DE102010023824B4

DE102010023824B4 - Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe mit vier Drehachsen

Info

Publication number: DE102010023824B4
Application number: DE102010023824.4A
Authority: DE
Inventors: Tejinder Singh; Patrick S. Portell; Henryk Sowul
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-06-18
Filing date: 2010-06-15
Publication date: 2017-01-05
Anticipated expiration: 2030-06-16
Also published as: CN101929529B; US20100319473A1; DE102010023824A1; CN101929529A; US8505401B2

Abstract

Getriebe (10), umfassend: ein Getriebegehäuse (18); eine Doppelkupplungsanordnung (32), die ein Kupplungsgehäuse (34) aufweist, das mit einem Maschinenausgangselement (12) verbindbar ist, wobei das Kupplungsgehäuse (34) in dem Getriebegehäuse (18) drehbar gelagert ist; einen ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Zahnradsatz (40, 50, 60, 70, 80), wobei der erste Zahnradsatz (40) ein erstes Zahnrad (42) in Kämmung mit einem zweiten Zahnrad (44) und ein Rückwärtszahnrad (46) in Kämmung mit dem zweiten Zahnrad (44) umfasst, der zweite Zahnradsatz (50) ein erstes Zahnrad (52) in Kämmung mit einem zweiten Zahnrad (54) und einem dritten Zahnrad (56) umfasst, der dritte Zahnradsatz (60) ein erstes Zahnrad (62) in Kämmung mit einem zweiten Zahnrad (64) und einem dritten Zahnrad (66) umfasst, der vierte Zahnradsatz (70) ein erstes Zahnrad (72) in Kämmung mit einem zweiten Zahnrad (74) umfasst, der fünfte Zahnradsatz (80) ein erstes Zahnrad (82) in Kämmung mit einem zweiten Zahnrad (84) umfasst; ein erstes Getriebeeingangselement (22), das in dem Getriebegehäuse (18) drehbar gelagert ist, und wobei jedes der ersten Zahnräder (62, 72, 82) des dritten, vierten und fünften Zahnradsatzes (60, 70, 80) drehfest zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Getriebeeingangselement (22) verbunden ist; ein zweites Getriebeeingangselement (24), das in dem Getriebegehäuse (18) drehbar gelagert ist, wobei jedes der ersten Zahnräder (42, 52) des ersten und zweiten Zahnradsatzes (40, 50) drehfest zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Getriebeeingangselement (24) verbunden ist, und wobei das zweite Getriebeeingangselement (24) konzentrisch mit dem ersten Getriebeeingangselement (22) ist und das erste Getriebeeingangselement (22) zumindest teilweise umgibt; eine erste Vorgelegewelle (26), die in dem Getriebegehäuse (18) drehbar gelagert ist und von dem ersten und zweiten ...

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft Getriebe und insbesondere ein kompaktes Doppelkupplungs-Mehrganggetriebe, das vier Achsen aufweist, um sieben oder mehr Gänge herzustellen.
Die Aussagen in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformation, die mit der vorliegenden Offenbarung in Beziehung steht, und brauchen keinen Stand der Technik zu bilden.
Ein typisches Mehrganggetriebe mit Vorgelegewellen und koplanaren Zahnradsätzen benutzt Vorgelegewellenzahnräder mit einem unterschiedlichen, dedizierten Zahnradpaar oder -satz, um jeden Vorwärtsgang zu erreichen. Dementsprechend beträgt die bei dieser typischen Konstruktion erforderliche Gesamtzahl von Zahnrädern das Zweifache der Zahl von Vorwärtsgängen plus drei für Rückwärts. Dies benötigt eine große Zahl von erforderlichen Zahnradpaaren, insbesondere bei Getrieben, die eine relativ große Zahl von Vorwärtsgängen aufweisen.
DE 11 2004 000 109 T5 offenbart ein Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Eingangswellen, zwei Vorgelegewellen, vier doppelt wirkenden Schaltkupplungen auf den Vorgelegewellen und einer Nebenwelle für sieben Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang, wobei fest mit der Nebenwelle verbundene Zahnräder zur Herstellung eines Rückwärtsgangs diesen.
Obgleich gegenwärtige Getriebe ihren vorgesehenen Zweck erfüllen, ist der Bedarf für neue und verbesserte Getriebekonfigurationen, die ein verbessertes Leistungsvermögen, insbesondere von den Standpunkten des Wirkungsgrades, des Ansprechvermögens und des ruhigen Betriebes aus, sowie einen verbesserten Bauraum, primär reduzierte Größe und reduziertes Gewicht, zeigen, im Wesentlichen konstant.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Getriebe zur Verfügung zu stellen, das einen verbesserten Bauraum aufweist, während es gewünschte Übersetzungsverhältnisse und Drehmomentbereiche bereitstellt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches eins und des Anspruches zehn gelöst.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:
1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Siebenganggetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung.
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Mehrganggetriebe allgemein durch Bezugszeichen 10 angegeben. Das Getriebe 10 ist mit einem Eingangselement 12 verbindbar und umfasst ein Ausgangselement oder Ausgangszahnrad 14. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Eingangselement 12 eine Welle und das Ausgangselement 14 ist ein Zahnrad, jedoch werden Fachleute feststellen, dass das Eingangselement 12 andere Bauteile als Wellen sein kann und das Ausgangselement 14 ein anderes Bauteil als ein Zahnrad sein kann, wie etwa eine Welle.
Das Eingangselement 12 ist ständig mit einer Maschine oder einem Maschinenschwungrad (die bzw. das nicht gezeigt ist) oder einem anderen Drehmoment erzeugenden Aggregat verbunden, um ein Antriebsdrehmoment an das Eingangselement 12 zu liefern. Das Ausgangselement oder Ausgangszahnrad 14 treibt eine Achsantriebs- oder Differenzialanordnung 16 drehbar an. Die Anordnung 16 überträgt Drehmoment, das von Ausgangselement 14 abgegeben wird, schließlich auf ein Paar Straßenräder (die nicht gezeigt sind).
Das Getriebe 10 umfasst ein Gehäuse 18, das eine Zahnradanordnung 20 zumindest teilweise umschließt. Die Zahnradanordnung 20 umfasst verschiedene Wellen oder Wellenelemente, koplanare kämmende Zahnradsätze, eine Doppelkupplungsanordnung und selektiv einrückbare Synchroneinrichtungen, wie es hierin beschrieben wird. Zum Beispiel umfasst die Zahnradanordnung 20 eine erste Getriebeeingangswelle oder ein erstes Getriebeeingangswellenelement 22, eine zweite Getriebeeingangswelle oder ein zweites Getriebeeingangswellenelement 24, eine erste Vorgelegewelle 26, eine zweite Vorgelegewelle 28 und eine Rückwärtswelle 30. Die zweite Getriebeeingangswelle oder das zweite Getriebeeingangswellenelement 24 ist eine Hülsen- oder (Hohl-)welle, die konzentrisch mit der ersten Getriebeeingangswelle oder dem ersten Getriebeeingangswellenelement 22 ist und über dieser liegt. Die erste Vorgelegewelle 26, die zweite Vorgelegewelle 28 und die Rückwärtswelle 30 sind jeweils von dem ersten und zweiten Getriebeeingangswellenelement 22, 24 beabstandet und liegen parallel zu diesen. Die erste und zweite Getriebeeingangswelle 22, 24 definieren eine erste Drehachse, die erste Vorgelegewelle 26 definiert eine zweite Drehachse, die zweite Vorgelegewelle 28 definiert eine dritte Drehachse, und die Rückwärtswelle 30 definiert eine vierte Drehachse.
Eine Doppelkupplungsanordnung 32 ist zwischen das Eingangselement 12 und das erste und zweite Getriebeeingangswellenelement 22, 24 schaltbar. Die Doppelkupplungsanordnung 32 umfasst ein Kupplungsgehäuse 34, das zur gemeinsamen Rotation mit dem Eingangselement 12 verbindbar ist. Ferner weist die Doppelkupplungsanordnung 32 ein erstes und zweites Kupplungselement oder Naben 36 und 38 auf. Die Kupplungselemente 36 und 38 sind zusammen mit dem Kupplungsgehäuse 34 ausgestaltet, um eine Reibkupplung zu bilden, die in der Technik als Doppelkupplung bekannt ist. Genauer sind an den Kupplungselementen 36, 38 und dem Kupplungsgehäuse 34 Reibplatten montiert oder auf andere Weise damit gekoppelt, die Wechselwirken, um eine Reibkupplung zu bilden. Das Kupplungselement 36 ist zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Getriebeeingangswelle oder dem ersten Getriebeeingangswellenelement 22 verbunden, und das Kupplungselement 38 ist zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Getriebeeingangswelle oder dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 24 verbunden. Somit verbindet die selektive Einrückung des Kupplungselements 36 mit dem Kupplungsgehäuse 34 das Eingangselement 12 zur gemeinsamen Rotation mit den ersten Getriebeeingangswellenelement 22. Die selektive Einrückung des Kupplungselements 38 mit dem Kupplungsgehäuse 34 verbindet das Eingangselement 12 zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 24.
Die Zahnradanordnung 20 umfasst auch mehrere koplanare kämmende Zahnradsätze 40, 50, 60, 70 und 80. Die vorliegende Erfindung zieht in Betracht, dass die mehreren koplanaren, kämmenden Zahnradsätze 40, 50, 60, 70 und 80 axial entlang der Getriebeeingangswellen 22, 24 in einer anderen Reihenfolge angeordnet sein können als die, die in 1 gezeigt ist, und dennoch im Schutzumfang der Erfindung liegen. Der koplanare Zahnradsatz 40 umfasst Zahnrad 42, Zahnrad 44 und Rückwärtszahnrad 46. Zahnrad 42 ist drehfest und zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 24 verbunden. Zahnrad 44 ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Vorgelegewellenelement 26 verbindbar und kämmt mit Zahnrad 42. Rückwärtszahnrad 46 kämmt mit Zahnrad 44 und ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der Rückwärtswelle 30 verbindbar. Es ist festzustellen, dass das Zahnrad 42 eine separate Zahnradstruktur sein kann, die an dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 24 befestigt ist, oder Zahnradzähne/Kerbverzahnungen, die an einer Außenfläche des zweiten Getriebeeingangswellenelements 24 gebildet sind, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zahnradsatz 40 ist nahe bei einer Wand 48 des Getriebegehäuses 18 angeordnet, d. h. an einer Front oder Seite des Getriebes 10 nahe bei der Doppelkupplungsanordnung 32.
Der koplanare Zahnradsatz 50 umfasst Zahnrad 52, Zahnrad 54 und Zahnrad 56. Zahnrad 52 ist drehfest und zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 24 verbunden und kämmt mit Zahnrad 54 und Zahnrad 56. Zahnrad 54 ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Vorgelegewellenelement 28 verbindbar. Zahnrad 56 ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Vorgelegewellenelement 26 verbindbar. Zahnradsatz 50 ist benachbart zu Zahnradsatz 40 angeordnet.
Der koplanare Zahnradsatz 60 umfasst Zahnrad 62, Zahnrad 64 und Zahnrad 66. Zahnrad 62 ist drehfest und zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Getriebeeingangswellenelement 22 verbunden und kämmt mit Zahnrad 64 und Zahnrad 66. Zahnrad 64 ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Vorgelegewellenelement 28 verbindbar. Zahnrad 66 ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Vorgelegewellenelement 26 verbindbar. Zahnradsatz 60 ist benachbart zu Zahnradsatz 50 angeordnet.
Der koplanare Zahnradsatz 70 umfasst Zahnrad 72 und Zahnrad 74. Zahnrad 72 ist drehfest und zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Getriebeeingangswellenelement 22 verbunden und kämmt mit Zahnrad 74. Zahnrad 74 ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Vorgelegewellenelement 26 verbindbar. Zahnradsatz 70 ist benachbart zu Zahnradsatz 60 angeordnet.
Der koplanare Zahnradsatz 80 umfasst Zahnrad 82 und Zahnrad 84. Zahnrad 82 ist drehfest und zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Getriebeeingangswellenelement 22 verbunden und kämmt mit Zahnrad 84. Zahnrad 84 ist selektiv zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Vorgelegewellenelement 28 verbindbar. Zahnradsatz 80 ist zwischen Zahnradsatz 70 und einer Endwand 88 des Getriebegehäuses 18 angeordnet.
Ferner ist ein erstes Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 100 drehfest und zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Vorgelegewellenelement 26 verbunden. Ein zweites Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 110 ist drehfest und zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Vorgelegewellenelement 28 verbunden. Ein Rückwärtswellen-Übertragungszahnrad 111 ist drehfest und zur gemeinsamen Rotation mit der Rückwärtswelle 30 verbunden. Das erste Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 100, das zweite Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 110 und das Rückwärtswellen-Übertragungszahnrad 111 sind jeweils ausgestaltet, um mit Ausgangselement 14 zu kämmen. Jedoch kämmen das erste Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 100, das zweite Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 110 und das Rückwärtswellen-Übertragungszahnrad 111 nicht miteinander. Das erste Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 100 ist zwischen Zahnrad 44 und Endwand 48 des Getriebegehäuses 18 angeordnet. Das zweite Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 110 ist zwischen Zahnrad 54 und Endwand 48 des Getriebegehäuses 18 angeordnet. Das Rückwärtswellen-Übertragungszahnrad 111 ist zwischen dem Rückwärtszahnrad 46 und der Endwand 48 des Getriebegehäuses 18 angeordnet. Das Ausgangselement 14 ist koplanar mit dem ersten und zweiten Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 100, 110 und dem Rückwärtswellen-Übertragungszahnrad 111.
Es ist ein Parkzahnrad 112 vorgesehen, um das Getriebe 10 in einen Parkmodus zu versetzen, der eine Rotation des Ausgangselements 14 verhindert. Das Parkzahnrad 112 ist drehfest und zur gemeinsamen Rotation mit der Rückwärtswelle 30 verbunden. Wenn der Parkmodus aktiviert ist, ist das Parkzahnrad 112 drehfest verbunden, wobei eine Rotation der Rückwärtswelle 30 und des Übertragungszahnrads 111 verhindert wird, welches somit verhindert, dass das Ausgangszahnrad 14 rotiert. Alternativ zieht die vorliegende Erfindung in Betracht, das Parkzahnrad 112 fest auf der ersten oder zweiten Vorgelegewelle 26, 28 anzuordnen, um die Parkmodusfunktion zu erreichen. Außerdem kann die axiale Lage des Parkzahnrads 112 längs der Rückwärtswelle 30 gemäß dem verfügbaren Bauraum verändert werden.
Das Getriebe 10 umfasst ferner mehrere selektiv einrückbare Synchronanordnungen 150, 152, 154, 156 und 158. Die Synchroneinrichtungen 152, 154 und 156 sind doppelseitige Synchroneinrichtungen und umfassen im Allgemeinen eine Schaltgabel (die nicht gezeigt ist), die von einem Aktuator (der nicht gezeigt ist) bidirektional in zumindest zwei eingerückte Positionen und eine neutrale oder ausgerückte Position umgesetzt wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Synchroneinrichtung 152 selektiv betätigbar, um Zahnrad 44 zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Vorgelegewellenelement 26 zu verbinden, und Synchroneinrichtung 152 ist selektiv betätigbar, um Zahnrad 56 zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Vorgelegewellenelement 26 zu verbinden. Synchroneinrichtung 154 ist selektiv betätigbar, um Zahnrad 64 zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 28 zu verbinden, und ist selektiv betätigbar, um Zahnrad 84 zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 28 zu verbinden. Synchroneinrichtung 156 ist selektiv betätigbar, um Zahnrad 66 zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Vorgelegewellenelement 26 zu verbinden, und ist selektiv betätigbar, um Zahnrad 74 zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Vorgelegewellenelement 26 zu verbinden.
Die Synchroneinrichtungen 150 und 158 sind einseitige Synchroneinrichtungen, die im Allgemeinen eine Schaltgabel (die nicht gezeigt ist) umfassen, die von einem Aktuator (der nicht gezeigt ist) bidirektional in entweder eine eingerückte Position oder eine neutrale oder ausgerückte Position umgesetzt wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist Synchroneinrichtung 150 selektiv betätigbar, um Zahnrad 54 zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle 28 zu verbinden. Synchroneinrichtung 158 ist selektiv betätigbar, um Rückwärtszahnrad 46 zur gemeinsamen Rotation mit der Rückwärtswelle 30 zu verbinden.
Das Getriebe 10 ist in der Lage, Drehmoment von der Eingangswelle 12 auf das Ausgangszahnradelement 14 in zumindest sieben Vorwärtsdrehmomentverhältnissen und zumindest einem Rückwärtsdrehmomentverhältnis zu übertragen. Ein jedes von den Vorwärtsdrehmomentverhältnissen und dem Rückwärtsdrehmomentverhältnis wird durch selektive Einrückung der Doppelkupplungsanordnung 32 und einer oder mehrerer der Synchronanordnungen 150, 152, 154, 156 und 158 erzielt. Fachleute werden leicht verstehen, dass jedem Drehmomentverhältnis ein unterschiedliches Drehzahlverhältnis oder unterschiedlicher Gang zugeordnet ist.
Es ist festzustellen, dass jeder einzelne Zahnradsatz 40, 50, 60, 70 und 80 und das Rückwärtszahnrad 90 bei selektiver Einrückung der Synchronanordnungen 150, 152, 154, 156 und 158 ein oder mehrere Vorwärts- und/oder Rückwärtsübersetzungsverhältnisse bereitstellt. Es ist auch festzustellen, dass ein besonderer Vorwärts- oder Rückwärtsgang durch unterschiedliche Synchroneinrichtungskombinationen und zugehörige Zahnradsätze oder Zahnräder erreicht werden kann, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Um zum Beispiel das Rückwärtsdrehmomentverhältnis herzustellen, wird Kupplungselement 38 eingerückt und Synchroneinrichtung 158 wird aktiviert. Kupplungselement 38 koppelt das Eingangselement 12 mit dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 24. Synchroneinrichtung 158 verbindet Rückwärtszahnrad 46 mit der Rückwärtswelle 30. Genauer wird Eingangsdrehmoment von der Eingangswelle 12 durch die Doppelkupplungsanordnung 32 auf das zweite Getriebeeingangswellenelement 24, durch Zahnrad 42 auf Zahnrad 44, durch Zahnrad 44 auf Rückwärtszahnrad 46, von Rückwärtszahnrad 46 auf die Rückwärtswelle 30, durch Synchroneinrichtung 158 auf Rückwärts-Übertragungszahnrad 111 und von Rückwärts-Übertragungszahnrad 111 auf das Ausgangselement 14 übertragen.
Um ein erstes Vorwärtsdrehmomentverhältnis (d. h. einen 1. Gang) herzustellen, wird Kupplungselement 36 eingerückt und Synchroneinrichtung 156 wird aktiviert. Kupplungselement 36 koppelt das Eingangselement 12 mit dem ersten Getriebeeingangswellenelement 22. Synchroneinrichtung 156 koppelt Zahnrad 74 mit dem ersten Vorgelegewellenelement 26. Eingangsdrehmoment von dem Eingangselement 12 wird durch die Doppelkupplungsanordnung 32 auf das erste Getriebeeingangswellenelement 22 zum Zahnrad 72 übertragen. Zahnrad 72 überträgt Drehmoment auf Zahnrad 74, das das Drehmoment auf das erste Vorgelegewellenelement 26 durch Synchroneinrichtung 156 und auf das erste Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 100 und dann von dem ersten Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 100 auf das Ausgangselement 14 überträgt.
Um ein zweites Vorwärtsdrehmomentverhältnis (d. h. einen 2. Gang) herzustellen, wird Kupplungselement 38 eingerückt und Synchroneinrichtung 152 wird aktiviert. Kupplungselement 38 koppelt das Eingangselement 12 mit dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 24, das Zahnrad 42 rotiert. Synchroneinrichtung 152 koppelt Zahnrad 44 mit dem ersten Vorgelegewellenelement 26. Dementsprechend wird Eingangsdrehmoment von dem Eingangselement 12 durch die Doppelkupplungsanordnung 32 auf das zweite Getriebeeingangswellenelement 24, durch Zahnrad 42 auf Zahnrad 44, von Zahnrad 44 auf Synchroneinrichtung 152, von Synchroneinrichtung 152 auf das erste Vorgelegewellenelement 26 und von dem ersten Vorgelegewellenelement 26 auf das erste Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 100 und das Ausgangselement 14 übertragen.
Um ein drittes Vorwärtsdrehmomentverhältnis (d. h. einen 3. Gang) herzustellen, wird Kupplungselement 36 eingerückt und Synchroneinrichtung 156 wird aktiviert. Kupplungselement 36 koppelt das Eingangselement 12 mit dem ersten Getriebeeingangswellenelement 22, das Zahnrad 62 rotiert. Synchroneinrichtung 156 koppelt Zahnrad 66 mit dem ersten Vorgelegewellenelement 26. Somit wird Eingangsdrehmoment von dem Eingangselement 12 durch die Doppelkupplungsanordnung 32 auf das erste Getriebeeingangswellenelement 22, durch Zahnrad 62 auf Zahnrad 66, durch Zahnrad 66 auf Synchroneinrichtung 156, von Synchroneinrichtung 156 auf das erste Vorgelegewellenelement 26, von dem ersten Vorgelegewellenelement 26 auf das erste Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 100 und dann von dem ersten Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 100 auf das Ausgangselement 14 übertragen.
Um ein viertes Vorwärtsdrehmomentverhältnis (d. h. einen 4. Gang) herzustellen, wird Kupplungselement 38 eingerückt und Synchroneinrichtung 152 wird aktiviert. Kupplungselement 38 koppelt das Eingangselement 12 mit dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 24, das Zahnrad 52 rotiert. Synchroneinrichtung 152 koppelt Zahnrad 56 mit dem ersten Vorgelegewellenelement 26. Somit wird Eingangsdrehmoment von dem Eingangselement 12 durch die Doppelkupplungsanordnung 32 auf das zweite Getriebeeingangswellenelement 24 zu Zahnrad 52, dann von Zahnrad 52 auf Zahnrad 56, von Zahnrad 54 auf Synchroneinrichtung 152, von Synchroneinrichtung 152 auf das erste Vorgelegewellenelement 26, von dem ersten Vorgelegewellenelement 26 auf das erste Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 100 und dann von dem ersten Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 100 auf das Ausgangselement 14 übertragen.
Um ein fünftes Vorwärtsdrehmomentverhältnis (d. h. einen 5. Gang) herzustellen, wird Kupplungselement 36 eingerückt und Synchroneinrichtung 154 wird aktiviert. Kupplungselement 36 koppelt das Eingangselement 12 mit dem ersten Getriebeeingangswellenelement 22, das Zahnrad 62 rotiert. Synchroneinrichtung 154 koppelt Zahnrad 64 mit dem zweiten Vorgelegewellenelement 28. Eingangsdrehmoment von dem Eingangselement 12 wird durch die Doppelkupplungsanordnung 32 auf das erste Getriebeeingangswellenelement 22, von dem ersten Getriebeeingangswellenelement 22 auf Zahnrad 62, von Zahnrad 62 auf Zahnrad 64, von Zahnrad 64 auf das zweite Vorgelegewellenelement 28 durch Synchroneinrichtung 154, auf das zweite Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 110 und von dem zweiten Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 110 auf das Ausgangselement 14 übertragen.
Um ein sechstes Vorwärtsdrehmomentverhältnis (d. h. einen 6. Gang) herzustellen, wird Kupplungselement 38 eingerückt und Synchroneinrichtung 150 wird aktiviert. Kupplungselement 38 koppelt das Eingangselement 12 mit dem zweiten Getriebeeingangswellenelement 24, das Zahnrad 52 rotiert. Synchroneinrichtung 150 koppelt Zahnrad 54 mit dem zweiten Vorgelegewellenelement 28. Somit wird Eingangsdrehmoment von dem Eingangselement 12 durch die Doppelkupplungsanordnung 32 auf das zweite Getriebeeingangswellenelement 24 zu Zahnrad 52, dann von Zahnrad 52 auf Zahnrad 54, von Zahnrad 54 auf Synchroneinrichtung 150, von Synchroneinrichtung 150 auf das zweite Vorgelegewellenelement 28, von dem zweiten Vorgelegewellenelement 28 auf das zweite Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 110 und dann von dem zweiten Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 110 auf das Ausgangselement 14 übertragen.
Um ein siebtes Vorwärtsdrehmomentverhältnis (d. h. einen 7. Gang) herzustellen, wird Kupplungselement 36 eingerückt und Synchroneinrichtung 154 wird aktiviert. Kupplungselement 36 koppelt das Eingangselement 12 mit dem ersten Getriebeeingangswellenelement 22, das Zahnrad 82 rotiert. Synchroneinrichtung 154 koppelt Zahnrad 84 mit dem zweiten Vorgelegewellenelement 28. Eingangsdrehmoment von dem Eingangselement 12 wird durch die Doppelkupplungsanordnung 32 auf das erste Getriebeeingangswellenelement 22, von dem ersten Getriebeeingangswellenelement 22 auf Zahnrad 82, von Zahnrad 82 auf Zahnrad 84, von Zahnrad 84 auf das zweite Vorgelegewellenelement 28 durch Synchroneinrichtung 154, auf das zweite Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 110 und von dem zweiten Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad 110 auf das Ausgangselement 14 übertragen.
Wieder ist festzustellen, dass jeder der Zahnradsätze der Zahnradsätze 40, 50, 60, 70 und 80 und Rückwärtszahnrad 46 gewechselt werden kann, um ein bestimmtes Vorwärts- und Rückwärtsdrehmomentverhältnis zu erzeugen, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die vorliegende Erfindung zieht in Betracht, dass eine Vielfalt von Drehmomentverhältnissen (d. h. das Verhältnis von Drehmoment des Ausgangselements 14 zu dem des Eingangselements 12) und Übersetzungsverhältnisstufen durch die Auswahl von Zähnezahlen der Zahnräder des Getriebes 10 erreichbar ist. Die vorliegende Erfindung hat viele Vorteile und Vorzüge gegenüber dem Stand der Technik. Zum Beispiel wird jede der Doppel-Synchronanordnungen 152, 154, 156 durch eine Gabel und eine Schienenanordnung angetrieben. Außerdem wird jede der Einzel-Synchronanordnungen 150, 158 durch zwei Gabeln an der gleichen Schienenanordnung angetrieben. Somit gibt es vier Schienen, um alle fünf Synchroneinrichtungen anzutreiben. Darüber hinaus können die Vorgelegewellen 26, 28 ihre Lagen tauschen. Somit wird ein Getriebe mit einer vereinfachteren Betätigung und einem vereinfachteren Steuersystem, reduzierter Masse und Kosten und verbessertem Bauraum erreicht.

Claims

Getriebe (10), umfassend: ein Getriebegehäuse (18); eine Doppelkupplungsanordnung (32), die ein Kupplungsgehäuse (34) aufweist, das mit einem Maschinenausgangselement (12) verbindbar ist, wobei das Kupplungsgehäuse (34) in dem Getriebegehäuse (18) drehbar gelagert ist; einen ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Zahnradsatz (40, 50, 60, 70, 80), wobei der erste Zahnradsatz (40) ein erstes Zahnrad (42) in Kämmung mit einem zweiten Zahnrad (44) und ein Rückwärtszahnrad (46) in Kämmung mit dem zweiten Zahnrad (44) umfasst, der zweite Zahnradsatz (50) ein erstes Zahnrad (52) in Kämmung mit einem zweiten Zahnrad (54) und einem dritten Zahnrad (56) umfasst, der dritte Zahnradsatz (60) ein erstes Zahnrad (62) in Kämmung mit einem zweiten Zahnrad (64) und einem dritten Zahnrad (66) umfasst, der vierte Zahnradsatz (70) ein erstes Zahnrad (72) in Kämmung mit einem zweiten Zahnrad (74) umfasst, der fünfte Zahnradsatz (80) ein erstes Zahnrad (82) in Kämmung mit einem zweiten Zahnrad (84) umfasst; ein erstes Getriebeeingangselement (22), das in dem Getriebegehäuse (18) drehbar gelagert ist, und wobei jedes der ersten Zahnräder (62, 72, 82) des dritten, vierten und fünften Zahnradsatzes (60, 70, 80) drehfest zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Getriebeeingangselement (22) verbunden ist; ein zweites Getriebeeingangselement (24), das in dem Getriebegehäuse (18) drehbar gelagert ist, wobei jedes der ersten Zahnräder (42, 52) des ersten und zweiten Zahnradsatzes (40, 50) drehfest zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Getriebeeingangselement (24) verbunden ist, und wobei das zweite Getriebeeingangselement (24) konzentrisch mit dem ersten Getriebeeingangselement (22) ist und das erste Getriebeeingangselement (22) zumindest teilweise umgibt; eine erste Vorgelegewelle (26), die in dem Getriebegehäuse (18) drehbar gelagert ist und von dem ersten und zweiten Getriebeeingangselement (22, 24) beabstandet ist und parallel zu diesen liegt, wobei das zweite Zahnrad (44) des ersten Zahnradsatzes (40), das dritte Zahnrad (56) des zweiten Zahnradsatzes (50), das dritte Zahnrad (66) des dritten Zahnradsatzes (60) und das zweite Zahnrad (74) des vierten Zahnradsatzes (70) jeweils selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle (26) verbindbar sind; eine zweite Vorgelegewelle (28), die in dem Getriebegehäuse (18) drehbar gelagert ist und von dem ersten und zweiten Getriebeeingangselement (22, 24) beabstandet ist und parallel zu diesen liegt, wobei das zweite Zahnrad (54) des zweiten Zahnradsatzes (50), das zweite Zahnrad (64) des dritten Zahnradsatzes (60) und das zweite Zahnrad (84) des fünften Zahnradsatzes (80) jeweils selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle (28) verbindbar sind; eine Rückwärtswelle (30), die in dem Getriebegehäuse (18) drehbar gelagert ist und von dem ersten und zweiten Getriebeeingangselement (22, 24) beabstandet ist und parallel zu diesen liegt, um das Rückwärtszahnrad (46) drehbar zu lagern; wobei das Rückwärtszahnrad (46) selektiv zur gemeinsamen Rotation mit der Rückwärtswelle (30) verbindbar ist; fünf Synchronanordnungen (150, 152, 154, 156, 158) zum selektiven Koppeln von zumindest einem der Zahnräder des ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Zahnradsatzes (40, 50, 60, 70, 80) mit zumindest einer von der ersten Vorgelegewelle (26), der zweiten Vorgelegewelle (28) und der Rückwärtswelle (30), und wobei die selektive Einrückung der Doppelkupplungsanordnung (32) das Doppelkupplungsgehäuse (34) mit zumindest einem von dem ersten und dem zweiten Getriebeeingangselement (22, 24) verbindet, und die selektive Einrückung von zumindest einer der fünf Synchronanordnungen (150, 152, 154, 156, 158) zumindest einen von sieben Vorwärtsgängen herstellt.
Getriebe (10) nach Anspruch 1, wobei eine erste (150) der fünf Synchronanordnungen (150, 152, 154, 156, 158) das zweite Zahnrad (54) des zweiten Zahnradsatzes (50) selektiv mit der zweiten Vorgelegewelle (28) verbindet.
Getriebe (10) nach Anspruch 2, wobei eine zweite (152) der fünf Synchronanordnungen (150, 152, 154, 156, 158) zumindest eines von dem zweiten Zahnrad (44) des ersten Zahnradsatzes (40) und dem dritten Zahnrad (56) des zweiten Zahnradsatzes (50) selektiv mit der ersten Vorgelegewelle (26) verbindet.
Getriebe (10) nach Anspruch 3, wobei eine dritte (154) der fünf Synchronanordnungen (150, 152, 154, 156, 158) zumindest eines von dem zweiten Zahnrad (64) des dritten Zahnradsatzes (60) und dem zweiten Zahnrad (84) des fünften Zahnradsatzes (80) selektiv mit der zweiten Vorgelegewelle (28) verbindet.
Getriebe (10) nach Anspruch 4, wobei eine vierte (156) der fünf Synchronanordnungen (150, 152, 154, 156, 158) zumindest eines von dem dritten Zahnrad (66) des dritten Zahnradsatzes (60) und dem zweiten Zahnrad (74) des vierten Zahnradsatzes (70) selektiv mit der ersten Vorgelegewelle (26) verbindet.
Getriebe (10) nach Anspruch 5, wobei eine fünfte (158) der fünf Synchronanordnungen (150, 152, 154, 156, 158) das Rückwärtszahnrad (46) selektiv mit der Rückwärtswelle (30) verbindet.
Getriebe (10) nach Anspruch 1, wobei der erste Zahnradsatz (40) benachbart zu der Doppelkupplungsanordnung (32) liegt, der zweite Zahnradsatz (50) benachbart zu dem ersten Zahnradsatz (40) liegt, der dritte Zahnradsatz (60) benachbart zu dem zweiten Zahnradsatz (50) liegt, der vierte Zahnradsatz (70) benachbart zu dem dritten Zahnradsatz (60) liegt und der fünfte Zahnradsatz (80) benachbart zu dem vierten Zahnradsatz (70) liegt.
Getriebe (10) nach Anspruch 1, wobei die Doppelkupplungsanordnung (32) eine erste Kupplung und eine zweite Kupplung (36, 38) umfasst, wobei die zweite Kupplung ausgestaltet (38) ist, um das Kupplungsgehäuse (34) selektiv mit dem zweiten Getriebeeingangselement (24) zu verbinden, und wobei die fünf Synchronanordnungen (150, 152, 154, 156, 158) eine erste Synchronanordnung (150) zum selektiven Verbinden des zweiten Zahnrads (54) des zweiten Zahnradsatzes (50) mit der zweiten Vorgelegewelle (28) umfassen, um ein sechstes Übersetzungsverhältnis herzustellen.
Getriebe (10) nach Anspruch 8, wobei die Doppelkupplungsanordnung eine erste Kupplung (36) und eine zweite Kupplung (38) umfasst, wobei die zweite Kupplung (38) ausgestaltet ist, um das Kupplungsgehäuse (34) selektiv mit dem zweiten Getriebeeingangselement (24) zu verbinden, und wobei die fünf Synchronanordnungen (150, 152, 154, 156, 158) eine zweite Synchronanordnung (152) zum selektiven Verbinden des zweiten Zahnrads (44) des ersten Zahnradsatzes (40) mit der ersten Vorgelegewelle (26) umfassen, um ein zweites Übersetzungsverhältnis herzustellen.
Getriebe (10), umfassend: ein Getriebegehäuse (18); eine Doppelkupplungsanordnung (32), die eine erste und zweite Kupplung (36, 38) und ein Kupplungsgehäuse (34) aufweist, wobei das Kupplungsgehäuse (34) mit einem Schwungrad einer Maschine verbindbar ist, und wobei das Kupplungsgehäuse (32) in dem Getriebegehäuse (18) drehbar gelagert ist; einen ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Zahnradsatz (40, 50, 60, 70, 80), wobei der erste Zahnradsatz (40) ein erstes Zahnrad (42) in Kämmung mit einem zweiten Zahnrad (44) und ein Rückwärtszahnrad (46) in Kämmung mit dem zweiten Zahnrad (44) umfasst, der zweite Zahnradsatz (50) ein erstes Zahnrad (52) in Kämmung mit einem zweiten Zahnrad (54) und einem dritten Zahnrad (56) umfasst, der dritte Zahnradsatz (60) ein erstes Zahnrad (62) in Kämmung mit einem zweiten Zahnrad (64) und einem dritten Zahnrad (66) umfasst, der vierte Zahnradsatz (70) ein erstes Zahnrad (72) in Kämmung mit einem zweiten Zahnrad (74) umfasst, der fünfte Zahnradsatz (80) ein erstes Zahnrad (82) in Kämmung mit einem zweiten Zahnrad (84) umfasst; ein erstes Getriebeeingangselement (22), das in dem Getriebegehäuse (18) drehbar gelagert ist, und wobei jedes der ersten Zahnräder (62, 72, 82) des dritten, vierten und fünften Zahnradsatzes (60, 70, 80) drehfest zur gemeinsamen Rotation mit dem ersten Getriebeeingangselement (22) verbunden ist; ein zweites Getriebeeingangselement (24), das in dem Getriebegehäuse (18) drehbar gelagert ist, wobei jedes der ersten Zahnräder (42, 52) des ersten und zweiten Zahnradsatzes (40, 50) drehfest zur gemeinsamen Rotation mit dem zweiten Getriebeeingangselement (24) verbunden ist, und wobei das zweite Getriebeeingangselement (24) konzentrisch mit dem ersten Getriebeeingangselement (22) ist und das erste Getriebeeingangselement (22) zumindest teilweise umgibt; eine erste Synchronanordnung (150), die das zweite Zahnrad (54) des zweiten Zahnradsatzes (50) selektiv mit der zweiten Vorgelegewelle (28) verbindet; eine zweite Synchronanordnung (152), die zumindest eines von dem zweiten Zahnrad (44) des ersten Zahnradsatzes (40) und dem dritten Zahnrad (56) des zweiten Zahnradsatzes (50) selektiv mit der ersten Vorgelegewelle (26) verbindet; eine dritte Synchronanordnung (154), die zumindest eines von dem zweiten Zahnrad (64) des dritten Zahnradsatzes (60) und dem zweiten Zahnrad (84) des fünften Zahnradsatzes (80) selektiv mit der zweiten Vorgelegewelle (28) verbindet; eine vierte Synchronanordnung (156), die zumindest eines von dem dritten Zahnrad (66) des dritten Zahnradsatzes (60) und dem zweiten Zahnrad (74) des vierten Zahnradsatzes (70) selektiv mit der ersten Vorgelegewelle (26) verbindet; eine fünfte Synchronanordnung (158), die das Rückwärtszahnrad (46) selektiv mit der Rückwärtswelle (30) verbindet; und ein erstes Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad (100), das an der ersten Vorgelegewelle (26) zur gemeinsamen Rotation mit der ersten Vorgelegewelle (26) befestigt ist, ein zweites Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad (110), das an der zweiten Vorgelegewelle (28) zur gemeinsamen Rotation mit der zweiten Vorgelegewelle (28) befestigt ist, und ein Rückwärtswellen-Übertragungszahnrad (111), das an der Rückwärtswelle (30) zur gemeinsamen Rotation mit der Rückwärtswelle (30) befestigt ist, und wobei das erste und zweite Vorgelegewellen-Übertragungszahnrad (100, 110) und das Rückwärtswellen-Übertragungszahnrad (111) Drehmoment von zumindest einer von der ersten und zweiten Vorgelegewelle (26, 28) und der Rückwärtswelle (30) auf ein Ausgangselement (14) übertragen, und wobei die selektive Einrückung der Doppelkupplungsanordnung (32) das Doppelkupplungsgehäuse (34) mit zumindest einem von dem ersten und dem zweiten Getriebeeingangselement (22, 24) verbindet, und die selektive Einrückung von zumindest einer der Synchronanordnungen (150, 152, 154, 156, 158) zumindest einen von sieben Vorwärtsgängen zwischen zumindest einem von dem ersten und dem zweiten Getriebeeingangselement (22, 24) und dem Ausgangselement (14) herstellt.