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Die Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe gemäß dem einteiligen Patentanspruch 1.
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Aus der
DE 103 39 758 A1 ist bereits ein in den Vorwärtsgängen sequentiell lastschaltbares Doppelkupplungsgetriebe bekannt, welches einen Vorwärtsgang in Windungsanordnung aufweist.
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Ferner ist aus der
US 5,560,249 A ein Gruppengetriebe mit zwei parallel angeordneten Vorgelegewellen bekannt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein komfortables Getriebe insbesondere für Nutzfahrzeuge zu schaffen, welches hohe Drehmomente übertragen kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
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In besonders vorteilhafter Weise werden infolge der leistungsverzweigten Drehmomentübertragung über zwei parallel angeordnete Vorgelegewellen die im Leistungsfluss liegenden Zahnradpaare nur gering belastet. Ferner ist die Durchbiegung der zentralen Hauptwellen – d. h. der Zwischenwellen und der Getriebeausgangswelle – gering. In dem Fall, dass die Hauptwellen und die beiden Vorgelegewellen in einer Ebene liegen, werden die Hauptwellen sogar überhaupt nicht durchgebogen, da sich die aus den jeweiligen Zahneingriffen resultierenden Radialkraftkomponenten gänzlich kompensieren. Dabei können die beiden Vorgelegewellen identisch ausgestaltet sein, was neben der gänzlichen Radialkraftkompensation auch Fertigungsvorteile mit sich bringt. Ferner kann in einer alternativen Ausgestaltung zumindest ein Zahnrad der Hauptwelle ausschließlich mit einem weiteren Zahnrad kämmen.
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In besonders vorteilhafter Weise können die Laufverzahnungen infolge der Leistungsverzweigung schmal ausgeführt werden, was eine kurze axiale Baulänge mit sich bringt. Die Hauptwellen können ferner aufgrund der geringen Biegebelastung dünn oder hohl dimensioniert sein. Ferner tritt kaum ein Winkelversatz an den Lagerstellen auf. Die Belastung jeder einzelnen Vorgelegewelle ist infolge der Leistungsaufteilung auch relativ gering, so dass auch diese dünn oder hohl ausgeführt sein können. Ferner können auch die Vorgelegewellen mit verhältnismäßig klein dimensionierten Lagern versehen sein.
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In besonders vorteilhafter Weise können sämtliche Schaltkupplungen koaxial zueinander angeordnet sein, so dass die Stellaktuatoren für die Gangwechsel entsprechend kostengünstig ausgeführt sein können. Ferner ist im Gegensatz zu einer Anordnung der Schaltkupplung auf den beiden Vorgelegewellen eine geringere Anzahl von Schaltkupplungen notwendig.
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In besonders vorteilhafter Weise kann zumindest ein Vorwärtsgang als gewundener Gang ausgeführt sein, dessen Leistungspfad über insgesamt vier Zahnradebenen verläuft. Gewundene Gänge sind näher in der
DE 103 39 758 A1 erläutert, die diesbezüglich auch in dieser Anmeldung als aufgenommen gelten soll.
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Die Verwendung von zwei Vorgelegewellen erweist sich als besonders vorteilhaft in Kombination mit einem gewundenen Gang, dessen Leistungsfluss über eine hohle Hauptwelle mit zumindest zwei Festrädern verläuft. Die an diesen beiden Festrädern eingeleitete Radialkraftkomponente wirkt zusätzlich auf die Getriebeausgangswelle ein, so dass diese Getriebeausgangswelle einem besonders hohen Biegemoment ausgesetzt ist, wenn nur eine Vorgelegewelle verwendet würde. Ferner würden die Lager der Getriebeausgangswelle besonders hohen Radialkräften ausgesetzt.
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Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus den weiteren Patentansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung vor.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand von zwei zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 ein Doppelkupplungsgetriebe in einer ersten Ausführungsform,
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2 ein Schaltschema des Doppelkupplungsgetriebes gemäß 1 und
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3 ein Doppelkupplungsgetriebe in einer zweiten Ausführungsform, wobei sämtliche Schaltkupplungen koaxial zueinander angeordnet sind.
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Im Folgenden werden die Ausdrücke:
- – „vorne” und „hinten” und
- – „erste bis siebente Zahnradebene”
verwendet.
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„Vorne” ist dabei die bei Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs nach vorne weisende Richtung, wohingegen „hinten” entsprechend die entgegengesetzte Richtung ist. In der Zeichnung ist „vorne” links und „hinten” rechts dargestellt.
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Die „erste bis siebente Zahnradebene” zählt dabei von vorne nach hinten.
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Eine Zahnradebene ZE ist eine Ebene, in der zumindest zwei miteinander kämmende Zahnräder angeordnet sind. Eine Zahnradebene aus zumindest zwei miteinander kämmenden Zahnrädern bildet eine Übersetzungsstufe. Dies gilt auch in dem Fall, dass eine Übersetzung von i = 1:1 vorliegt. Bei der praktischen Umsetzung der dargestellten Getriebeschemata kann es insbesondere in dem Fall, dass drei Zahnräder in einer Zahnradebene miteinander kämmen, sein, dass die Zahnräder aus Bauraum- oder Dimensionierungsgründen nicht exakt in einer Ebene angeordnet sein. Ein solcher Grund wären beispielsweise unterschiedliche Zahnbreiten auf den beiden Vorgelegewellen, die in unterschiedlichen zu übertragenden Drehmomenten begründet sind. Ferner ist in den beiden Ausführungsbeispielen 1 und 3 ein Zahnrad so breit ausgeführt, dass es in zwei Zahnradebenen mit unterschiedlichen Gegenzahnrädern kämmt.
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Der im Zusammenhang mit der Erfindung verwendete Ausdruck Schaltkupplungsebene SKE bedeutet hier, dass sich in einer Ebene zumindest eine Schaltkupplung SK befindet. Bei der praktischen Umsetzung der dargestellten Getriebeschemata kann es insbesondere in dem Fall, dass sich zumindest zwei Schaltkupplungen in einer Schaltkupplungsebene befinden, sein, dass die Schaltkupplungen aus Bauraumgründen nicht exakt in einer Ebene angeordnet sein. Der Bauraum kann beispielsweise durch die Einbaulage einer Schaltaktuatorik zur Verschiebung der Schaltkupplungen zwecks eines Gangwechsels vorgegeben sein.
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1 zeigt ein Doppelkupplungsgetriebe in einer ersten Ausführungsform, welche Anwendung in einem Heckantrieb oder Mehrachsantrieb eines Kraftfahrzeuges findet, dessen Antriebsmotor und Doppelkupplungsgetriebe in Fahrtrichtung längs eingebaut sind. Dabei kann es sich insbesondere um einen drehmomentstarken Personenkraftwagen oder ein Nutzfahrzeug handeln.
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Bei dem Doppelkupplungsgetriebe ist eine Eingangswelle 10 mit einer Getriebeausgangswelle 20 durch ein erstes Teilgetriebe 54 und ein zweites Teilgetriebe 52 verbunden. Die beiden Teilgetriebe 52 und 54 sind im Leistungsfluss parallel zueinander angeordnet. Die Teilgetriebe 52, 54 besitzen je eine reibschlüssige Lastschaltkupplung K1, K2 und je eine Zwischenwelle 12, 14, von denen die erste Zwischenwelle 14 als radial äußere Hohlwelle und die zweite Zwischenwelle 12 als radial innere Zwischenwelle 12 ausgebildet ist. Die Zwischenwellen 12, 14 sind
- – zueinander konzentrisch,
- – zur Eingangswelle 10 koaxial und
- – zur Getriebeausgangswelle 20 koaxial bzw. fluchtend
angeordnet und können jeweils über die Lastschaltkupplung K1, K2 mit der Eingangswelle 10 wirkungsmäßig verbunden werden. Die Lagerung der Wellen erfolgt, wie in DE 103 32 210 A1 beschrieben.
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Die zweite Zwischenwelle 12 des zweiten Teilgetriebes 52 ist mittels einer ersten ein- und ausrückbaren Schaltkupplung SK1 zur Bildung eines direkten sechsten Vorwärtsgangs V6 mit der Getriebeausgangswelle 20 in einer Stellung S1 drehfest kuppelbar. Ferner weist diese Zwischenwelle 12 ein Antriebszahnrad 11 einer zweiten Getriebekonstanten C2 auf, das mit zwei Abtriebszahnrädern 15a, 15b der zweiten Getriebekonstanten C2 kämmt. Die zweite Getriebekonstante C2 bildet damit eine zweite Zahnradebene ZE2. Die beiden Abtriebszahnräder 15a, 15b dieser Getriebekonstanten C2 sind jeweils drehfest und koaxial auf einer Hohlwelle 13a bzw. 13b des zweiten Teilgetriebes 52 angeordnet. Die beiden Hohlwellen 13a bzw. 13b werden jeweils von einer Innenwelle 16a bzw. 16b des ersten Teilgetriebes 54 durchsetzt.
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Diese Innenwellen 16a, 16b weisen an deren vorderen Enden jeweils ein koaxiales Abtriebszahnrad 18a, 18b einer ersten Getriebekonstanten C1 auf, welches mit einem Antriebszahnrad 17 der ersten Getriebekonstanten C1 kämmt. Dieses Antriebszahnrad 17 ist drehfest und koaxial zur ersten Zwischenwelle 14. Deren Getriebekonstante C1 bildet eine erste Zahnradebene ZE1.
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Die erste Getriebekonstante C1 bildet die erste Eingangsübersetzung, welcher vier ungerade Vorwärtsgängen V1, V3, V5, V7 und zwei ungeraden Rückwärtsgängen R1, R3 zugeordnet ist. Hingegen bildet die zweite Getriebekonstante C2 eine zweite Eingangsübersetzung, welcher drei gerade Vorwärtsgängen V2, V4, V6 und ein gerader Rückwärtsgang R2 zugeordnet ist.
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Der zweiten Zahnradebene ZE2 folgt die erste Schaltkupplungsebene SKE1, in der die besagte Schaltkupplung SK1 axial zwischen dem Antriebsrad 11 der zweiten Getriebekonstanten C2 und einem Losrad 19 angeordnet ist. Dieses koaxial drehbar auf der Getriebeausgangswelle 20 angeordnete Losrad 19 ist in einer Stellung S2 der Schaltkupplung SK1 mit der Getriebeausgangswelle 20 drehfest gekoppelt. Das Losrad 19 kämmt in einer dritten Zahnradebene ZE3 mit zwei bezüglich des Durchmessers kleineren Zahnrädern 21a, 21b, welche drehfest mit der jeweiligen Hohlwelle 13a bzw. 13b des zweiten Teilgetriebes 52 verbunden sind.
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Axial benachbart hinter dieser dritten Zahnradebene ZE3 ist eine vierte Zahnradebene ZE4 angeordnet, welcher drei Rückwärtsgänge R1, R2 und R3 zugeordnet sind. Dabei sind die besagten kleinen Zahnräder 21a bzw. 21b axial so breit, dass sie auch der vierte Zahnradebene ZE4 zugeordnet sind. Dabei kämmen diese kleinen Zahnräder 21a bzw. 21b jeweils mit einem achsparallel versetzten Zwischenrad 23a bzw. 23b. Diese beiden Zwischenräder 23a, 23b sind drehbar im Getriebegehäuse gelagert. Die Zwischenräder 23a, 23b kämmen mit einem Losrad 24, welches koaxial und drehbar auf der Getriebeausgangswelle 20 angeordnet ist. Axial hinter diesem Losrad 24 ist eine zweite Schaltkupplung SK2 angeordnet, mit welcher dieses Losrad 24 in einer Stellung S3 mit der Getriebeausgangswelle 20 drehfest koppelbar ist.
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Axial hinter dem in einer zweiten Schaltkupplungsebene SKE2 angeordneten Schaltkupplung SK2 ist eine hohle Hauptwelle 25 angeordnet, welche in einer Stellung S4 der zweiten Schaltkupplung SK2 drehfest mit der Getriebeausgangswelle 20 verbunden ist. Die hohle Hauptwelle 25 ist in einer vorderen fünften Zahnradebene ZE5 drehfest mit einem Zahnrad 26 verbunden, welches kleiner ist, als ein am hinteren Ende der hohlen Hauptwelle 26 drehfest mit dieser verbundenes Zahnrad 27. Das vordere Zahnrad 26 kämmt mit zwei jeweils koaxial und drehbar auf einer der beiden Hohlwellen 13a bzw. 13b des zweiten Teilgetriebes 52 angeordneten Zahnrädern 28a, 28b. Axial hinter diesen Zahnrädern 28a, 28b liegen die beiden Schaltkupplungsebenen SKE3 mit Schaltkupplungen SK3a, SK3b, welche zur Herstellung einer drehfesten Verbindung zwischen den beiden Hohlwellen 13a, 13b und diesen Zahnrädern 28a, 28b nach vorne in die Stellung S5 betätigbar sind.
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Diese Schaltkupplungen SK3a, SK3b sind zur Herstellung von drehfesten Verbindung mit drehbar und koaxial auf den Innenwellen 16a, 16b gelagerten Zahnrädern 29a, 29b nach hinten betätigbar. Diese Zahnräder 29a, 29b kämmen in einer sechsten Zahnradebene ZE6 mit dem besagten Zahnrad 27 am hinteren Ende der hohlen Hauptwelle 25.
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Hinter der sechsten Zahnradebene ZE6 liegt die siebte Zahnradebene ZE7, in der drehbar und koaxial auf den Innenwelle 16a, 16b angeordnete Losräder 30a, 30b und ein drehfest und koaxial am Ende der Getriebeausgangswelle 10 angeordnetes Festrad 31 liegen.
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Axial zwischen den beiden letzten Zahnradebenen ZE6 und ZE7 liegt koaxial zur Innenwelle 16 die beiden Schaltkupplungen SK4a, SK4b in der vierten Schaltkupplungsebene SKE4. Mit dieser Schaltkupplung SK4a, SK4b sind
- – in einer vorderen Stellung S7 die Zahnräder 29a, 29b und alternativ
- – in einer hinteren Stellung S8 das Losräder 30a, 30b
mit der Innenwelle 16 drehfest koppelbar.
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2 zeigt ein Schaltschema des Doppelkupplungsgetriebes gemäß 1. Dieses wird im Folgenden anhand der 2 für die einzelnen Gänge V1 bis V7 und R1 bis R3 beschrieben:
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Im ersten Vorwärtsgang V1
- – ist die erste Lastschaltkupplung K1 eingerückt,
- – ist die erste Schaltkupplung SK1 in der hinteren Stellung S2,
- – ist die zweite Schaltkupplung SK2 in der Neutralstellung,
- – sind die beiden Schaltkupplung SK3a, SK3b in der vorderen Stellung S5 und
- – sind die beiden Schaltkupplung SK4a, SK4b in der vorderen Stellung S7.
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Der erste Vorwärtsgang V1 ist ein gewundener Gang. Der Leistungsfluss verläuft dabei axial
- – zuerst fünf Zahnradebenen nach hinten,
- – dann drei Zahnradebenen nach vorne und
- – im Anschluss bis zum Getriebeabtrieb.
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Im Einzelnen verläuft der Leistungsfluss aufeinander folgend
- – von der Getriebeeingangswelle 10,
- – über die erste Lastschaltkupplung K1,
- – über die erste Zwischenwelle 14,
- – über die erste Getriebekonstante C1,
- – über die Innenwellen 16a, 16b,
- – über die sechste Zahnradebene ZE6,
- – über die hohle Hauptwelle 25,
- – über die fünfte Zahnradebene ZE5,
- – über einen Teilbereich der beiden Hohlwelle 13a, 13b und
- – über die dritte Zahnradebene ZE3
auf die Getriebeausgangswelle 20.
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Im zweiten Vorwärtsgang V2
- – ist die zweite Lastschaltkupplung K2 eingerückt,
- – ist die erste Schaltkupplung SK1 in der hinteren Stellung S2,
- – ist die zweite Schaltkupplung SK2 in der Neutralstellung,
- – sind die beiden Schaltkupplungen SK3a, SK3b ebenfalls in der Neutralstellung und
- – sind die beiden Schaltkupplungen SK4a, SK4b ebenfalls in der Neutralstellung.
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Demzufolge ist ausschließlich eine Schaltkupplung SK1 eingerückt.
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Der zweite Vorwärtsgang V2 ist dabei nicht als gewundener Gang ausgeführt. Der Leistungsfluss des zweiten Vorwärtsganges V2 verläuft demzufolge aufeinander folgend
- – von der Getriebeeingangswelle 10,
- – über die zweite Lastschaltkupplung K2,
- – über die zweite Zwischenwelle 12,
- – über die zweite Getriebekonstante C2,
- – über einen vorderen Teilbereich der Hohlwellen 13a, 13b und
- – als letzte Übersetzungsstufe ebenso wie beim ersten Vorwärtsgang V1 über die dritte Zahnradebene ZE3
auf die Getriebeausgangswelle 20.
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Im dritten Vorwärtsgang V3
- – ist die erste Lastschaltkupplung K1 eingerückt,
- – ist die erste Schaltkupplung SK1 in der Neutralstellung,
- – ist die zweite Schaltkupplung SK2 in der hinteren Stellung S4,
- – sind die beiden Schaltkupplungen SK3a, SK3b in der Neutralstellung und
- – sind die beiden Schaltkupplungen SK4a, SK4b in der vorderen Stellung S7.
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Der dritte Vorwärtsgang V3 ist dabei nicht als gewundener Gang ausgeführt. Der Leistungsfluss des dritten Vorwärtsganges V3 verläuft demzufolge aufeinander folgend
- – von der Getriebeeingangswelle 10,
- – über die erste Lastschaltkupplung K1,
- – über die erste Zwischenwelle 14,
- – über die erste Getriebekonstante C1,
- – über einen vorderen Teilbereich der beiden Innenwellen 16a, 16b und
- – als letzte Übersetzungsstufe über die sechste Zahnradebene ZE6
auf die Getriebeausgangswelle 20.
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Im vierten Vorwärtsgang V4
- – ist die zweite Lastschaltkupplung K2 eingerückt,
- – ist die erste Schaltkupplung SK1 in der Neutralstellung,
- – ist die zweite Schaltkupplung SK2 in der hinteren Stellung S4,
- – sind die beiden Schaltkupplungen SK3a, SK3b in der vorderen Stellung S5 und
- – sind die beiden Schaltkupplungen SK4a, SK4b in der Neutralstellung.
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Der vierte Vorwärtsgang V4 ist dabei nicht als gewundener Gang ausgeführt. Der Leistungsfluss des vierten Vorwärtsganges V4 verläuft demzufolge aufeinander folgend
- – von der Getriebeeingangswelle 10,
- – über die zweite Lastschaltkupplung K2,
- – über die zweite Zwischenwelle 12,
- – über die zweite Getriebekonstante C2,
- – über einen Großteil der beiden Hohlwelle 13a, 13b und
- – als letzte Übersetzungsstufe über die fünfte Zahnradebene ZE5
auf die Getriebeausgangswelle 20.
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Im fünften Vorwärtsgang V5
- – ist die erste Lastschaltkupplung K1 eingerückt,
- – ist die erste Schaltkupplung SK1 in der Neutralstellung,
- – ist die zweite Schaltkupplung SK2 in der Neutralstellung,
- – sind die beiden Schaltkupplungen SK3a, SK3b in der Neutralstellung und
- – sind die beiden Schaltkupplungen SK4a, SK4b in der hinteren Stellung S8.
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Demzufolge sind ausschließlich die beiden Schaltkupplung SK4a, SK4b eingerückt.
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Der fünfte Vorwärtsgang V5 ist dabei nicht als gewundener Gang ausgeführt. Der Leistungsfluss des fünften Vorwärtsganges V5 verläuft demzufolge aufeinander folgend
- – von der Getriebeeingangswelle 10,
- – über die erste Lastschaltkupplung K1,
- – über die erste Zwischenwelle 14,
- – über die erste Getriebekonstante C1,
- – über einen Großteil der beiden Innenwelle 16a, 16b und
- – als letzte Übersetzungsstufe über die siebte und damit hinterste Zahnradebene ZE7
auf die Getriebeausgangswelle 20.
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Im sechsten Vorwärtsgang V6 ist die zweite Lastschaltkupplung K2 eingerückt. Ebenso, wie im Fall des fünften Vorwärtsganges V5, ist auch im sechsten Vorwärtsgang V6 ausschließlich eine Schaltkupplung eingerückt. Dies ist im Falle des sechsten Vorwärtsgang V6 die erste Schaltkupplung SK1, die sich in der vorderen Stellung S1 befindet. Die übrigen fünf Schaltkupplungen SK2, SK3a, SK3b, SK4a, SK4b befinden sich in der Neutralstellung. Der sechste Vorwärtsgang V6 ist als direkter Vorwärtsgang ausgeführt ist. Bei diesem direkten Vorwärtsgang ist die zweite Zwischenwelle 12 drehfest mit der Getriebeausgangswelle 20 verbunden, so dass der sechste Vorwärtsgang V6 ein Übersetzungsverhältnis von 1:1 aufweist.
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Im siebten Vorwärtsgang V7
- – ist die erste Lastschaltkupplung K1 eingerückt,
- – ist die erste Schaltkupplung SK1 in der vorderen Stellung S1,
- – ist die zweite Schaltkupplung SK2 in der Neutralstellung,
- – sind die beiden Schaltkupplungen SK3a, SK3b in der hinteren Stellung S6 und
- – sind die beiden Schaltkupplungen SK4a, SK4b in der Neutralstellung.
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Der siebte Vorwärtsgang V7 ist kein gewundener Gang. Jedoch verläuft der Leistungsfluss ebenso wie im Falle des ersten Vorwärtsganges V1 in einem Teilbereich axial hin und zurück. Der Leistungsfluss verläuft dabei axial
- – zuerst vier Zahnradebenen nach hinten,
- – dann drei Zahnradebenen nach vorne und
- – im Anschluss bis zum Getriebeabtrieb.
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Im Einzelnen verläuft der Leistungsflusses aufeinander folgend
- – von der Getriebeeingangswelle 10,
- – über die erste Lastschaltkupplung K1,
- – über die erste Zwischenwelle 14,
- – über die erste Getriebekonstante C1,
- – über die beiden Innenwelle 16a, 16b,
- – über die Schaltkupplungen SK3a, SK3b, welche die Innenwellen 16a, 16b drehfest mit der jeweiligen Hohlwelle 13a bzw. 13b an deren hinterem Ende koppeln und
- – als letzte Übersetzungsstufe über die zweite Zahnradebene ZE2, in welcher die Getriebekonstante C2 liegt,
auf die Getriebeausgangswelle 20.
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Im ersten Rückwärtsgang R1
- – ist die erste Lastschaltkupplung K1 eingerückt,
- – ist die erste Schaltkupplung SK1 in der Neutralstellung,
- – ist die zweite Schaltkupplung SK2 in der vorderen Stellung S3,
- – sind die beiden Schaltkupplungen SK3a, SK3b in der vorderen Stellung S5 und
- – sind die beiden Schaltkupplungen SK4a, SK4b in der vorderen Stellung S7.
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Der erste Rückwärtsgang R1 ist ein gewundener Gang. Der Leistungsfluss verläuft dabei axial
- – zuerst fünf Zahnradebenen nach hinten,
- – dann zwei Zahnradebenen nach vorne und
- – im Anschluss bis zum Getriebeabtrieb.
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Im Einzelnen verläuft der Leistungsfluss aufeinander folgend
- – von der Getriebeeingangswelle 10,
- – über die erste Lastschaltkupplung K1,
- – über die erste Zwischenwelle 14,
- – über die erste Getriebekonstante C1,
- – über die beiden Innenwellen 16a, 16b,
- – über die sechste Zahnradebene ZE6,
- – über die hohle Hauptwelle 25,
- – über die fünfte Zahnradebene ZE5,
- – über einen Teilbereich der beiden Hohlwellen 13a, 13b und
- – über die fünf Zahnräder 21a, 21b, 23a, 23b, 24 der vierten Zahnradebene ZE4
auf die Getriebeausgangswelle 20.
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Damit verläuft der Leistungsfluss des ersten Rückwärtsganges R1 sehr ähnlich dem weiter oben erläuterten Leistungsfluss des ersten Vorwärtsganges V1, so dass sich nahezu gleiche Übersetzungsverhältnisse ergeben.
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Im zweiten Rückwärtsgang R2
- – ist die zweite Lastschaltkupplung K2 eingerückt,
- – ist die erste Schaltkupplung SK1 in der Neutralstellung,
- – ist die zweite Schaltkupplung SK2 in der vorderen Stellung S3,
- – sind die beiden Schaltkupplungen SK3a, SK3b in der Neutralstellung und
- – sind die beiden Schaltkupplungen SK4a, SK4b in der Neutralstellung.
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Demzufolge ist ausschließlich eine Schaltkupplung SK2 eingerückt.
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Der zweite Rückwärtsgang R2 ist dabei nicht als gewundener Gang ausgeführt. Der Leistungsfluss des zweiten Rückwärtsganges R2 verläuft demzufolge aufeinander folgend
- – von der Getriebeeingangswelle 10,
- – über die zweite Lastschaltkupplung K2,
- – über die zweite Zwischenwelle 12,
- – über die zweite Getriebekonstante C2,
- – über einen vorderen Teilbereich der beiden Hohlwelle 13a, 13b und
- – als letzte Übersetzungsstufe ebenso wie beim ersten Rückwärtsgang R1 über die fünf Zahnräder 21a, 21b, 23a, 23b, 24 der vierten Zahnradebene ZE4
auf die Getriebeausgangswelle 20.
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Damit verläuft Leistungsfluss des zweiten Rückwärtsganges R2 sehr ähnlich dem weiter oben bereits erläuterten Leistungsfluss des zweiten Vorwärtsganges V2, so dass sich nahezu gleiche Übersetzungen ergeben.
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Im dritten Rückwärtsgang R3
- – ist die erste Lastschaltkupplung K1 eingerückt,
- – ist die erste Schaltkupplung SK1 in der Neutralstellung,
- – ist die zweite Schaltkupplung SK2 in der vorderen Stellung S3,
- – sind die beiden Schaltkupplungen SK3a, SK3b in der hinteren Stellung S6 und
- – sind die beiden Schaltkupplungen SK4a, SK4b in der Neutralstellung.
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Der dritte Rückwärtsgang R3 ist kein gewundener Gang. Im Einzelnen verläuft der Leistungsflusses aufeinander folgend
- – von der Getriebeeingangswelle 10,
- – über die erste Lastschaltkupplung K1,
- – über die erste Zwischenwelle 14,
- – über die erste Getriebekonstante C1,
- – über die beiden Innenwelle 16a, 16b,
- – über die Schaltkupplungen SK3a, SK3b, welche die Innenwellen 16a, 16b drehfest mit der jeweiligen Hohlwelle 13a bzw. 13b an deren hinterem Ende koppeln und
- – als zweite Übersetzungsstufe über die fünf Zahnräder 21a, 21b, 23a, 23b, 24 der vierten Zahnradebene ZE4
auf die Getriebeausgangswelle 20.
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Damit sind für einen Wechsel innerhalb der Rückwärtsgänge neben der Überschneidungssteuerung der Doppelkupplung ausschließlich zwei in einer axialen Position parallel benachbarte Schaltkupplungen zu betätigen. Dies sind nämlich für einen Wechsel vom zweiten Rückwärtsgang R2 in den dritten Rückwärtsgang R3 die Schaltkupplungen SK3a, SK3b. Für eine R3→R2-Schaltung sind ebenso nur die Schaltkupplungen SK3a, SK3b zu betätigen.
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In einer besonders vorteilhaften weiteren Ausführung der ersten Ausführungsform werden Schaltkupplungen beim Wechsel vom Leistungsfluss in das lastfreie Teilgetriebe eingerückt belassen, obwohl dies für den aktuell eingelegten Gang nicht unbedingt notwendig ist. Und zwar bleiben beim Wechsel vom ersten Vorwärtsgang V1 in den zweiten Vorwärtsgang V2 die dann im lastfreien Teilgetriebe 54 befindlichen Schaltkupplungen SK4a, SK4b in der Stellung S7 eingerückt. Damit müssen zum einen nur die beiden Schaltkupplung SK3a, SK3b für den Wechsel vom ersten Vorwärtsgang V1 in den zweiten Vorwärtsgang V2 betätigt werden. D. h. die Schaltkupplungen SK3a, SK3b werden in die Neutralstellung betätigt. Zum anderen müssen für die wahrscheinlich zukünftig folgende Schaltung in den dritten Vorwärtsgang V3 die Schaltkupplungen SK4a, SK4b nicht mehr betätigt werden, da diese infolge des Wechsels auf die Lastschaltkupplung K1 nunmehr wieder in der korrekten Stellung S7 im Leistungsfluss befindlich sind. Damit wird ein Vorteil hinsichtlich der Schaltzeit und der Abnutzung der Schaltkupplungen erzielt. Diese Ausführung kann dabei bei sämtlichen Vorwärtsgängen und/oder Rückwärtsgängen Anwendung finden, bei denen sich zukünftig einzulegende Schaltkupplungen im lastfreien Teilgetriebe befinden. Es ist sogar möglich, einen Gangwechsel ohne Betätigung einer einzigen Schaltkupplung durchzuführen. Lediglich eine Überschneidungssteuerung der Doppelkupplung reicht, um den Gangwechsel herbeizuführen. Dieses Schaltverfahren kann sowohl bei Hochschaltungen als auch bei Rückschaltungen Anwendung finden.
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3 zeigt ein Doppelkupplungsgetriebe in einer zweiten Ausführungsform, wobei sämtliche Schaltkupplungen koaxial zueinander angeordnet sind. Im Folgenden werden die Unterschiede zur ersten Ausführungsform gemäß 1 erläutert.
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Das mit der ersten Kupplung K1 drehfest koppelbare Festrad 117 ist kleiner als das mit der zweiten Kupplung K2 drehfest verbundene Festrad 111. Somit übersetzt die erste Getriebekonstante C1 im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel nahezu 1:1, wohingegen die zweite Getriebekonstante C2 ins Schnelle übersetzt. Die beiden parallelen Hohlwellen 113a, 113b tragen jeweils drei Festräder 115a, 121a, 199a bzw. 115b, 121b, 199b. Koaxial auf der Getriebeausgangswelle 120 sind ausschließlich separate Losräder 119, 124, 190, 126, 127, 131 angeordnet, die jeweils mittels einer von vier Schaltkupplungen SK1 bis SK4 drehfest mit der Getriebeausgangswelle 120 koppelbar sind. Eine hohle Hauptwelle ist somit nicht vorhanden.
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Das Doppelkupplungsgetriebe weist acht Zahnradebenen ZE1 bis ZE8 auf, wobei die Rückwärtsgänge R in der letzten Zahnradebene ZE8 liegen. Zum Einlegen eines Rückwärtsganges R ist die einseitig nutzbare Schaltkupplung SK4 vorgesehen. Axial breite und vom Durchmesser kleine Festräder 198a, 198b erstrecken sich somit in der achten Zahnradebene ZE8 der Rückwärtsgänge R und der siebten Zahnradebene ZE7 des ersten Vorwärtsganges V1. Axial vor einem Losrad 127 dieses ersten Vorwärtsganges V1 ist eine dritte Schaltkupplung SK3 angeordnet, mittels welcher einerseits das Losrad 127 und andererseits ein Losrad 126 mit der Getriebeausgangswelle 120 koppelbar ist. Letzteres Losrad 126 liegt dabei in einer sechsten Zahnradebene ZE6 und ist dem fünften Vorwärtsgang V5 zugehörig.
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Damit sind bei diesem Doppelkupplungsgetriebe die geraden Vorwärtsgänge V2, V4, und der Direktgang V6 der zweiten Kupplung K2 zugeordnet. Hingegen sind die ungeraden Vorwärtsgänge V1, V3, und der Direktgang V5 der ersten Kupplung K1 zugeordnet. Da somit sequentielle Gangwechsel stets mit einem Wechsel der Kupplung K1 bzw. K2 verbunden sind, sind auch in dieser zweiten Ausführungsform sämtliche Vorwärtsgänge sequentiell lastschaltbar.
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Bei den beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich nur um beispielhafte Ausgestaltungen. Eine Kombination der beschriebenen Merkmale für unterschiedliche Ausführungsformen ist ebenfalls möglich. Weitere, insbesondere nicht beschriebene Merkmale der zur Erfindung gehörenden Vorrichtungsteile, sind den in den Zeichnungen dargestellten Geometrien der Vorrichtungsteile zu entnehmen.
