DE112008001725B4

DE112008001725B4 - Getriebe für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE112008001725B4
Application number: DE112008001725.5T
Authority: DE
Inventors: Martin STEINBAUER; Martin Geieregger
Original assignee: AVL List GmbH
Current assignee: AVL List GmbH
Priority date: 2007-06-28
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2019-05-23
Anticipated expiration: 2028-06-21
Also published as: CN101730805B; WO2009000755A2; AT503476B1; DE112008001725A5; CN101730805A; WO2009000755A3; AT503476A1

Abstract

Getriebe (1) für ein Fahrzeug, welches als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet ist, wobei die Zahnräder zu auf Eingangswellen (2, 4) und einer Abtriebswelle (6) angeordneten Zahnradgruppen (3, 5) zusammengefasst sind, wobei die Zahnräder der Zahnradgruppen (3, 5) der Eingangswellen (2, 4) mit den Zahnrädern zumindest einer Zahnradgruppe (7, 8, 16) der Abtriebswelle (6) in permanentem Eingriff stehen, und wobei eine erste Eingangswelle (2) über eine erste Schaltkupplung (10) und eine zweite Eingangswelle (4) über eine zweite Schaltkupplung (12) mit einer Antriebswelle (11) einer Antriebsmaschine verbindbar ist, und wobei zwischen der Antriebswelle (11) und der ersten Eingangswelle (2) eine erste Primärübersetzung (13) und zwischen der Antriebswelle (11) und der zweiten Eingangswelle (4) eine zweite Primärübersetzung (14) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein frei drehbar gelagertes mittleres Zahnrad (22), welches mit einem zugeordneten Zahnrad der Abtriebswelle (6) in permanentem Eingriff steht, und welches achsgleich mit der ersten und zweiten Eingangswelle (2, 4) angeordnet ist, über zumindest ein Schaltelement (24, 25) wahlweise mit der ersten oder zweiten Eingangswelle (2, 4) verbindbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Fahrzeug, welches als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet ist, wobei die Zahnräder zu auf Eingangswellen und einer Abtriebswelle angeordneten Zahnradgruppen zusammengefasst sind, wobei die Zahnräder der Zahnradgruppen der Eingangswellen mit den Zahnrädern zumindest einer Zahnradgruppe der Abtriebswelle in permanentem Eingriff stehen, und wobei eine erste Eingangswelle über eine erste Schaltkupplung und eine zweite Eingangswelle über eine zweite Schaltkupplung mit einer Antriebswelle einer Antriebsmaschine verbindbar ist, und wobei zwischen der Antriebswelle und der ersten Eingangswelle eine erste Primärübersetzung und zwischen der Antriebswelle und der zweiten Eingangswelle eine zweite Primärübersetzung angeordnet ist.
Aus den Druckschriften DE 515 101 A , US 5 329 828 A und DE 199 11 027 A1 ist jeweils ein als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildetes Getriebe bekannt, wobei die Zahnräder zu Zahnradgruppen zusammengefasst sind, welche auf Eingangswellen und einer Abtriebswelle angeordnet sind. Zwischen einer Antriebswelle und einer Eingangswelle des Getriebes ist eine Primärübersetzung und zwischen der Antriebswelle und einer zweiten Eingangswelle eine zweite Primärübersetzung angeordnet. Die erste Eingangswelle ist über eine erste Schaltkupplung und die zweite Eingangselle über eine zweite Schaltkupplung verbindbar.
Aus der DE 198 07 374 A1 ist ein Doppelkupplungsgetriebe bekannt, wobei die Zahnräder des Getriebes zu Zahnradgruppen zusammengefasst sind, auf welche Schaltelemente einwirken. Die Schaltkupplungen sind dabei an verschiedenen Stirnflächen des Getriebes angeordnet und werden über einen einzigen Primärantrieb angetrieben. Ein Schaltelement zum Umschalten zwischen verschiedenen Gängen ist dabei so ausgebildet, dass es durch die Zahnradgruppen hindurchführbar ist und somit auf alle Zahnräder einer Zahnradgruppe einwirken kann.
Die WO 92/04558 A1 beschreibt ein Doppelkupplungs-Gangwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge, mit zwei gleichzeitig gegensinnig gesteuerten Kupplungen. Eine der höheren Gangstufen ist als Schaltgang mit der einen Kupplung verbunden. Die anderen Gangstufen sind mit der anderen Kupplung verbindbar. Beim Eingriff der ersten Kupplung, die mittels eines eigenen Schaltorgans gesteuert ist, lassen sich die übrigen Gangstufen beliebig einlegen.
Die WO 2005/085674 A1 offenbart ein Doppelkupplungsgetriebe für ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb. Über die Doppelkupplung kann eine Antriebswelle alternativ mit einer von zwei Eingangswellen verbunden werden, wobei jede Eingangswelle mehrere erste Zahnräder aufweist. Auf einer Ausgangswelle sind mehrere zweite Zahnräder angeordnet, welche mit den entsprechenden ersten Zahnrädern der Eingangswellen kämmen. Über das Schaltelement kann jedes zweite Zahnrad mit der Abtriebswelle drehverbunden werden.
Mit den bekannten Schaltgetrieben können kurze Schaltzeiten erreicht werden. Nachteilig ist, dass ein relativ hoher Platz- und Fertigungsaufwand erforderlich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und auf platzsparende Weise bei einem Getriebe der eingangs genannten Art kurze Schaltzeiten zu erreichen. Dabei soll der Fertigungsaufwand verringert werden.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass ein frei drehbar gelagertes mittleres Zahnrad, welches mit einem zugeordneten Zahnrad der Abtriebswelle in permanentem Eingriff steht, und welches achsgleich mit der ersten und zweiten Eingangswelle angeordnet ist, über zumindest ein Schaltelement wahlweise mit der ersten oder zweiten Eingangswelle verbindbar ist.
Diese Bauweise erlaubt es, eine Zahnradstufe bei gleicher Ganganzahl einzusparen. Somit können Bauraum und Komponenten eingespart werden.
In einer einfachen Ausführung ist an beiden Seiten des frei drehbaren Zahnrades jeweils ein Schaltelement angeordnet, wobei durch Verschieben der Schaltelemente eine Drehverbindung zwischen dem frei drehbaren Zahnrad und der ersten oder der zweiten Eingangswelle herstellbar ist.
Eine alternative erfindungsgemäße Lösung der Erfindung, bei der Bauraumbreite eingespart werden kann, sieht vor, dass zwischen zwei auf der Abtriebswelle frei drehbar gelagerten benachbarten Zahnrädern unterschiedlicher Zahnradgruppen ein Schaltelement angeordnet ist, mittels welchem wahlweise die erste Eingangswelle oder die zweite Eingangswelle mit der Abtriebswelle drehverbindbar ist. Dabei kann mit einer sehr kleinen Anzahl an Schaltelementen das Auslangen gefunden werden.
Vorzugsweise weisen erste und zweite Primärübersetzungen unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse auf. Die erste Primärübersetzung mit der ersten Schaltkupplung einerseits und die zweite Primärübersetzung mit der zweiten Schaltkupplung andererseits sind an verschiedenen Stirnseiten des Getriebes angeordnet.
Eine platzsparende Anordnung kann erreicht werden, wenn zumindest eine der beiden Schaltkupplungen achsgleich mit der Antriebswelle angeordnet ist.
Weiters kann vorgesehen sein, dass die erste Schaltkupplung achsgleich mit der ersten Eingangswelle und/oder die zweite Schaltkupplung achsgleich mit der zweiten Eingangswelle angeordnet ist.
In einer sehr schmal bauenden Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass erste und zweite Eingangswelle voneinander beabstandet sind und unterschiedliche Drehachsen aufweisen, wobei vorzugsweise jeweils ein Zahnrad der Zahnradgruppe der ersten Eingangswelle und ein Zahnrad der Zahnradgruppe der zweiten Eingangswelle mit demselben Zahnrad einer auf der Abtriebswelle angeordneten Abtriebszahnradgruppe in permanentem Eingriff steht. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass erste und zweite Eingangswelle achsgleich zueinander angeordnet sind.
In einer besonders schmal bauenden Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die erste und zweite Eingangswellen als achsgleich hintereinander angeordnete Hohlwellen ausgebildet sind, wobei zwischen den beiden Hohlwellen das frei drehbare Zahnrad angeordnet ist, mit welchem eine frei innerhalb der beiden Hohlwellen drehbar gelagerte Innenwelle drehverbunden ist und wobei die Innenwelle wahlweise über ein Schaltelement mit der ersten Eingangswelle oder mit der zweiten Eingangswelle drehverbindbar ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch:

1 ein nicht erfindungsgemäßes Doppelkupplungsgetriebe in einer ersten Ausführungsvariante;
2 ein nicht erfindungsgemäßes Doppelkupplungsgetriebe in einer zweiten Ausführungsvariante;
3 ein nicht erfindungsgemäßes Doppelkupplungsgetriebe in einer dritten Ausführungsvariante;
4 ein nicht erfindungsgemäßes Doppelkupplungsgetriebe in einer vierten Ausführungsvariante in einer Stirnansicht;
5 dieses Doppelkupplungsgetriebe in einer entfalteten Draufsicht, wobei alle Achsen in die Zeichen-Ebene geklappt sind;
6 ein erfindungsgemäßes Doppelkupplungsgetriebe in einer fünften Ausführungsvariante;
7 ein erfindungsgemäßes Doppelkupplungsgetriebe in einer sechsten Ausführungsvariante; und
8 ein erfindungsgemäßes Doppelkupplungsgetriebe in einer siebenten Ausführungsvariante.

Funktionsgleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Das als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildete Getriebe 1 weist eine erste Eingangswelle 2 mit einer ersten Zahnradgruppe 3 und eine zweite Eingangswelle 4 mit einer zweiten Zahnradgruppe 5, sowie eine Abtriebswelle 6 mit korrespondierenden Zahnradgruppen 7, 8 auf, wobei die Zahnräder der ersten Zahnradgruppe 3 mit Zahnrädern der dritten Zahnradgruppe 7 und die Zahnräder der zweiten Zahnradgruppe 5 mit Zahnrädern der vierten Zahnradgruppe 8 im Eingriff stehen. Mit Bezugszeichen 9 ist ein Abtriebsrad bezeichnet. Die erste Eingangswelle 2 kann über die erste Schaltkupplung 10, die zweite Eingangswelle 4 über die zweite Schaltkupplung 12 durch die Antriebswelle 11 der Brennkraftmaschine 15 angetrieben werden. Somit stehen zum Antrieb der Eingangswellen 2, 4 zwei verschiedene Primärtriebe 13, 14 zur Verfügung, wobei die Primärtriebe 13, 14 unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse aufweisen können. Die Gänge sind mit G1, G2, G3, G4, G5, G6 angedeutet.
Bei der in 1 dargestellten Ausführungsvariante ist die erste Schaltkupplung auf der ersten Eingangswelle 2 und die zweite Schaltkupplung 12 auf der zweiten Eingangswelle 4 angeordnet. Alternativ dazu ist es auch möglich, eine oder beide Schaltkupplungen 10, 12 direkt auf der Antriebswelle 11 anzuordnen, wie in den 2 und 3 dargestellt ist. Die 4 und 5 zeigen eine Ausführungsvariante eines Getriebes 1, bei der die erste und die zweite Eingangswelle 2, 4 nicht auf der gleichen Drehachse 2a - wie in 1 bis 3 vorgesehen - sondern versetzt zueinander angeordnet sind. Dabei wirken die Zahnräder der ersten Zahnradgruppe 3 und die Zahnräder der zweiten Zahnradgruppe 5 auf dieselben auf der Abtriebswelle 6 eingeordneten Zahnräder der Abtriebszahnradgruppe 16 ein. Zwischen jeweils zwei Zahnrädern der ersten Zahnradgruppe 3 und der zweiten Zahnradgruppe 5 sind auf der ersten Eingangswelle 2, bzw. der zweiten Eingangswelle 4 jeweils Schaltelemente 17, 18 angeordnet. Diese Bauweise erlaubt es, Bauteile einzusparen und das Doppelkupplungsgetriebe sehr schmal auszuführen. Die Schaltkupplungen 10, 12 können auf der Seite der Eingangswellen 2, 4 oder aber auch auf der Seite der Antriebswelle 11 angeordnet sein.
6 zeigt eine Ausführungsvariante mit auf einer Drehachse 2a angeordneten ersten und zweiten Eingangswellen 2, 4. Zum Umschalten zwischen zwei Gängen sind zwischen jeweils zwei Zahnrädern auf der Abtriebswelle 6 der dritten Zahnradgruppe 7 und der vierten Zahnradgruppe 8 Schaltelemente 17, 18 angeordnet. Das besondere an dieser Ausführungsvariante ist, dass ein weiteres Schaltelement 19 zwischen den auf der Abtriebswelle 6 benachbart angeordneten inneren Zahnrädern 20, 21 der dritten Zahnradgruppe 7 und der vierten Zahnradgruppe 8 vorgesehen ist. Das innere Schaltelement 19 kann somit zum Schalten beispielsweise zwischen dem dritten und dem sechsten Gang G3, G6 verwendet werden.
Die 7 und 8 zeigen Ausführungsvarianten, bei denen zwischen der ersten und der zweiten Zahnradgruppe 3, 5 achsgleich mit der ersten und zweiten Eingangswelle 2, 4 ein frei drehendes mittleres Zahnrad 22 angeordnet ist, welches mit einem korrespondierenden Zahnrad 23 auf der Abtriebswelle 6 in permanentem Eingriff steht. Beidseits des Zahnrades 22 sind in 7 Schaltelemente 24, 25 angeordnet, über welche das mittlere Zahnrad 22 mit der ersten Eingangswelle 2 oder mit der zweiten Eingangswelle 4 drehverbunden werden kann. Unter der Voraussetzung, dass die Primärtriebe 10, 12 unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse aufweisen, können mittels der Schaltelemente 24, 25 die Gänge G5 und G6 geschaltet werden. Der Vorteil dieser Ausführung ist, dass - verglichen mit herkömmlichen 6-Gang-Getrieben - eine Zahnradstufe eingespart werden kann. Weiters ist eine schmälere Bauweise des Doppelkupplungsgetriebes möglich.
8 unterscheidet sich von der in 7 gezeigten Ausführungsvariante dadurch, dass die erste und die zweite Eingangswelle 2, 3 als Hohlwellen ausgebildet sind, wobei innerhalb der Hohlwellen eine Innenwelle 27 frei drehbar gelagert ist, wobei die Innenwelle 27 mit dem mittleren Zahnrad 22 drehverbunden ist, und wobei die Drehverbindung über eine axial verschiebbare Welle-Nabe-Verbindung 26 erfolgt. Die Innenwelle 27 kann über ein als Schiebemuffe ausgebildetes Schaltelement 28 axial zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung verschoben werden, wobei das Schaltelement 28 mit der ersten Eingangswelle 2 umläuft und auf dieser axial verschiebbar ist. Die axiale Bewegung des Schaltelementes 28 wird direkt auf die Innenwelle 27 übertragen, welche - je nach Bewegungsrichtung - über eine Welle-Nabe-Verbindung 29, 30 mit der ersten, bzw. zweiten Eingangswelle 2, 4 drehverbunden wird und somit die erste Eingangswelle 2 oder die zweite Eingangswelle 4 mit dem mittleren Zahnrad 22 verbindet. Dadurch können in Kombination mit unterschiedlich übersetzten Primärtrieben 13, 14 unterschiedliche Übersetzungen gemäß den Getriebestufen G5, G6 realisiert werden. In dem in 8 gezeigten Ausführungsbeispiel sind auch die Schaltelemente 17, 18 zum Umschalten von Getriebestufen G1, G3, bzw. G2, G4 auf der Seite der ersten, bzw. zweiten Eingangswelle 2, 4 angeordnet. Die Bezugszeichen 31, 32 bezeichnen Gleit- oder Wälzlager zur Lagerung der inneren Welle 27, bzw. zur Lagerung der ersten und zweiten Eingangswellen 2, 4.
Im Vergleich zu der in 7 dargestellten Ausführung hat die Ausführung gemäß 8 den Vorteil, dass ein Schaltelement eingespart werden kann und somit eine noch kompaktere Bauweise des Doppelkupplungsgetriebes realisiert werden kann.

Claims

Getriebe (1) für ein Fahrzeug, welches als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet ist, wobei die Zahnräder zu auf Eingangswellen (2, 4) und einer Abtriebswelle (6) angeordneten Zahnradgruppen (3, 5) zusammengefasst sind, wobei die Zahnräder der Zahnradgruppen (3, 5) der Eingangswellen (2, 4) mit den Zahnrädern zumindest einer Zahnradgruppe (7, 8, 16) der Abtriebswelle (6) in permanentem Eingriff stehen, und wobei eine erste Eingangswelle (2) über eine erste Schaltkupplung (10) und eine zweite Eingangswelle (4) über eine zweite Schaltkupplung (12) mit einer Antriebswelle (11) einer Antriebsmaschine verbindbar ist, und wobei zwischen der Antriebswelle (11) und der ersten Eingangswelle (2) eine erste Primärübersetzung (13) und zwischen der Antriebswelle (11) und der zweiten Eingangswelle (4) eine zweite Primärübersetzung (14) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein frei drehbar gelagertes mittleres Zahnrad (22), welches mit einem zugeordneten Zahnrad der Abtriebswelle (6) in permanentem Eingriff steht, und welches achsgleich mit der ersten und zweiten Eingangswelle (2, 4) angeordnet ist, über zumindest ein Schaltelement (24, 25) wahlweise mit der ersten oder zweiten Eingangswelle (2, 4) verbindbar ist.
Getriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Seiten des frei drehbaren mittleren Zahnrades (22) jeweils ein Schaltelement (24, 25) angeordnet ist, wobei durch Verschieben jeweils eines der beiden Schaltelemente (24, 25) eine Drehverbindung zwischen dem frei drehbaren mittleren Zahnrad (22) und der ersten oder zweiten Eingangswelle (2, 4) herstellbar ist.
Getriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Eingangswelle (2, 4) als achsgleich hintereinander angeordnete Hohlwellen ausgebildet sind, wobei zwischen den beiden Hohlwellen das frei drehbare mittlere Zahnrad (22) angeordnet ist, mit welchem eine frei innerhalb der beiden Hohlwellen drehbar gelagerte Innenwelle (27) drehverbunden ist und wobei die Innenwelle (27) wahlweise über ein Schaltelement (28) mit der ersten Eingangswelle (2) oder mit der zweiten Eingangswelle (4) drehverbindbar ist.
Getriebe (1) für ein Fahrzeug, welches als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet ist, wobei die Zahnräder zu auf Eingangswellen (2, 4) und einer Abtriebswelle (6) angeordneten Zahnradgruppen (3, 5) zusammengefasst sind, wobei die Zahnräder der Zahnradgruppen (3, 5) der Eingangswellen (2, 4) mit den Zahnrädern zumindest einer Zahnradgruppe (7, 8, 16) der Abtriebswelle (6) in permanentem Eingriff stehen, und wobei eine erste Eingangswelle (2) über eine erste Schaltkupplung (10) und eine zweite Eingangswelle (4) über eine zweite Schaltkupplung (12) mit einer Antriebswelle (11) einer Antriebsmaschine verbindbar ist, und wobei zwischen der Antriebswelle (11) und der ersten Eingangswelle (2) eine erste Primärübersetzung (13) und zwischen der Antriebswelle (11) und der zweiten Eingangswelle (4) eine zweite Primärübersetzung (14) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei auf der Abtriebswelle (6) frei drehbar gelagerten benachbarten Zahnrädern (20, 21) unterschiedlicher Zahnradgruppen (7, 8) ein Schaltelement (19) angeordnet ist, mittels welchem wahlweise die erste Eingangswelle oder die zweite Eingangswelle (2) mit der Abtriebswelle (6) drehverbindbar ist.
Getriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass erste und zweite Primärübersetzungen (13, 14) unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse aufweisen.
Getriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der beiden Schaltkupplungen (10, 12) achsgleich mit der Antriebswelle (11) angeordnet ist.
Getriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltkupplung (10) achsgleich mit der ersten Eingangswelle (2) oder die zweite Schaltkupplung (12) achsgleich mit der zweiten Eingangswelle (4) angeordnet ist.
Getriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltkupplung (10) achsgleich mit der ersten Eingangswelle (2) und die zweite Schaltkupplung (12) achsgleich mit der zweiten Eingangswelle (4) angeordnet ist.
Getriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Primärübersetzung (13) mit der ersten Schaltkupplung (10) einerseits und die zweite Primärübersetzung (14) mit der zweiten Schaltkupplung (12) andererseits an verschiedenen Stirnseiten des Getriebes (1) angeordnet sind.
Getriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass erste und zweite Eingangswelle (2, 4) achsgleich zueinander angeordnet sind.
Getriebe (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass erste und zweite Eingangswelle (2, 4) voneinander beabstandet sind und unterschiedliche Drehachsen (2a, 4a) aufweisen.
Getriebe (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Zahnrad der Zahnradgruppe (3) der ersten Eingangswelle (2) und ein Zahnrad der Zahnradgruppe (5) der zweiten Eingangswelle (4) mit demselben Zahnrad einer auf der Abtriebswelle (7) angeordneten Abtriebszahnradgruppe (16) in permanentem Eingriff steht.