieser Anmeldung der Begriff „linksverzahnt“ der verstanden, dass die Zähne der Verzahnung in Axialrichtung, insbesondere von der Antriebsseite, betrachtet von rechts nach links ausgerichtet sind. Eine rechtsverzahnte Verzahnung ist entsprechend andersherum ausgerichtet.
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Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend eine zuvor beschriebene Getriebevorrichtung. Sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale, die in Bezug auf die Getriebevorrichtung beschrieben wurden, sind vollständig auf das Kraftfahrzeug 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 einen Ausschnitt eines Getriebeschemas einer Getriebevorrichtung in einem ersten Betriebszustand;
- 2 den Ausschnitt des Getriebeschemas von 1 in einem zweiten Betriebszustand;
- 3 eine Getriebevorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel;
- 4 eine Getriebevorrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
- 5 eine Getriebevorrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel.
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1, 2 zeigen einen Ausschnitt eines Getriebeschemas einer Getriebevorrichtung 1 in verschiedenen Betriebszuständen im Bereich einer Welle 2, die eine Vorgelegewelle der Getriebevorrichtung 1 darstellen kann. Auf der Welle 2 sind beispielhaft ein erstes Losrad 3 und ein zweites Losrad 4 angeordnet. Auf der Welle 2 können noch weitere Losräder oder Festräder angeordnet sein, die der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind. 1 zeigt ferner schematisch einen ersten Kupplungskörper 5, der drehfest auf der Welle 2 angeordnet ist, beispielsweise in Form eines Festrads. Die Losräder 3, 4 können beispielsweise dem vierten Gang bzw. dem dritten Gang zugeordnet sein. Grundsätzlich ist eine beliebige Anordnung der Losräder 3, 4 zu einzelnen Gangstufen möglich.
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Die Getriebevorrichtung 1 weist ferner eine Doppelschalteinrichtung 6 auf, die dazu ausgebildet ist, entweder eine erste Schaltstelle C zu schließen oder eine zweite Schaltstelle W zu schließen. Die erste Schaltstelle C gibt hierbei diejenige Schaltstelle an, an der die Verbindung zwischen dem ersten Losrad 3 und dem Kupplungskörper 5, also die drehfeste Verbindung des ersten Losrads 3 mit der Welle 2 hergestellt wird. Wird stattdessen die Schaltstelle W geschlossen, wird die drehfeste Verbindung der beiden Losräder 3, 4 miteinander hergestellt, wobei die Schaltstelle C in diesem Fall geöffnet ist, sodass keine drehfeste Verbindung zwischen den Losrädern 3, 4, die miteinander gekoppelt sind, und der Welle 2 besteht. Mit anderen Worten ermöglicht die Doppelschalteinrichtung 6 entweder die beiden Losräder 3, 4 miteinander zu koppeln oder das erste Losrad 3 mit der Welle 2 zu koppeln. Hierbei sind die beiden Schaltstellen C/W mit derselben Doppelschalteinrichtung 6 bedienbar, sodass beispielsweise nur ein einzelner Aktor und ein einzelnes Stellelement, beispielsweise eine Schaltgabel, erforderlich sind.
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1 und 2 unterscheiden sich im dargestellten Betriebszustand. Während in 1 beispielsweise ein erster Gang realisiert wird, wird in 2 rein beispielhaft ein sechster Gang realisiert. Die Realisierung der einzelnen Gangstufen ist selbstverständlich beliebig wählbar und hierin nur zum Zwecke der Beschreibung festgelegt. Der Getriebevorrichtung 1 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Kupplungsanordnung zugeordnet, die die Getriebevorrichtung 1 mit einer Antriebseinrichtung koppeln kann, beispielsweise mit einem Verbrennungsmotor, einer elektrischen Maschine oder einer Kombination aus beidem. Die Getriebevorrichtung 1 weist somit zwei Getriebeeingangswellen auf, durch die Drehmoment auf die Welle 2 bzw. auf die Losräder 3, 4 übertragen werden kann.
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Die Losräder 3, 4 weisen insbesondere eine Schrägverzahnung auf, wobei diese mit entsprechend gegenläufig schrägverzahnten Festrädern auf den Getriebeeingangswellen in Eingriff stehen. Das erste Losrad 3 und das zweite Losrad 4 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel linksverzahnt, was in einem Detail 1a schematisch dargestellt ist. Aufgrund der Schrägverzahnung werden die Losräder 3, 4, je nach Drehrichtung, in Axialrichtung bewegt. Die Getriebevorrichtung 1 weist hierzu drei Axiallager 15-17 und zwei Nadellager 18, 19 auf. Die Nadellager 18, 19 sind dazu vorgesehen, Kräfte in radialer Richtung zwischen den Losrädern 3, 4 und der Welle 2 aufzunehmen. Die Axiallager 15-17 sind dazu ausgebildet, Kräfte in Axialrichtung, die auf die Losräder 3, 4 wirken, aufzunehmen.
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Eine weitere Möglichkeit besteht darin, beide Losräder 3, 4 rechtsverzahnt auszuführen. Wie beschrieben, stellt sich die Verzahnungsrichtung der Festräder auf den Getriebeeingangswellen entsprechend ein, da nur unterschiedlich verzahnte Zahnräder miteinander gepaart werden können.
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In der in 1 dargestellten Situation führt die gewählte Verzahnung dazu, dass die Losräder 3, 4 in Axialrichtung aufeinander zu bewegt werden, was durch Pfeile 20, 20` dargestellt ist. Die Kräfte ergeben sich aufgrund der gegensätzlichen Verzahnung für die Festräder entsprechend umgekehrt. Da sich bei der in 2 dargestellten Betriebssituation die Drehrichtung der Zahnräder umkehrt, ergeben sich die Kräfte in Axialrichtung genau umgekehrt. Wie beschrieben, sind die Axiallager 15-17 dazu ausgebildet, die wirkenden Kräfte in Axialrichtung aufzunehmen und diese abzustützen, insbesondere an der Welle 2. Konkrete Ausgestaltungen der Getriebevorrichtung werden in den einzelnen 3-5 dargestellt.
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3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der Getriebevorrichtung 1 in einem Ausschnitt. Wie beschrieben, weist die Getriebevorrichtung 1 eine Welle 2 auf, auf der ein erster Kupplungskörper 5 drehfest angeordnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel liegen die beiden Losräder 3, 4 in Axialrichtung beabstandet auf der Welle gelagert vor, sodass diese in einem neutralen Zustand der Doppelschalteinrichtung 6 relativ zueinander und relativ zu der Welle 5 drehbar sind. In 3 ist hierbei die beschriebene Neutralstellung gezeigt, in der weder die Schaltstelle C noch die Schaltstelle W geschlossen ist. Die Doppelschalteinrichtung 6 weist eine Schiebemuffe 7 auf, die in Axialrichtung zwischen einer ersten Schaltposition 8, die gestrichelt dargestellt ist, und einer zweiten Schaltposition 9, die ebenfalls gestrichelt dargestellt ist, bewegbar ist.
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Wird die Schiebemuffe 7 somit in die Schaltposition 8 bewegt, wird die Schaltstelle C geschlossen, das bedeutet, dass eine Innenverzahnung der Schiebemuffe 7 auf die Außenverzahnung des ersten Kupplungskörpers 5 aufgeschoben wird, sodass eine drehfeste Verbindung zwischen der Welle 2 und dem ersten Losrad 3 hergestellt ist. Zwischen dem ersten Kupplungskörper 5 und dem ersten Losrad 3 kann hierbei Synchronisierungseinrichtung 10 vorgesehen sein, die ebenfalls zwischen dem ersten Losrad 3 und einem zweiten Kupplungskörper 11 vorgesehen sein kann. Die Synchronisierungseinrichtungen 10 können insbesondere als Dreifachkonus ausgeführt sein. Der Schiebemuffe 7 kann ferner ein Druckstück 12 und ein Synchronkörper zugeordnet sein, die grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt sind und daher nicht näher beschrieben werden.
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Die Schiebemuffe 7 kann ebenfalls, wie zuvor beschrieben, in die Schaltposition 9 verbracht werden, sodass die Schaltstelle C geöffnet und die Schaltstelle W geschlossen werden kann. In diesem Ausführungsbeispiel wird somit die Verbindung zwischen der Schiebemuffe 7 und dem zweiten Kupplungskörper 11 des zweiten Losrads 4 hergestellt. Der zweite Kupplungskörper 11 ist hierbei drehfest mit dem zweiten Losrad 4 verbunden. In der zweiten Schaltposition 9 koppelt somit die Schiebemuffe 7 durch ihre Innenverzahnung das erste Losrad 3 an das zweite Losrad 4.
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Um eine Kopplung der Schiebemuffe 7 an den zweiten Kupplungskörper 11 zu ermöglichen, weist das erste Losrad 3 mehrere Durchgriffsöffnungen 13 auf, die einen Durchgriff von Verzahnungsabschnitten 14 der Schiebemuffe 7 ermöglichen. Mit anderen Worten kann die Schiebemuffe 7 somit in Axialrichtung verlagert werden, um in einer ersten Schaltposition 8 die Welle 2 mit dem ersten Losrad 3 zu koppeln oder in einer zweiten Schaltposition 9 das erste Losrad 3 mit dem zweiten Losrad 4 zu koppeln. Ebenso ist es möglich, die Schiebemuffe 7 in eine Neutralstellung zu verbringen, die in 3 dargestellt ist, sodass das erste Losrad 3 weder mit dem zweiten Losrad 4 noch der Welle 2 gekoppelt ist.
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Die Axiallager 15-17 sowie die Nadellager 18, 19 sind in 3 im Detail dargestellt. Ein erstes Axiallager 15 ist zwischen dem ersten Kupplungskörper 5 und dem ersten Losrad 3, ein zweites Axiallager 16 zwischen dem ersten Losrad 3 und dem zweiten Losrad 4 und ein drittes Axiallagers 17 ist zwischen dem zweiten Losrad 4 und einem Teil einer zweiten Schalteinrichtung 21 angeordnet. Die zweite Schalteinrichtung 21 wird dafür verwendet eine Schaltstelle B zu schließen, insbesondere um das zweite Losrad 4 unabhängig von dem ersten Losrad 3 mit der Welle 2 zu koppeln. Treten Kräfte in Axialrichtung auf, insbesondere aufgrund der Schrägverzahnung der Losräder 3, 4, werden diese über die entsprechenden Axiallager 15-17 aufgenommen und in die Welle 2 eingeleitet bzw. daran abgestützt.
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4 zeigt einen Ausschnitt einer Getriebevorrichtung 1 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, die grundsätzlich den gleichen Aufbau aufweist, wie die Getriebevorrichtung 1 aus 3. Lediglich der zweite Kupplungskörper 11 des zweiten Losrads 3 wurde verändert, indem der zweite Kupplungskörper 11 in das zweite Losrad 4 integriert wurde. Dementsprechend weist in diesem Ausführungsbeispiel der zweite Kupplungskörper 11 eine Innenverzahnung auf, sodass die Schiebemuffe 7 eine dazu korrespondierende Außenverzahnung aufweist, die in der Schaltposition 9 in Eingriff mit dem zweiten Kupplungskörper 11 des zweiten Losrads 3 gebracht werden kann. Grundsätzlich ist die Funktionsbeschreibung somit von 3 auf 4 übertragbar.
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5 zeigt eine Getriebevorrichtung 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Die grundsätzliche Funktionsweise ist von den vorhergehenden Fig. übertragbar. Die Ausgestaltung nach 5 zeigt eine Anordnung der Losräder 3, 4 sowie der Doppelschalteinrichtung 6 ohne Durchgriffe bzw. Durchgriffsöffnungen. Hierbei ist das erste Losrad 3 in Axialrichtung zwischen dem zweiten Kupplungskörper 11 des zweiten Losrads 4 und dem zweiten Losrad 4 angeordnet. Das erste Losrad 3 ist mittels des Axiallagers 16 in Axialrichtung an dem zweiten Losrad 4 und mittels eines vierten Axiallagers 22 an dem zweiten Kupplungskörper 11 des zweiten Losrads 4 gelagert. Das erste Losrad 3 umgreift dabei den zweiten Kupplungskörper 11 abschnittsweise, sodass das zweite Losrad 3 im wesentlichen C-förmig ausgebildet ist und so den zweiten Kupplungskörper 11 umgreifen kann. Ferner ist das erste Losrad 3 in Radialrichtung mittels eines Nadellagers 23 an dem zweiten Losrad 4 gelagert. Das zweite Losrad 4 ist wiederum in Radialrichtung über die Nadellager 18, 19 an der Welle 2 gelagert. Insgesamt sind der zweite Kupplungskörper 11, der drehfest mit dem zweiten Losrad 4 verbunden ist, und das zweite Losrad 4 in Axialrichtung an dem ersten Kupplungskörper 5 der Welle 2 abgestützt, nämlich über das Axiallager 15.
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Wird die Doppelschalteinrichtung 6 somit wieder in die erste Schaltposition 8 bewegt, wird die Schiebemuffe 7 mit ihrer Innenverzahnung die Kopplung zwischen dem ersten Kupplungskörper 5 der Welle 2 und über ihre Außenverzahnung die Verbindung zu dem ersten Losrad 3 herstellen. In der zweiten Schaltposition 9 stellt die Schiebemuffe 7 über die Außenverzahnung die Verbindung zu dem ersten Losrad 3 und über ihre Innenverzahnung die Verbindung zu dem zweiten Kupplungskörper 11 des zweiten Losrads 4 her. Grundsätzlich ist somit, wie bereits zuvor beschrieben, entweder eine Verbindung durch Schließen der Schaltstelle C möglich, sodass das erste Losrad 3 mit der Welle 2 gekoppelt ist oder ein Schließen der Schaltstelle W, wodurch das erste Losrad 3 über den zweiten Kupplungskörper 11 mit dem zweiten Losrad 4 gekoppelt wird.
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5 zeigt optional die zweite Schalteinrichtung 21, die dafür vorgesehen ist, eine Schaltstelle B zu schließen. Wird Schaltstelle B geschlossen, wird das zweite Losrad 4 mit der Welle 2 gekoppelt. Entsprechend können über die beiden Schalteinrichtungen 6, 21, nämlich die Doppelschalteinrichtung 6 und die zweite Schalteinrichtung 21 sämtliche Schaltstellungen kontrolliert werden. Hierbei ist ein Schließen von drei Schaltstellen über nur zwei Schalteinrichtungen 6, 21 möglich.
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Die in den einzelnen Ausführungsbeispielen gezeigten Vorteile, Einzelheiten und Merkmale sind aufeinander übertragbar, untereinander austauschbar und miteinander kombinierbar.
