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Die
vorliegende Anmeldung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe für Kraftfahrzeuge
wie Automobile.
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Ein
Doppelkupplungsgetriebe (DCT, Double-Clutch Transmission) umfasst
zwei Eingangswellen, die einzeln mit zwei Kupplungen verbunden und durch
diese angetrieben werden. Die zwei Kupplungen sind oft in einer
einzigen Vorrichtung vereint, welche die Betätigung jeder der zwei Kupplungen
zu einem Zeitpunkt ermöglicht.
Die zwei Kupplungen sind einzeln mit zwei Eingangswellen des DCT
verbunden, um Antriebsdrehmomente zu liefern.
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Volkswagen
hat ein DCT mit der Bezeichnung DSG DQ200 vorgestellt. Das DSG DQ200
ist ein Versuch, in den Kraftfahrzeugen zum Fahren auf der Straße ein Siebengang-DCT
verfügbar
zu machen. Die Verwendung des DCT ist noch nicht weit verbreitet.
Schwierigkeiten, welche die weitreichende Verwendung eines DCT behindern,
umfassen das Bereitstellen eines kompakten, zuverlässigen und Kraftstoff
sparenden DCT. Daher besteht ein Bedarf für die Bereitstellung eines
solchen DCT, das außerdem
für Konsumenten
erschwinglich ist.
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Die
vorliegende Anmeldung stellt ein verbessertes Doppelkupplungsgetriebe
(DCT) bereit, das eine innere Einganswelle und eine äußere Eingangswelle
umfasst.
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Die äußere Eingangswelle
umgibt einen Teil der inneren Eingangswelle. Die innere Eingangswelle
befindet sich teilweise im Innern der äußeren Eingangswelle. Anders
ausgedrückt
umschließt
die äußere Eingangswelle
die innere Eingangswelle in einer radialen Richtung. Die radiale
Richtung bezeichnet Bereiche, die eine Längsachse der inneren Eingangswelle
umgeben.
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Außerdem weist
das DCT eine erste Kupplungsscheibe und eine zweite Kupplungsscheibe
auf. Die erste Kupplungsscheibe ist drehfest mit der inneren Eingangswelle
verbunden. In gleicher Weise ist auch die zweite Kupplungsscheibe
drehfest mit der äußeren Eingangswelle
verbunden. Die drehfeste Verbindung ermöglicht Teilen, die mit der
drehfesten Verbindung verbunden sind, sich gemeinsam zu drehen,
wenn eines der Teile einem Antriebsdrehmoment unterworfen ist. Eine
solche drehfeste Verbindung kann durch ein Universalgelenk gebildet
werden.
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Eine
erste Vorgelegewelle und eine zweite Vorgelegewelle sind von den
Eingangswellen beabstandet. Diese Vorgelegewellen sind parallel
zu den Eingangswellen angeordnet. Die Längsachsen dieser Wellen sind
parallel zueinander.
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Das
DCT umfasst außerdem
eine erste Zahnradgruppe, eine zweite Zahnradgruppe und eine dritte
Zahnradgruppe zur Übertragung
eines Eingangsdrehmoments von einem Motor auf ein Differential eines
Automobils.
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Die
erste Zahnradgruppe umfasst ein erstes Festrad, ein erstes Losrad
und eine erste Kupplungsvorrichtung. Insbesondere ist das erste
Festrad auf einer der Eingangswellen vorgesehen. Das erste Losrad
und die erste Kupplungsvorrichtung sind gemeinsam auf der ersten
Vorgelegewelle angeordnet. Anders ausgedrückt trägt die erste Vorgelegewelle das
erste Losrad und die erste Kupplungsvorrichtung. Das erste Losrad
ist mit dem ersten Festrad in Eingriff bzw. kämmt mit diesem, während die
erste Kupplungsvorrichtung selektiv das erste Losrad einkuppelt.
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Wenn
die erste Kupplungsvorrichtung das erste Losrad einkuppelt, wird
ein Drehmoment von der Eingangswelle, die das erste Festrad aufweist, über das
erste Losrad, über
die erste Kupplungsvorrichtung auf die Vorgelegewelle übertragen,
die mit der ersten Kupplungsvorrichtung verbunden ist. Auf diese
Weise überträgt die erste
Zahnradgruppe ein eintreffendes Drehmoment und stellt zusammen mit anderen
Teilen des DCT zwei oder mehr verschiedene Gänge bereit.
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Die
zweite Zahnradgruppe und die dritte Zahnradgruppe sind in ähnlicher
Weise konstruiert. Die Zahnradgruppen stellen gemeinsam drei sequentiell
steigende Gänge
bereit.
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In
der Praxis kann ein Doppelkupplungselement wie zwei Kupplungsvorrichtungen
wirken, die zwei Losräder
bedienen. Alternativ können
zwei Einzelkupplungselemente wie zwei Kupplungsvorrichtungen wirken,
die zwei Losräder
bedienen.
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Zur
Erläuterung
betrachten wir Getriebegänge
eines Automobils, die in einer sequentiell steigenden Weise von
einem ersten Gang bis zu einem siebten Gang angeordnet sind. Ein
erster Gang besitzt ein Übersetzungsverhältnis von
2,97:1. Ein zweiter Gang besitzt ein Übersetzungsverhältnis von
2,07:1. Ein dritter Gang besitzt ein Übersetzungsverhältnis von
1,43:1. Ein vierter Gang besitzt ein Übersetzungsverhältnis von
1,00:1. Ein fünfter
Gang besitzt ein Übersetzungsver hältnis von
0,84:1. Ein sechster Gang besitzt ein Übersetzungsverhältnis von
0,56:1. Ein siebter Gang besitzt ein Übersetzungsverhältnis von
0,42:1. Mit diesen Übersetzungsverhältnissen können die
Gänge eine
steigende Reihe von Abtriebsdrehzahlen für den Antrieb eines Automobils liefern,
das mit diesen Getriebegängen
ausgestattet ist.
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Überdies
enthält
das DCT Teile zur Vervielfältigung
seiner Getriebedrehzahl. Die Teile umfassen eine nachgeschaltete
Zahnradgruppe, die ein Eingangsdrehmoment mit einer Drehzahl empfängt und
die empfangene eine Drehzahl in zwei oder mehr Drehzahlen weiter
umwandelt. Die nachgeschaltete Zahnradgruppe umfasst Zahnräder auf
der zweiten Vorgelegewelle, welche die Losräder der ersten, der zweiten
und der dritten Zahnradgruppe trägt.
Die nachgeschaltete Zahnradgruppe umfasst außerdem ein oder mehrere Zahnräder auf
einer dritten Vorgelegewelle, die mit einem Ritzel versehen ist.
Bei einer Ausführungsform
umfasst die nachgeschaltete Zahnradgruppe ein erstes nachgeschaltetes
Festrad, ein zweites nachgeschaltetes Festrad und ein drittes nachgeschaltetes
Festrad.
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Das
erste nachgeschaltete Festrad ist auf der ersten Vorgelegewelle
vorgesehen, während
das zweite nachgeschaltete Festrad auf der zweiten Vorgelegewelle
vorgesehen ist. Das erste nachgeschaltete Festrad ist mit dem zweiten
nachgeschalteten Festrad in Eingriff. Das dritte nachgeschaltete Festrad
ist auf der zweiten Vorgelegewelle vorgesehen.
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Des
Weiteren umfassen die Teile auch eine nachgeschaltete Vorgelegewelle
und eine nachgeschaltete Zahnradgruppe. Die nachgeschaltete Vorgelegewelle
ist von den Eingangswellen beabstandet und parallel zu den Eingangswellen
angeordnet.
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Überdies
ist die nachgeschaltete Zahnradgruppe auf der nachgeschalteten Vorgelegewelle
angeordnet.
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Die
nachgeschaltete Zahnradgruppe umfasst ein erstes nachgeschaltetes
Losrad, ein zweites nachgeschaltetes Losrad und eine nachgeschaltete Kupplungsvorrichtung.
Das erste nachgeschaltete Losrad ist mit dem zweiten nachgeschalteten
Festrad in Eingriff. Das zweite nachgeschaltete Losrad ist mit dem
dritten nachgeschalteten Festrad in Eingriff. Die nachgeschaltete
Kupplungsvorrichtung kuppelt selektiv eines der nachgeschalteten
Losräder
ein.
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Zur
Abgabe eines Drehmoments umfasst das DCT außerdem ein Hauptritzel, das
auf der nachgeschalteten Vorgelegewelle angeordnet ist. Das Antriebsdrehmoment
kann auf eine Antriebseinheit eines Fahrzeugs übertragen werden. Die Antriebseinheit
wird auch als Antriebsstrang oder Antriebsaggregat bezeichnet, der
oder das eine Gruppe von Bauteilen für die Abgabe von Kraft an eine
Straßenoberfläche, Wasser
oder Luft umfasst. Die Bauteile können ein Antriebsrad, eine
Gleiskette, die von Panzern oder Raupenschleppern verwendet wird,
oder einen Propeller einschließen.
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Anders
gesagt liefert das oben beschriebene DCT sechs Vorwärtsgänge durch
Doppelkupplungsscheiben. Das DCT macht das Gangschalten zwischen
ungeraden und geraden Stufen schnell und effizient, da die Zahnräder der
ungeraden und der geraden Gänge
jeweils von verschiedenen Kupplungsscheiben angetrieben werden.
Die nachgeschaltete Zahnradgruppe verdoppelt die Zahl der Gänge, die von
der zuvor beschriebenen Anordnung bereitgestellt werden, und macht
somit das DCT kompakt und leichtgewichtig. Dadurch ist das DCT leicht
herzustellen.
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Die
Doppelkupplungsgetriebevorrichtung kann eine Rücklauf-Vorgelegewelle und ein Rücklaufritzel
zur Bereitstellung eines Rückwärtsgangs umfassen.
Die Rücklauf-Vorgelegewelle
ist von den Eingangswellen beabstandet und ist parallel zu den Eingangswellen
angeordnet, wobei das Rücklaufritzel
fest an der Rucklauf-Vorgelegewelle angebracht ist, um ein Rückwärtsantriebsdrehmoment
abzugeben.
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Außerdem kann
die Doppelkupplungsgetriebevorrichtung eine Rücklaufzahnradgruppe umfassen,
die ein Rücklauf-Losrad
und eine Rücklauf-Kupplungsvorrichtung
einschließt.
Das Rücklauf-Losrad und die Rücklauf-Kupplungsvorrichtung sind
gemeinsam auf der Rücklauf-Vorgelegewelle angeordnet.
Anders ausgedrückt
sind das Rücklauf-Losrad
und die Rücklauf-Kupplungsvorrichtung auf
der Rücklauf-Vorgelegewelle
platziert. Das Rücklauf-Losrad
ist mit einem der Losräder
in Eingriff. Die Rücklauf-Kupplungsvorrichtung
dient dazu, selektiv das Rücklauf-Losrad
einzukuppeln, so dass das Rücklauf-Losrad
fest mit der Rücklauf-Vorgelegewelle
verbunden ist.
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Verschiedene
Eingangswellen können
einen Vorwärtsgang
und einen Rückwärtsgang
antreiben, um eine Schaukelfunktion zur Bergung eines Fahrzeugs,
das in Schlamm feststeckt, bereitzustellen. Der Vorwärtsgang
kann einen ersten Gang oder einen zweiten Gang umfassen. Insbesondere
können das
erste Festrad und das zweite Festrad auf verschiedenen Eingangswellen
vorgesehen sein und ist das Rücklauf-Losrad
mit dem zweiten Losrad in Eingriff.
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Dann
wird die Schaukelfunktion durch die Doppelkupplungen des DCT erzeugt,
die schnell zwischen dem Vorwärts-
und dem Rückwärtsgang
hin- und herschalten. Dadurch wird das Fahrzeug schnell vor- und
zurückgefahren,
um das Fahrzeug aus dem Schlamm zu ziehen.
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Das
DCT kann in unterschiedlicher Weise gestaltet sein. Bei einer Gestaltungsform
sind das erste Festrad und das dritte Festrad auf der äußeren Eingangswelle
vorgesehen, während
das zweite Festrad auf der inneren Eingangswelle vorgesehen ist.
Bei einer anderen Gestaltungsform sind das erste Festrad und das
dritte Festrad auf der inneren Eingangswelle vorgesehen, während das
zweite Festrad auf der äußeren Eingangswelle
vorgesehen ist. Des Weiteren können
das erste Losrad, das zweite Losrad und das dritte Losrad auf der
ersten Vorgelegewelle vorgesehen sein.
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Überdies
kann das DCT eine vierte Zahnradgruppe enthalten, um zusätzliche
Gänge bereitzustellen.
Anders gesagt liefert das DCT mit der vierten Zahnradgruppe acht
Vorwärtsgänge.
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Die
vierte Zahnradgruppe umfasst ein viertes Festrad, das auf einer
der Eingangswellen vorgesehen ist. Außerdem umfasst sie ein viertes
Losrad, das mit dem vierten Festrad in Eingriff ist. Zum selektiven
Einkuppeln des vierten Losrads ist auch eine vierte Kupplungsvorrichtung
vorgesehen. Das vierte Losrad und die vierte Kupplungsvorrichtung
sind gemeinsam auf der ersten Vorgelegewelle angeordnet. Anders
ausgedrückt
sind das erste Losrad, das zweite Losrad, das dritte Losrad und
das vierte Losrad auf derselben Vorgelegewelle platziert.
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Des
Weiteren kann die vierte Zahnradgruppe in unterschiedlicher Weise
gestaltet sein. Bei einer Gestaltungsform ist das vierte Festrad
auf der inneren Eingangswelle vorgesehen. Alternativ kann das vierte
Festrad auch auf der äußeren Ein gangswelle platziert
sein. Das vierte Losrad kann ebenfalls auf der ersten Vorgelegewelle
vorgesehen sein.
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Das
Doppelkupplungsgetriebe kann eine Parksperre enthalten. Die Parksperre
ist auf der nachgeschalteten Vorgelegewelle vorgesehen. Die nachgeschaltete
Vorgelegewelle kann ein Achsantriebsritzel für den Eingriff mit einem Differential
des DCT und dessen Blockierung umfassen. Das Differential umfasst
das Abtriebszahnrad auf der Ausgangswelle. Die Parksperre ermöglicht somit
ein sicheres Abstellen eines Fahrzeugs mit der Parksperre an einem
Ort, auch an einem Hang. Die Parksperre ist leicht zu verwirklichen
und für
die Sicherheit der Fahrgäste
von Vorteil.
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Das
Doppelkupplungsgetriebe kann Wellenlager zum Abstützen der
inneren Eingangswelle und der äußeren Eingangswelle
um fassen. Überdies können eines
oder mehrere der Wellenlager an wenigstens einem Ende der inneren
Eingangswelle und der äußeren Eingangswelle
vorgesehen sein. Dies verhindert vorteilhafterweise eine Durchbiegung
oder Auslenkung der Eingangswellen.
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Des
Weiteren kann das Doppelkupplungsgetriebe Vorgelegewellenlager zum
Abstützen
der Vorgelegewellen umfassen. Eines oder mehrere der Vorgelegewellenlager
kann neben dem Ritzel vorgesehen sein. Das Ritzel kann ein großes Drehmoment abgeben.
Folglich wird die Vorgelegewelle, die das Ritzel trägt, besser
durch ein angrenzendes Vorgelegewellenlager zur Verringerung der
Wellendurchbiegung abgestützt.
Hierdurch wird die Effizienz der Drehmomentübertragung verbessert und werden
die Kosten des DCT gesenkt.
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Desgleichen
können
eines oder mehrere der übrigen
Vorgelegewellenlager neben einem der Losräder der niedrigen Gänge vorgesehen
sein. Die Zahnräder
niedriger Gänge übertragen
größere Drehmomente
verglichen mit den Zahnrädern
höherer
Gänge.
Nahe Abstützung
durch die Lager hilft somit, eine übermäßige Durchbiegung der Vorgelegewelle
zu verringern.
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Gemäß der Anmeldung
wird ein Schaltgetriebe bereitgestellt. Das Schaltgetriebe umfasst
das DCT und ein Abtriebszahnrad, das auf einer Ausgangswelle vorgesehen
ist. Das Abtriebszahnrad ist mit den Ritzeln in Eingriff, um eine
einzige Quelle der Drehmomentabgabe zu bilden. Dies ermöglicht eine einfache
und übersichtliche
Konstruktion des DCT.
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Die
Anmeldung stellt eine Antriebsvorrichtung mit dem oben beschriebenen
Schaltgetriebe bereit. Die Antriebsvorrichtung umfasst eine oder
mehrere Kraftquellen zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments. Die
Antriebsvorrichtung weist gewöhnlich das
Schaltgetriebe und eine Kraftquelle für das Schaltgetriebe an Bord
auf, so dass sich die Antriebsvorrichtung bewegen kann, ohne physisch
mit einer externen stationären
Kraftquelle verbunden zu sein.
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Die
Kraftquelle kann einen Verbrennungsmotor umfassen. Der Antriebsstrang
mit dem Verbrennungsmotor und dem DCT ist leicht herzustellen. Zwecks
Umweltschutz kann der Verbrennungsmotor weniger Benzin verbrauchen. Überdies
kann ein Verbrennungsmotor, der andere Brennstoffarten wie z. B.
Wasserstoffbrennstoff verwendet, die Umweltbelastung verringern.
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Alternativ
kann die Kraftquelle einen Elektromotor umfassen. Ein in einem Hybridfahrzeug
oder in einem Elektroauto verwendeter Elektromotor ermöglicht eine
Verringerung der Umweltbe lastung im Vergleich zur typischen Verbrennung
unter Verwendung von Benzin. Der Elektromotor kann sogar in einem Generatormodus
Bremsenergie zurückgewinnen.
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Die
Anmeldung stellt ein Fahrzeug bereit, das die oben er wähnte Antriebsvorrichtung
umfasst. Das Fahrzeug mit der Antriebsvorrichtung ist durch Verwendung
des DCT effizient beim Energieverbrauch.
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1 stellt
eine Vorderansicht einer Ausführungsform
eines Doppelkupplungsgetriebes der Anmeldung dar,
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2 stellt
den Weg des Drehmomentflusses eines ersten Übersetzungsverhältnisses
des Doppelkupplungsgetriebes dar,
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3 stellt
den Weg des Drehmomentflusses eines zweiten Übersetzungsverhältnisses
des Doppelkupplungsgetriebes dar,
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4 stellt
den Weg des Drehmomentflusses eines dritten Übersetzungsverhältnisses
des Doppelkupplungsgetriebes dar,
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5 stellt
den Weg des Drehmomentflusses eines vierten Übersetzungsverhältnisses
des Doppelkupplungsgetriebes dar,
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6 stellt
den Weg des Drehmomentflusses eines fünften Übersetzungsverhältnisses
des Doppelkupplungsgetriebes dar,
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7 stellt
den Weg des Drehmomentflusses eines sechsten Übersetzungsverhältnisses
des Doppelkupplungsgetriebes dar,
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8 stellt
den Weg des Drehmomentflusses eines siebten Übersetzungsverhältnisses
des Doppelkupplungsgetriebes dar,
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9 stellt
den Weg des Drehmomentflusses eines achten Übersetzungsverhältnisses
des Doppelkupplungsgetriebes dar,
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10 stellt
den Weg des Drehmomentflusses eines Rückwärtsgang-Übersetzungsverhältnisses
des Doppelkupplungsgetriebes dar,
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11 stellt
eine Anordnung einer doppelseitigen Kupplungsvorrichtung des Doppelkupplungsgetriebes
zum Einkuppeln ihrer angrenzenden Zahnräder dar,
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12 stellt
eine Anordnung einer einseitigen Kupplungsvorrichtung des Doppelkupplungsgetriebes
zum Einkuppeln ihres angrenzenden Zahnrads dar,
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13 stellt
eine Anordnung eines Losrads des Doppelkupplungsgetriebes dar, das
mittels eines Lagers drehbar von einer Welle getragen wird,
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14 stellt
eine Anordnung eines Festrads des Doppelkupplungsgetriebes dar,
das auf einer Welle getragen wird, und
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15 stellt
einen Querschnitt durch eine Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors
mit dem Doppelkupplungsgetriebe dar.
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In
der folgenden Beschreibung werden detaillierte Angaben gemacht,
um die Ausführungsformen
der Anmeldung zu beschreiben. Für
den Fachmann sollte jedoch auf der Hand liegen, dass die Ausführungsformen
ohne diese Details praktiziert werden können.
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1 bis 15 liefern
eine ausführliche Beschreibung
einer Ausführungsform
eines Doppelkupplungsgetriebes (DCT) der Anmeldung. 1 bis 15 weisen
gleiche Teile auf. Die gleichen Teile tragen das gleiche Bezugszeichen
oder die gleiche Bezeichnung. Die Beschreibung der gleichen Teile
ist somit durch Bezugnahme eingeschlossen.
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1 stellt
eine Vorderansicht einer Ausführungsform
eines Doppelkupplungsgetriebes 1 der Anmeldung dar. Das
DCT 1 umfasst ein relativ großes Abtriebszahnrad 12,
eine Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38,
eine Eingangsvollwelle 20, eine Eingangshohlwelle 22,
eine obere Vorgelegewelle 40, eine untere Vorgelegewelle 50,
eine unterste Vorgelegewelle 52 und zwei Ritzel 53, 55.
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Die
oben erwähnten
Wellen, die Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38,
die zwei Eingangswellen 20, 22, die obere Vorgelegewelle 40,
die untere Vorgelegewelle 50 und die unterste Vorgelegewelle 52 sind
parallel zueinander mit vorbestimmten gegenseitigen Abständen im
Innern des DCT 1 vorgesehen.
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Die
Eingangsvollwelle 20, wie sie hier vorgesehen ist, wird
auch als K1 oder innere Eingangswelle bezeichnet, während die
Eingangshohlwelle 22 auch als K2 oder äußere Eingangswelle bezeichnet wird.
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Im
generischen Sinne kann eine Hohlwelle die Eingangsvollwelle 20 ersetzen.
Das heißt,
die Eingangswelle 20 muss keinen massiven Querschnitt besitzen,
sondern kann eine hohle Mitte aufweisen.
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Die
Eingangsvollwelle 20 und die Eingangshohlwelle 22 haben
die gleiche Drehachse und sind einzeln drehfest mit einer inneren
Kupplungsscheibe 8 und mit einer äußeren Kupplungsscheibe 10 einer Doppelkupplung 6 verbunden,
wie dies in 15 zu erkennen ist. Die innere
Kupplungsscheibe 8 ist auch als innere Kupplung bekannt.
Die äußere Kupplungsscheibe 10 ist
auch als äußere Kupplung
bekannt.
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Das
unterste Ritzel 53 und das Rücklaufritzel 55. Das
unterste Ritzel 53 ist an einer Drehachse der untersten
Vorgelegewelle 52 befestigt, während das Rücklaufritzel 55 an
einer Drehachse der Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38 befestigt
ist. Das Abtriebszahnrad 12 ist an einer Drehachse einer
Ausgangswelle 14 befestigt. Die beiden Ritzel 53, 55 stehen einzeln
an verschiedenen Positionen des Abtriebszahnrads 12 mit
dem Abtriebszahnrad 12 in Eingriff bzw. kämmen mit
diesem.
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Die
Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38,
die zwei Eingangswellen 20, 22, die obere Vorgelegewelle 40,
die untere Vorgelegewelle 50 und die unterste Vorgelegewelle 52 sind
mit vorbestimmten Abständen
zueinander parallel. Die Abstände
sind in radialen Richtungen dieser Wellen vorgesehen, was besser
in 2 zu erkennen ist. Auf diesen Wellen sind weitere
Zahnräder
montiert, die jeweils in vorbestimmter Weise miteinander in Eingriff
stehen. Die Art und Weise der Montage und des Eingriffs dieser Zahnräder ist
besser in einigen der folgenden Figuren zu erkennen.
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In
der Beschreibung dienen die Ausdrücke ”in Eingriff” und ”kämmen” in Bezug
auf verzahnte Räder
als Synonyme. Der Ausdruck ”Doppelkupplungsgetriebe” kann alternativ
als ”Doppelkupplung” oder ”Dualkupplungsgetriebe” formuliert
werden.
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1 zeigt
außerdem
eine Schnittebene A-A zur Erläuterung
einer expandierten Querschnittansicht durch das DCT 1,
die in 2 bis 10 dargestellt ist. Die Schnittebene
A-A verläuft
durch die Drehachse des Abtriebszahnrads 12, die Drehachse des
Ritzels 53, die Drehachse der unteren Vorgelegewelle 50, die
Drehachse der oberen Vorgelegewelle 40, die Drehachse der
Eingangswellen 20, 22 und die Drehachse des Ritzels 55.
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Ein
Zweck von 2 bis 10 ist
es, Struktur und Drehmomentflüsse
des DCT 1 näher
zu erläutern.
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2 stellt
eine 1 entsprechende expandierte Ansicht des DCT 1 dar,
welche zeigt, in welcher Weise die Zahnräder montiert sind.
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Das
DCT 1 umfasst von oben nach unten eine Rückwärtsgang-Vorgelegeachsenanordnung, eine
Eingangsvollwellenanordnung, eine Eingangshohlwellenanordnung, eine
obere Vorgelegewellenanordnung, eine untere Vorgelegewellenanordnung, eine
unterste Vorgelegewellenanordnung und eine Ausgangswellenanordnung.
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Insbesondere
schließt
die Eingangsvollwellenanordnung die Eingangsvollwelle 20 ein,
während die
Eingangshohlwellenanordnung die Eingangshohlwelle 22 einschließt. Die
Rückwärtsgang-Vorgelegeachsenanordnung
schließt
die die Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38 ein.
Die obere Vorgelegewellenanordnung umfasst die obere Vorgelegewelle 40.
Die untere Vorgelegewellenanordnung schließt die untere Vorgelegewelle 50 ein.
Die unterste Vorgelegewellenanordnung umfasst die unterste Vorgelegewelle 52.
Die Ausgangswellenanordnung umfasst die Ausgangswelle 14.
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Die
Hohlwelle 22 ist konzentrisch um die Eingangsvollwelle 20 angeordnet.
Die Eingansvollwelle 20 ragt an einem rechten Ende aus
der Eingangshohlwelle 22 heraus. Anders ausgedrückt ist
ein mittlerer Teil der Eingangsvollwelle 20 in einer radialen Richtung
der Eingangswellen 20, 22 von der äußeren Eingangswelle 22 umgeben.
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Die
Eingangshohlwelle 22 ist mittels eines Paars von Vollwellenlagern 71,
die an zwei Enden der Eingangshohlwelle 22 angeordnet sind,
auf der Eingangsvollwelle 20 angebracht. Folglich sind
die zwei Eingangswellen 20, 22 derart verbunden,
dass sich die Eingangsvollwelle 20 frei im Innern der Eingangshohlwelle 22 drehen
kann. Außerdem
ist ein Vollwellenlager 71 vorgesehen, um ein linkes herausragendes
Ende der Eingangsvollwelle abzustützen 20. Ein Hohlwellenlager 72 ist
ebenfalls vorgesehen, um ein rechtes Ende der Eingangshohlwelle 22 abzustützen.
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Bezug
nehmend auf 2 umfasst die Eingangsvollwellenanordnung
die Eingangsvollwelle 20 und eine Mehrzahl von Bauteilen,
die auf der Eingangsvollwelle 20 vorgesehen sind. Die Bauteile
umfassen, von einem rechten Ende der Eingangsvollwelle 20 zu
einem linken Ende der Eingangsvollwelle 20, das Vollwellenlager 71,
das Hohlwellenlager 72, ein Festrad achter Gang 28,
ein Festrad zweiter Gang 30 und das Vollwellenlager 71.
Das Hohlwellenlager 72 dient ebenfalls als Vollwellenlager 71. Das
Festrad achter Gang 28 dient als Festrad vierter Gang 31.
Das Festrad zweiter Gang 30 dient als Festrad sechster
Gang 32. Das Festrad zweiter Gang 30 und das Festrad
achter Gang 28 sind koaxial auf der Eingangsvollwelle 20 befestigt.
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Bezug
nehmend auf 2 umfasst die Eingangshohlwellenanordnung
die Eingangshohlwelle 20 und eine weitere Mehrzahl von
Bauteilen, die auf der Eingangshohlwelle 20 angeordnet
sind. Die Bauteile umfassen, von einem rechten Ende der Eingangshohlwelle 20 zu
einem linken Ende der Eingangshohlwelle 20, das Hohlwellenlager 72,
ein Festrad erster Gang 24 und ein Festrad dritter Gang 25.
Das Festrad erster Gang 24 dient als Festrad fünfter Gang 26,
während
das Festrad dritter Gang 25 als Festrad siebter Gang 27 dient.
Sowohl das Festrad erster Gang 24 als auch das Festrad
dritter Gang 25 sind koaxial an der Eingangshohlwelle 22 befestigt.
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Bezug
nehmend auf 2 umfasst die Rückwärtsgang-Vorgelegeachsenanordnung
die Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38.
Eine Mehrzahl von Bauteilen ist auf der Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38 angeordnet.
Die Bauteile umfassen, vom rechten Ende zum linken Ende, ein Rücklaufritzel 55, ein
Vorgelegeachsenlager 74, ein Rückwärtsgang-Losrad 37,
eine einseitige Kupplungsvorrichtung 83 und ein weiteres
Vorgelegeachsenlager 74.
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Das
Rücklaufritzel 55 ist
mit seiner Drehachse an der Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38 befestigt.
Die Vorgelegeachsenlager 74 dienen zur Abstützung der
Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38.
Das Rückwärtsgang-Losrad 37 ist
gesondert durch Lager auf der Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38 montiert, so
dass das Rückwärtsgang-Losrad 37 als
Losrad wirkt, das sich frei um die Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38 drehen
kann. Die einseitige Kupplungsvorrichtung 83 ist dafür ausgelegt,
sich entlang der Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38 zu
bewegen, um das Rückwärtsgang-Losrad 37 einzukuppeln
oder auszukuppeln.
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Bezug
nehmend auf 2 schließt die obere Vorgelegewellenanordnung
die obere Vorgelegewelle 40 und eine weitere Mehrzahl von
Bauteilen ein, die auf der oberen Vorgelegewelle 40 vorgesehen sind.
Die Bauteile umfassen, vom rechten Ende zum linken Ende, ein Vorgelegewellenlager 73,
ein Festrad oberer Gang 42, ein Losrad erster Gang 60, eine
doppelseitige Kupp lungsvorrichtung 80, ein Losrad dritter
Gang 62, ein Losrad vierter Gang 63, eine doppelseitige
Kupplungsvorrichtung 81, ein Losrad zweiter Gang 61 und
ein weiteres Vorgelegewellenlager 73.
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Die
Vorgelegewellenlager 73 sind dafür vorgesehen, die obere Vorgelegewelle 40 abzustützen. Das
Festrad oberer Gang 42 ist koaxial an der oberen Vorgelegewelle 40 befestigt.
Das Losrad erster Gang 60, das Losrad dritter Gang 62 und
das Losrad vierter Gang 63 sind einzeln durch Lager auf
der oberen Vorgelegewelle 40 montiert, so dass das Losrad erster
Gang 60, das Losrad dritter Gang 62 und das Losrad
vierter Gang 63 als Losräder wirken, die sich frei um
die obere Vorgelegewelle 40 drehen können. Überdies dient das Losrad erster
Gang 60 als Losrad fünfter
Gang 64, und es kämmt
mit dem Rückwärtsgang-Losrad 37.
Das Losrad dritter Gang 62 dient als Losrad siebter Gang 66,
und es kämmt
and mit dem Festrad dritter Gang 25. Das Losrad vierter
Gang 63 dient als Losrad achter Gang 67, und es
kämmt mit dem
Festrad achter Gang 28. das Losrad zweiter Gang 61 dient
als Losrad sechster Gang 65, und es kämmt mit dem Festrad zweiter
Gang 30.
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Die
doppelseitige Kupplungsvorrichtung 80 ist dafür ausgelegt,
sich entlang der oberen Vorgelegewelle 40 zu bewegen, um
eines von dem Losrad erster Gang 60 und dem Losrad dritter 62 mit
der oberen Vorgelegewelle 40 zu kuppeln oder um eines von
dem Losrad erster Gang 60 und dem Losrad dritter Gang 62 von
der oberen Vorgelegewelle 40 zu entkuppeln. Ebenso ist
die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 81 dafür ausgelegt,
sich entlang der oberen Vorgelegewelle 40 zu bewegen, um
eines von dem Losrad vierter Gang 63 und dem Losrad zweiter Gang 61 mit
der oberen Vorgelegewelle 40 zu kuppeln oder um eines von
dem Losrad vierter Gang 63 und dem Losrad zweiter Gang 61 von
der oberen Vorgelegewelle 40 zu entkuppeln.
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In
der Praxis können
zwei einseitige Kupplungsvorrichtungen die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 80 oder
die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 81 ersetzen, um
dieselbe Funktion zu erfüllen.
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Bezug
nehmend auf 2 umfasst die untere Vorgelegewellenanordnung
die untere Vorgelegewelle 50 und eine weitere Mehrzahl
von Bauteilen, die auf der unteren Vorgelegewelle 50 angeordnet sind.
Die Bauteile umfassen, vom rechten Ende zum linken Ende, ein Vorgelegewellenlager 74,
ein Festrad erster unterer Gang 43, ein Festrad zweiter unterer
Gang 46 und ein weiteres Vorgelegewellenlager 74.
Die Vorgelegewellenlager 74 dienen zur Abstützung der
unteren Vorgelegewelle 50. Das Festrad erster unterer Gang 43 ist
koaxial an der unteren Vorgelegewelle 50 befestigt, und
es kämmt
mit dem Festrad oberer Gang 42. Das Festrad zweiter unterer Gang 46 ist
ebenfalls koaxial an der unteren Vorgelegewelle 50 befestigt.
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Bezug
nehmend auf 2 umfasst die unterste Vorgelegewellenanordnung
die unterste Vorgelegewelle 52 und eine weitere Mehrzahl
von Bauteilen, die auf der untersten Vorgelegewelle 52 montiert
sind. Die Bauteile umfassen, vom rechten Ende zum linken Ende, ein
unterstes Ritzel 53, ein Vorgelegewellenlager 74,
ein Losrad erster unterster Gang 44, ein Losrad zweiter
unterster Gang 45, ein Parksperrenrad 75 und ein
weiteres Vorgelegewellenlager 74.
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Insbesondere
ist das unterste Ritzel 53 mit seiner Drehachse an der
untersten Vorgelegewelle 52 befestigt. Die Vorgelegewellenlager 74 dienen
zur Abstützung
der untersten Vorgelege welle 52. Das Losrad erster unterster
Gang 44 ist gesondert durch Lager auf der untersten Vorgelegewelle 52 montiert, so
dass das Losrad erster unterster Gang 44 als Losrad wirkt,
das sich frei um die unterste Vorgelegewelle 52 drehen
kann. Das Losrad erster unterster Gang 44 kämmt mit
dem Festrad erster unterer Gang 43. Ebenso ist das Losrad
zweiter unterster Gang 45 gesondert durch Lager auf der
untersten Vorgelegewelle 52 montiert, so dass das Losrad
zweiter unterster Gang 45 als Losrad wirkt, das sich frei
um die unterste Vorgelegewelle 52 drehen kann. Das Losrad
zweiter unterster Gang 45 kämmt mit dem Festrad zweiter unterer
Gang 46.
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Die
doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 ist dafür ausgelegt,
sich entlang der untersten Vorgelegewelle 52 zu bewegen,
um eines von dem Losrad erster unterster Gang 44 und dem
Losrad zweiter unterster Gang 45 mit der untersten Vorgelegewelle 52 zu
kuppeln oder um eines von dem Losrad erster unterster Gang 44 und
dem Losrad zweiter unterster Gang 45 von der untersten
Vorgelegewelle 52 zu entkuppeln.
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Das
Parksperrenrad 75 ist an der untersten Vorgelegewelle 52 befestigt.
Das Parksperrenrad 75 ist Teil einer Parksperre, die dazu
verwendet wird, die unterste Vorgelegewelle 52 zu blockieren,
wenn ein Fahrzeug mit dem Doppelkupplungsgetriebe 1 abgestellt
wird. Die unterste Vorgelegewelle 52, das Parksperrenrad 75 ist
mit einer Sperrklinkenvorrichtung oder mit einer Rastvorrichtung
versehen, um die unterste Vorgelegewelle 52 zu blockieren.
Die Rastvorrichtung weist ein Zahnstangenelement, eine Klaue oder
dergleichen auf. Im Parkmodus ist das Parksperrenrad 75 in
Eingriff, um über
die unterste Vorgelegewelle 52 und über das Abtriebszahnrad 12 die Ausgangswelle 14 zu
blockieren und somit die Ausgangswelle 14 am Drehen zu
hindern.
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Bezug
nehmend auf 2 schließt die Ausgangswellenanordnung
die Ausgangswelle 14 und das Abtriebszahnrad 12 ein,
das koaxial an der Ausgangswelle 14 befestigt ist 14.
Das Abtriebszahnrad 12 kämmt mit dem untersten Ritzel 53 und
dem Rücklaufritzel 55.
Zwei Ausgangswellenlager 77 sind jeweils an zwei gegenüberliegenden
Enden der Ausgangswelle 14 angeordnet, um die Ausgangswelle 14 abzustützen.
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Anders
ausgedrückt
weist das DCT 1 eine Einrichtung mit Doppeleingriff auf.
Die Einrichtung mit Doppeleingriff umfasst, dass 43 mit
dem Festrad oberer Gang 42 und dem Losrad erster unterster Gang 44 in
Eingriff ist. Der Ausdruck ”Kupplungsvorrichtung” kann alternativ
als ”Schaltmechanismus” oder als ”Gleichlaufeinrichtung” bezeichnet
werden.
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Das
Festrad erster Gang 24 ist auch als erstes Festrad bekannt.
Desgleichen ist das Festrad dritter Gang 25 auch als drittes
Festrad bekannt. Das Festrad fünfter
Gang 26 ist auch als fünftes
Festrad bekannt. Das Festrad siebter Gang 27 ist auch als siebtes
Festrad bekannt. Das Festrad achter Gang 28 ist auch als
achtes Festrad bekannt. Das Festrad zweiter Gang 30 ist
auch als zweites Festrad bekannt. Das Festrad vierter Gang 31 ist
auch als viertes Festrad bekannt. Das Festrad sechster Gang 32 ist
auch als sechstes Festrad bekannt.
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Überdies
ist das Rückwärtsgang-Losrad 37 auch
als Rücklauf-Losrad bekannt. Desgleichen
ist die Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38 auch
als Rücklaufwelle
bekannt.
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Das
Losrad erster Gang 60 ist auch als erstes Losrad bekannt.
Desgleichen ist das Losrad zweiter Gang 61 auch als zweites
Losrad bekannt. Das Losrad dritter Gang 62 ist auch als
drit tes Losrad bekannt. Das Losrad vierter Gang 63 ist
auch als viertes Losrad bekannt. Das Losrad fünfter Gang 64 ist
auch als fünftes
Losrad bekannt. Das Losrad sechster Gang 65 ist auch als
sechstes Losrad bekannt. Das Losrad siebter Gang 66 ist
auch als siebtes Losrad bekannt. Das Losrad achter Gang 67 ist
auch als achtes Losrad bekannt.
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Im
generischen Sinne können
die Eingangswellen 20 und 22 oder die Wellen 38, 40, 50 und 52 durch
zwei oder mehr Lager gestützt
sein statt durch zwei Lager.
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In
den Zeichnungen der vorliegenden Anmeldung stellen gestrichelte
Linien entweder alternative Positionen der abgebildeten Teile oder
eine kämmende
Beziehung zwischen den Zahnrädern
dar.
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Das
DCT 1 kann in gleicher Weise wie ein bekanntes manuelles
Getriebe, zum Beispiel ein manuelles Parallelgetriebe, angeschlossen
werden. Bei dem bekannten manuellen Getriebe erstreckt sich eine
Antriebswelle für
eine Vorderachse eines Fahrzeugs aus seinem Getriebegehäuse nach
außen
und parallel zur seinem Hauptgetriebe. Diese Anordnung bietet wenig
Raum für
die Betätigung
des Getriebes und der Kupplung und für einen optionalen Elektromotor.
Der optionale Elektromotor kann als Anlasservorrichtung für einen
Verbrennungsmotor, als Energierückgewinnungsvorrichtung
für Bremsvorgänge oder
als zusätzliches
Antriebsmittel in Hybridfahrzeugen dienen. Die Verfügbarkeit
von derart wenig Raum ist mit einer Reihe von Schwierigkeiten verbunden,
die von dieser Ausführungsform
behoben oder zumindest verringert werden.
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Das
DCT 1 hat einen geringen Raumbedarf und kann daher in eine
Struktur eines Parallelgetriebes eingebaut werden. Über dies
besitzt das DCT 1 zwei Eingangswellen, die an zwei parallele
Getriebe angeschlossen sein können.
Die zwei Eingangswellen können über ihre
eigene Kupplung drehfest an eine Welle gekuppelt werden, die von
einem Antriebsmotor angetrieben wird. Das DCT 1 kann außerdem eine
Ausgangswelle bereitstellen, die parallel zu der Eingangswelle ist.
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Das
DCT 1 ist auch besonders gut für den Quereinbau in Frontantriebfahrzeugen
geeignet, bei denen das Frontdifferential zum Beispiel unter den Ritzeln 51, 55 angeordnet
sein kann. So kann eine kurze Gesamtlänge des Antriebsstranges zur
Drehmomentübertragung
erreicht werden.
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Die
Anmeldung sieht wenigstens zwei relativ kleine Ritzel 53, 55 auf
zwischenliegenden Vorgelegewellen 52, 38 vor,
die mit einem relativ großen
Abtriebszahnrad 12 kämmen.
Das Abtriebszahnrad 12 ist wiederum an der Ausgangswelle 14 befestigt.
Diese Anordnung liefert ein kompaktes und leichtgewichtiges DCT 1.
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Die
Ausführungsform
ermöglicht
außerdem eine
Konstruktion, bei der das Abtriebszahnrad 12 in eine Getriebedifferentialvorrichtung
integriert ist, ohne dass eine Ausgangszwischenwelle des DCT 1 vorgesehen
ist.
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Dies
ermöglicht
außerdem
eine Konstruktion, bei der das Abtriebszahnrad in eine Getriebedifferentialvorrichtung
integriert ist, ohne dass eine Ausgangszwischenwelle des Schaltgetriebes
vorgesehen ist. Dies ermöglicht
eine sehr dichte Packsituation für
die Getriebevorrichtung.
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Die
Festräder
sind in einer Weise angeordnet, die einen energieeffizienten Betrieb
unterstützt. Festräder für gerade Gänge sind
auf einer Eingangswelle vorgesehen, während Festräder für ungerade Gänge auf
einer anderen Eingangswelle vorgesehen sind. Diese Anordnung ermöglicht einen
gleichmäßigen sequentiellen
Gangwechsel. Wenn das DCT 1 in einen bestimmten Gang eingerückt oder
eingekuppelt ist, kann der nächste
sequentielle Gang in entweder ansteigender oder abfallender Weise
für einen schnellen
und gleichmäßigen Übergang
oder Gangwechsel positioniert werden.
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Die
Wellen 38 und 52 weisen eine verringerte Wellendurchbiegung
auf, da die Vorgelegewellenlager 74 neben den Ritzeln 53, 55 angeordnet
sind, die viel Last ausüben. überdies
sind aus den gleichen Gründen
die Lager 71, 72 oder 73 an Enden der
Wellen 20, 22, 38, 40, 50 und 52 angeordnet.
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2 bis 10 erläutern den
Drehmomentfluss für
verschiedene Übersetzungsverhältnisse.
Ein Verbrennungsmotor, der nicht dargestellt ist, überträgt ein Eingangsdrehmoment
auf das DCT 1.
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2 zeigt
den Weg des Drehmomentflusses eines ersten Übersetzungsverhältnisses.
Die Eingangshohlwelle 22 empfängt das Eingangsdrehmoment.
Wie in 2 dargestellt, wird das Drehmoment dann über das
Festrad erster Gang 24, über das Losrad erster Gang 60 und über die
doppelseitige Kupplungsvorrichtung 80 weitergeleitet. Die
doppelseitige Kupplungsvorrichtung 80 ist mit dem Losrad
erster Gang 60 gekuppelt bzw. verbunden. Das Drehmoment
wird anschließend über die
obere Vorgelegewelle 40, über das Festrad oberer Gang 42, über das
Festrad erster unterer Gang 43, über die untere Vorgelegewelle 50, über das
Festrad zweiter unterer Gang 46, über das Losrad zweiter unterster Gang 45 und über die
doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 weitergeleitet. Die
doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 ist mit dem Losrad
zweiter unterster Gang 45 in Eingriff. Danach wird das
Drehmoment über
die unterste Vorgelegewelle 52, über das unterste Ritzel 53 und über das
Abtriebszahnrad 12 auf die Ausgangswelle 14 übertragen.
Somit ist die Zahl der Zahneingriffe oder der verbundenen Zahnradpaare
für die
Drehmomentübertragung
des ersten Gangs vier.
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3 zeigt
den Weg des Drehmomentflusses eines zweiten Übersetzungsverhältnisses.
Die Eingangsvollwelle 20 empfängt das Eingangsdrehmoment.
Das Drehmoment wird dann über
das Festrad zweiter Gang 30, über das Losrad zweiter Gang 61 und über die
doppelseitige Kupplungsvorrichtung 81 weitergeleitet. Die
doppelseitige Kupplungsvorrichtung 81 ist mit dem Losrad
zweiter Gang 61 gekuppelt bzw. verbunden. Das Eingangsdrehmoment
wird anschließend über die
obere Vorgelegewelle 40, über das Festrad oberer Gang 42, über das Festrad
erster unterer Gang 43, über die untere Vorgelegewelle 50, über das
Festrad zweiter unterer Gang 46, über das Losrad zweiter unterster
Gang 45 und über
die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 weitergeleitet.
Die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 ist mit dem Losrad
zweiter unterster Gang 45 in Eingriff. Danach wird dass
Eingangsdrehmoment über
die unterste Vorgelegewelle 52, über das unterste Ritzel 53 und über das
Abtriebszahnrad 12 auf die Ausgangswelle 14 übertragen.
Somit ist die Zahl der Zahneingriffe für die Drehmomentübertragung des
zweiten Gangs vier.
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4 zeigt
den Weg des Drehmomentflusses eines dritten Übersetzungsverhältnisses.
Die Eingangshohlwelle 22 empfängt das Eingangsdrehmoment.
Das Drehmoment wird dann über
das Festrad dritter Gang 25, über das Losrad dritter Gang 62, über die
doppelseitige Kupplungsvorrichtung 80 weitergelei tet. Die
doppelseitige Kupplungsvorrichtung 80 ist mit dem Losrad
dritter Gang 62 gekuppelt bzw. verbunden. Danach wird das
Drehmoment über die
obere Vorgelegewelle 40, über das Festrad oberer Gang 42, über das
Festrad erster unterer Gang 43, über die untere Vorgelegewelle 50, über das Festrad
zweiter unterer Gang 46, über das Losrad zweiter unterster
Gang 45 und über
die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 weitergeleitet.
Die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 ist mit dem Losrad zweiter
unterster Gang 45 in Eingriff. Das Drehmoment wird anschließend über die
unterste Vorgelegewelle 52, über das unterste Ritzel 53 und über das Abtriebszahnrad 12 auf
die Ausgangswelle 14 übertragen.
Insgesamt ist die Zahl der Zahneingriffe für die Drehmomentübertragung
des dritten Gangs vier.
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5 zeigt
den Weg des Drehmomentflusses eines vierten Übersetzungsverhältnisses.
Die Eingangsvollwelle 20 empfängt das Eingangsdrehmoment.
Das Drehmoment wird dann über
das Festrad vierter Gang 31, über das Losrad vierter Gang 63 und über die
doppelseitige Kupplungsvorrichtung 81 weitergeleitet. Die
doppelseitige Kupplungsvorrichtung 81 ist mit dem Losrad
vierter Gang 63 gekuppelt bzw. verbunden. Das Eingangsdrehmoment
wird anschließend über die
obere Vorgelegewelle 40, über das Festrad oberer Gang 42, über das Festrad
erster unterer Gang 43, über die untere Vorgelegewelle 50, über das
Festrad zweiter unterer Gang 46, über das Losrad zweiter unterster
Gang 45 und über
die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 weitergeleitet.
Die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 ist mit dem Losrad
zweiter unterster Gang 45 gekuppelt bzw. verbunden. Danach
wird das Eingangsdrehmoment über
die unterste Vorgelegewelle 52, über das unterste Ritzel 53 und über das
Abtriebszahnrad 12 auf die Ausgangs welle 14 übertragen.
Somit ist die Zahl der Zahneingriffe für die Drehmomentübertragung
des vierten Gangs vier.
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6 zeigt
den Weg des Drehmomentflusses eines fünften Übersetzungsverhältnisses.
Die Eingangshohlwelle 22 empfängt das Eingangsdrehmoment.
Das Drehmoment wird dann über
das Festrad erster Gang 24, über das Losrad erster Gang 60, über die
doppelseitige Kupplungsvorrichtung 80 weitergeleitet. Die
doppelseitige Kupplungsvorrichtung 80 ist mit dem Losrad
erster Gang 60 gekuppelt bzw. verbunden. Das Eingangsdrehmoment
wird anschließend über die
obere Vorgelegewelle 40, über das Festrad oberer Gang 42, über das
Festrad erster unterer Gang 43, über das Losrad erster unterster Gang 44 und über die
doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 weitergeleitet. Die
doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 ist mit dem Losrad
erster unterster Gang 44 in Eingriff. Anschließend wird
das Eingangsdrehmoment über
die unterste Vorgelegewelle 52, über das unterste Ritzel 53 und über das
Abtriebszahnrad 12 auf die Ausgangswelle 14 übertragen.
Somit ist die Zahl der Zahneingriffe für die Drehmomentübertragung
des fünften
Gangs vier.
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7 zeigt
den Weg des Drehmomentflusses eines sechsten Übersetzungsverhältnisses.
Die Eingangsvollwelle 20 empfängt das Eingangsdrehmoment.
Das Drehmoment wird dann über
das Festrad zweiter Gang 30, über das Losrad zweiter Gang 61 und über die
doppelseitige Kupplungsvorrichtung 81 weitergeleitet. Die
doppelseitige Kupplungsvorrichtung 81 ist mit dem Losrad
zweiter Gang 61 gekuppelt bzw. verbunden. Anschließend wird
das Eingangsdrehmoment über
die obere Vorgelegewelle 40, über das Festrad oberer Gang 42, über das Festrad
erster unterer Gang 43, über das Losrad erster unterster
Gang 44 und über
die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 weitergelei tet.
Die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 ist mit dem Losrad erster
unterster Gang 44 in Eingriff. Das Eingangsdrehmoment wird
danach über
die unterste Vorgelegewelle 52, über das unterste Ritzel 53 und über das Abtriebszahnrad 12 auf
die Ausgangswelle 14 übertragen.
Somit ist die Zahl der Zahneingriffe für die Drehmomentübertragung
des fünften
Gangs vier.
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8 zeigt
den Weg des Drehmomentflusses eines siebten Übersetzungsverhältnisses.
Die Eingangshohlwelle 22 empfängt das Eingangsdrehmoment.
Das Drehmoment wird dann über
das Festrad dritter Gang 25, über das Losrad dritter Gang 62 und über die
doppelseitige Kupplungsvorrichtung 80 weitergeleitet. Die
doppelseitige Kupplungsvorrichtung 80 ist mit dem Losrad
dritter Gang 62 gekuppelt bzw. verbunden. Das Eingangsdrehmoment
wird anschließend über die
obere Vorgelegewelle 40, über das Festrad oberer Gang 42, über das
Festrad erster unterer Gang 43, über das Losrad erster unterster
Gang 44 und über
die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 weitergeleitet.
Die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 ist mit dem Losrad
erster unterster Gang 44 in Eingriff. Danach wird das Eingangsdrehmoment über die
unterste Vorgelegewelle 52, über das unterste Ritzel 53 und über das
Abtriebszahnrad 12 auf die Ausgangswelle 14 übertragen.
Somit ist die Zahl der Zahneingriffe für die Drehmomentübertragung
des siebten Gangs vier.
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9 zeigt
den Weg des Drehmomentflusses eines achten siebten Übersetzungsverhältnisses.
Die Eingangsvollwelle 20 empfängt das Eingangsdrehmoment.
Das Drehmoment wird dann über
das Festrad vierter Gang 31, über das Losrad vierter Gang 63 und über die
doppelseitige Kupplungsvorrichtung 81 weitergeleitet. Die
doppelseitige Kupplungsvorrichtung 81 ist mit dem Losrad
vierter Gang 63 gekuppelt bzw. verbunden. Danach wird das Eingangsdrehmoment über die
obere Vorgelegewelle 40, über das Festrad oberer Gang 42, über das Festrad
erster unterer Gang 43, über das Losrad erster unterster
Gang 44 und über
die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 weitergeleitet.
Die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 ist mit dem Losrad erster
unterster Gang 44 in Eingriff. Anschließend wird das Eingangsdrehmoment über die
unterste Vorgelegewelle 52, über das unterste Ritzel 53 und über das
Abtriebszahnrad 12 auf die Ausgangswelle 14 übertragen.
Somit ist die Zahl der Zahneingriffe für die Drehmomentübertragung
des achten Gangs vier.
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10 zeigt
den Weg des Drehmomentflusses eines Rückwärtsgang-Übersetzungsverhältnisses.
Die Eingangshohlwelle 22 empfängt das Eingangsdrehmoment.
Das Drehmoment wird dann über
das erste Festrad erster Gang 24, über das Losrad erster Gang 60, über das
Rückwärtsgang-Losrad 37 und über die
einseitige Kupplungsvorrichtung 83 weitergeleitet. Die
einseitige Kupplungsvorrichtung 83 ist mit dem Rückwärtsgang-Losrad 37 gekuppelt bzw.
verbunden. Das Eingangsdrehmoment wird anschließend über die Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38,
zum Rücklaufritzel 55 und über das
Abtriebszahnrad 12 auf die Ausgangswelle 14 übertragen. Somit
ist die Zahl der Zahneingriffe für
die Drehmomentübertragung
des Rückwärtsgangs
zwei.
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11 zeigt
eine Anordnung 100 einer doppelseitigen Kupplungsvorrichtung 102 zum
Kuppeln mit ihren angrenzenden Zahnrädern 101, 103.
Die Anordnung 100 umfasst eine Welle 104 mit den
zwei koaxial montierten Losrädern 101, 103,
die auf zwei jeweiligen Lagern angeordnet sind. Die Kupplungsvorrichtung 102 ist
zwischen dem Losrad 101 auf der linken Seite und dem Losrad 103 auf
der rechten Seite vorgesehen. Die Kupplungs vorrichtung 102 ist
dafür ausgelegt,
sich entlang der Welle 104 zu bewegen, um selektiv zu einem
Zeitpunkt eines der Losräder 101, 103 einzukuppeln.
Anders ausgedrückt
können
die Losräder 101, 103 durch
die Kupplungsvorrichtung 102 abwechselnd mit der Welle 104 in
drehfesten Eingriff gebracht werden. Symbole zur Darstellung der
Anordnung 100 sind auf der rechten Seite von 11 abgebildet.
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12 zeigt
eine Anordnung 110 einer einseitigen Kupplungsvorrichtung 112 zum
Kuppeln mit ihrem angrenzenden Zahnrad 113. Die Anordnung 110 befindet
sich auf der linken Seite von 12, während Symbole
zur Darstellung der Anordnung 110 auf der rechten Seite
von 12 abgebildet sind. Die Anordnung 110 umfasst
eine Welle 114 mit dem einen koaxial montierten Losrad 113,
das auf einem Lager montiert ist. Die Kupplungsvorrichtung 112 ist neben
dem Losrad 113 vorgesehen und auf der linken Seite des
Losrads 113 angeordnet. Die Kupplungsvorrichtung 112 ist
dafür ausgelegt,
sich entlang der Welle 114 zu bewegen, um das Losrad 113 einzukuppeln
oder auszukuppeln. Anders ausgedrückt kann das Losrad 113 durch
die einseitige Kupplungsvorrichtung 112 mit der Welle 114 in
drehfesten Eingriff gebracht werden.
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13 zeigt
eine Anordnung 120 eines Losrads 121, das drehbar
von einer Welle 122 getragen wird. Die Anordnung 120 ist
auf der linken Seite von 13 abgebildet,
während
Symbole, welche die Anordnung 120 darstellen, auf der rechten
Seite von 13 abgebildet sind. Das Losrad 121 ist
mittels eines Lagers 123 koaxial auf der Welle 122 montiert. Das
Lager 123 ermöglicht
die freie Drehung des Losrads 121 um die Welle 122.
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14 zeigt
eine Anordnung 130 eines Festrads 132, das auf
einer Welle 131 getragen wird. Das Festrad 132 ist
koaxial so auf der Welle 131 montiert, dass das das Zahnrad 132 fest
an der Welle 132 angebracht ist. Das Festrad 132 und
die Welle 131 sind zu einem einzigen Körper verbunden, so dass ein
Drehmoment des Festrads 132 direkt auf die Welle 131 übertragen
wird und umgekehrt.
-
Mehrere
Festräder
sind starr mit den Eingangswellen 20 oder 22 oder
anderen Wellen 14, 38, 40 oder 50 verbunden.
Auf der linken Seite in 14 ist
ein Symbol abgebildet, wie es in den vorhergehenden Figuren für ein solches
Festrad verwendet wurde. Das häufiger
verwendete Symbol für
ein solches Festrad ist auf der rechten Seite in 14 abgebildet.
-
15 zeigt
einen Querschnitt durch eine Kurbelwelle 2 eines Verbrennungsmotors
gemäß der Ausführungsform
des DCT 1. Der Verbrennungsmotor ist in 15 nicht
dargestellt. Gemäß 15 ist eine
Kurbelwelle 2 eines Verbrennungsmotors drehfest mit dem
Gehäuse 4 einer
Doppelkupplung 6 verbunden. Die Doppelkupplung 6 umfasst
eine innere Kupplungsscheibe 8 und eine äußere Kupplungsscheibe 10,
die über
Steuerelemente, die hier nicht dargestellt sind, in drehfesten Eingriff
mit dem Gehäuse 4 gebracht
werden können.
Die Eingangsvollwelle 20 ist drehfest mit der Kupplungsscheibe 8 verbunden
und erstreckt sich durch die gesamte Hohlwelle 22. Ebenso
ist die Eingangshohlwelle 22 drehfest mit der anderen Kupplungsscheibe 10 verbunden.
-
Ein
Außendurchmesser
um die innere Kupplungsscheibe 8 ist größer als ein Außendurchmesser um
die äußere Kupplungsscheibe 10.
Entsprechend ist ein Außerdurchmesser
der inneren Kupplungsscheibe 8 größer als ein Außendurchmesser
der äußeren Kupplungsscheibe 10.
-
Die
oben angeführten
neun Drehmomentflusswege liefern nicht nur brauchbare Lösungen zur Erzeugung
von neun Gängen
des DCT 1, sondern bieten auch Möglichkeiten zur effizienten
Umschaltung von einem Gang in den anderen.
-
Der
Gangwechsel kann durch Wahl zwischen den zwei Eingangswellen und
durch Wahl der passenden Kupplungsvorrichtung ausgeführt werden.
Zum Beispiel kann das DCT 1 durch Antrieb mittels der Eingangshohlwelle 22 ungerade
Gänge liefern,
die der erste, dritte, fünfte
und siebte Gang sind. Alternativ kann das DCT 1 durch Antrieb
der Eingangsvollwelle 20 gerade Gänge liefern, die der zweite,
vierte, sechste und achte Gang sind.
-
Diese
Art des Gangwechsels gewährleistet Gangschaltvorgänge mit
einem geringeren Antriebsdrehmomentverlust. Das liegt daran, dass
die Gangschaltvorgänge
durch selektives Einrücken
einer der zwei Kupplungsscheiben 8, 10 des DCT 1 erreicht werden
können.
Daher kann eine angegliederte zusätzliche Hauptantriebskupplung
vermieden werden. Selektive Verbindungen zwischen den zwei Kupplungsscheiben 8, 10 ermöglichen
außerdem
die Verwirklichung eines Automatikgetriebes, das ohne Unterbrechung
der Antriebskraft betrieben werden kann. Die Antriebskraft umfasst
die Schwungkraft, die von den sich drehenden Zahnrädern und
Wellen im Innern des DCT 1 herrührt. Ein solches Getriebe ist
in der Konstruktion einem mechanischen manuellen Getriebe ähnlich,
und es weist dementsprechend sehr niedrige Reibungsverluste auf.
Das DCT 1 stellt außerdem
ein manuelles Parallelgetriebe bereit, das für den Quereinbau in einem Fahrzeug
mit Frontantrieb verwendet werden kann.
-
Überdies
weist das DCT eine relativ geringe Zahl an Verzahnungseingriffen
für Geräuscharmut und
effiziente Drehmomentübertragung
auf.
-
Das
DCT 1 arbeitet als Gruppenvorgelege oder -getriebe, das
eine Hauptgetriebegruppe, eine vorgeschaltete Getriebegruppe und
eine nachgeschaltete Getriebegruppe aufweist.
-
Insbesondere
wirken die Eingangsvollwellenanordnung und die Eingangshohlwellenanordnung
als vorgeschaltete Getriebegruppe. Die obere Vorgelegewellenanordnung
und die untere Vorgelegewellenanordnung wirken als Hauptgetriebegruppe. Die
unterste Ritzelanordnung wirkt als nachgeschaltete Getriebegruppe,
die zwei Übersetzungsverhältnisbereiche
ermöglicht,
wobei die Anzahl der Drehzahlen des DCT 1 verdoppelt wird.
Die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82, die selektiv
mit dem Losrad erster unterster Gang 44 oder mit dem Losrad zweiter
unterster Gang 45 kuppelt, bewirkt die Getriebedrehzahlverdopplung.
-
Die
Getriebedrehzahlverdopplung ermöglicht,
dass das DCT 1 weniger Raum einnimmt und dass das DCT 1 sowohl
leichtgewichtig als auch kostengünstig
herstellbar ist.
-
Obwohl
die obige Beschreibung viel Detailgenauigkeit enthält, sollte
diese nicht als Einschränkung
für den
Umfang der Ausführungsformen
aufgefasst werden, sondern lediglich als Erläuterung der vorhersehbaren
Ausführungsformen.
Insbesondere sollten die oben angeführten Vorteile der Ausführungsformen
nicht als Einschränkung
für den
Umfang der Ausführungsformen aufgefasst
werden, sondern nur zur Erklärung
möglicher
Errungenschaften bei Umsetzung der beschriebenen Ausführungsformen in
die Praxis dienen. Daher sollte der Umfang der Ausführungsformen
durch die Ansprüche
und nicht durch die angegebenen Beispiele definiert werden.
-
- 1
- Doppelkupplungs-Schaltgetriebe
11
- 2
- Kurbelwelle
- 4
- Kupplungsgehäuse
- 6
- Doppelkupplung
- 8
- Kupplungsscheibe
- 10
- Kupplungsscheibe
- 12
- Abtriebszahnrad
- 14
- Ausgangswelle
- 20
- Eingangsvollwelle
- 22
- Eingangshohlwelle
- 24
- Festrad
erster Gang
- 25
- Festrad
dritter Gang
- 26
- Festrad
fünfter
Gang
- 27
- Festrad
siebter Gang
- 28
- Festrad
achter Gang
- 30
- Festrad
zweiter Gang
- 31
- Festrad
vierter Gang
- 32
- Festrad
sechster Gang
- 37
- Rückwärtsgang-Losrad
- 38
- Rückwärtsgang-Vorgelegeachse
- 40
- obere
Vorgelegewelle
- 42
- Festrad
oberer Gang
- 43
- Festrad
erster unterer Gang
- 44
- Losrad
erster unterster Gang
- 45
- Losrad
zweiter unterster Gang
- 46
- Festrad
zweiter unterer Gang
- 50
- untere
Vorgelegewelle
- 52
- unterste
Vorgelegewelle
- 53
- unterstes
Ritzel
- 55
- Rücklaufritzel
- 60
- Losrad
erster Gang
- 61
- Losrad
zweiter Gang
- 62
- Losrad
dritter Gang
- 63
- Losrad
vierter Gang
- 64
- Losrad
fünfter
Gang
- 65
- Losrad
sechster Gang
- 66
- Losrad
siebter Gang
- 67
- Losrad
achter Gang
- 71
- Vollwellenlager
- 72
- Hohlwellenlager
- 73
- Vorgelegewellenlager
- 74
- Vorgelegeachsenlager
- 75
- Parksperrenrad
- 77
- Ausgangswellenlager
- 30
- doppelseitige
Kupplungsvorrichtung
- 31
- doppelseitige
Kupplungsvorrichtung
- 32
- doppelseitige
Kupplungsvorrichtung
- 33
- einseitige
Kupplungsvorrichtung
- 100
- doppelseitige
Kupplungsvorrichtungsanordnung
- 101
- Losrad
- 102
- Kupplungsvorrichtung
- 103
- Losrad
- 104
- Welle
- 110
- einseitige
Kupplungsvorrichtungsanordnung
- 112
- Kupplungsvorrichtung
- 113
- Losrad
- 114
- Welle
- 120
- Losradanordnung
- 121
- Losrad
- 122
- Welle
- 123
- Lager
- 130
- Festradanordnung
- 131
- Welle
- 132
- Festrad