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Die Erfindung betrifft ein Doppelkupplungswindungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug, mit einer ersten Getriebeeingangswelle, mit einer zweiten Getriebeeingangswelle, mit mindestens einer Triebwelle, mit mindestens einer Hohlwelle, mit mehreren Zahnrädern und mit mehreren Schaltelementen, wobei die zweite Getriebeeingangswelle über eine erste Reibkupplung und die erste Getriebeeingangswelle über eine zweite Reibkupplung mit einem Antriebsmotor verbindbar oder verbunden ist, wobei die Zahnräder derart kämmend angeordnet sind, dass diese kämmend angeordneten Zahnräder mehrere Zahnradstufen bilden, wobei mit den Schaltelementen die Zahnradstufen derart schaltbar sind, dass mehrere Gänge schaltbar sind, wobei mindestens ein Gang als Windungsgang ausgebildet ist und sich dadurch der Leistungsfluss des Windungsganges über mindestens zwei Zahnradstufen windet, wobei auf der Triebwelle eine Hohlwelle angeordnet ist, wobei die Hohlwelle mit einem der Schaltelemente mit der Triebwelle drehfest und lösbar verbindbar ist.
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Doppelkupplungsgetriebe werden in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Das Doppelkupplungsgetriebe weist eine Doppelkupplung mit zwei Reibkupplungen auf. Die beiden Reibkupplungen sind getrennt ansteuerbare Reibkupplungen. Die beiden Reibkupplungen sind mit einer Antriebsmaschine gekoppelt bzw. koppelbar. Als Antriebsmaschine kann ein Verbrennungsmotor und/oder eine elektrische Maschine dienen. Das Doppelkupplungsgetriebe weist insbesondere zwei Teilgetriebe auf Für einen eingelegten Gang wird stets eine der Reibkupplungen genutzt, während im Teilgetriebe der anderen Reibkupplung, insbesondere der nächste oder der vorherige Gang vorgewählt wird. Durch eine gezielte Regelung der Doppelkupplung kann damit ein Schaltvorgang ohne spürbare Zugkraftunterbrechung automatisch ausgeführt werden. Die beiden Reibkupplungen sind mit jeweils einer Getriebeeingangswelle verbunden bzw. verbindbar. Das Doppelkupplungsgetriebe weist im Allgemeinen zwei Triebwellen auf. Die Getriebeeinganswellen und die Triebwellen sind über Zahnradstufen miteinander verbunden. Die Zahnradstufen werden im Stand der Technik häufig durch Festrad-/Losradpaarungen mit einem Losrad und einem Festrad gebildet. Das Losrad ist jeweils mit einer der beiden Wellen, d. h. entweder mit einer der Triebwellen oder der Getriebeeingangswellen mittels eines Schaltelementes drehfest verbindbar und auch wieder lösbar. Die mit der ersten Getriebeeingangswelle verbundenen Zahnradstufen bilden das erste Teilgetriebe und die mit der zweiten Getriebeeingangswelle verbundenen Zahnradstufen bilden das zweite Teilgetriebe des Doppelkupplungsgetriebes. Insbesondere sind die der Getriebeeingangswelle zugeordneten Zahnräder als Festräder ausgebildet und die der Triebwelle zugeordneten Zahnräder als Losräder mit entsprechenden Schaltelementen ausgebildet.
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Aus der
DE 10 2006 054 281 A1 ist ein gattungsbildendes Doppelkupplungswindungsgetriebe bekannt. Das Doppelkupplungswindungsgetriebe weist zwei Teilgetriebe mit koaxial zueinander angeordneten Getriebeeingangswellen auf. Die beiden Getriebeeingangswellen sind jeweils mit einer Reibkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes verbunden. Ferner ist eine Vorgelegewelle vorgesehen, wobei die Vorgelegewelle als erste Triebwelle dient. Koaxial zu den Getriebeeingangswellen ist eine Getriebeausgangswelle angeordnet. Der Leistungsfluss wenigstens eines Ganges windet sich über mindestens zwei Zahnradebenen und mehrere Zahnradstufen. Die Zahnradstufen sind durch miteinander kämmend angeordnete Zahnräder gebildet. Es ist ferner vorgesehen, dass die beiden Teilgetriebe als zwei hintereinander angeordnete einzelne Windungsgetriebe mit jeweils mindestens vier Vorwärtsgängen ausgebildet sind. Es ist daher ein doppelkupplungsnahes Teilgetriebe und ein doppelkupplungsfernes Teilgetriebe vorgesehen. Das doppelkupplungsnahe bzw. antriebsmotorseitig angeordnete Teilgetriebe ist einstufig und viergängig ausgebildet. Dieses antriebsmotorseitige Teilgetriebe weist einen parallelen Antrieb und Abtrieb auf. Das zweite, abtriebsseitig bzw. doppelkupplungsfern nachgeordnete Teilgetriebe ist als ein zweistufiges, viergängiges Teilgetriebe mit koaxialem Antrieb und Abtrieb ausgebildet. Durch diese beiden so gebildeten viergängigen Windungsgetriebe als Teilgetriebe mit jeweils einzeln schaltbaren und drehbar gelagerten Zahnrädern ist ein achtgängiges Doppelkupplungsgetriebe erzielbar. Das erste, antriebsmotorseitig angeordnete Windungs-Teilgetriebe weist eine als mehrteilige Hohlwelle ausgebildete Getriebeeingangswelle auf. Aus dieser Hohlwelle ragt eine als Vollwelle ausgebildete weitere Getriebeeingangswelle des zweiten, abtriebsseitig angeordneten Windungsteilgetriebes heraus. Die Triebwelle ist parallel zu den Getriebeeingangswellen angeordnet. Die Triebwelle durchgreift die mehrteiligen Hohlwellen. Das zweite Windungsteilgetriebe weist ebenfalls eine mehrteilige Hohlwelle auf. Diese Hohlwelle des zweiten Windungsteilgetriebes ist antriebsseitig mit der als Vollwelle ausgebildeten Getriebeeingangswelle verbunden. Innerhalb dieser zweiten Hohlwelle ist eine Getriebeausgangswelle angeordnet. Diese Getriebeausgangswelle steht im dauerhaften kämmenden Eingriff mit der Triebwelle. Auf der Triebwelle sind mehrteilige Hohlwellen angeordnet, die dem ersten oder zweiten Teilgetriebe zugeordnet sind. Diese Hohlwellen sind über Zahnradstufen mit der ersten bzw. zweiten Getriebeeingangswelle verbindbar. Dem ersten Windungsteilgetriebe sind drei Zahnradstufen zugeordnet und dem zweiten Windungsteilgetriebe sind zwei Zahnradstufen zugeordnet, wobei diese fünf Zahnradstufen in fünf Zahnradebenen angeordnet sind.
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Zur Reduzierung von Emissionen während der Fahrt sollte der Betriebszustand des Antriebsmotors möglichst gut an den aktuellen Fahrzustand des Kraftfahrzeuges angepasst werden können. Dies kann u. a. dadurch erreicht werden, dass das Fahrzeuggetriebe eine hohe Gangzahl besitzt. Durch diese hohe Gangzahl kann eine Anpassung mit einer feinen Auflösung vorgenommen werden. Zur Reduzierung von Emissionen ist es wünschenswert, auch bei hohen Fahrgeschwindigkeiten, beispielsweise bei Autobahnfahrten die Motordrehzahl dennoch möglichst gering zu halten. Ziel ist es daher, eine hohe Gangzahl bereitzustellen, ohne die engen Bauraumrestriktionen zu verletzen, welche von Seiten der Fahrzeughersteller vorgegeben werden. Das gattungsbildende Doppelkupplungs-windungsgetriebe ist daher insbesondere für einen Front-/Quereinbau zu lang bauend und noch nicht optimal ausgebildet.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Doppelkupplungswindungsgetriebe derart auszugestalten und weiterzubilden, so dass das Doppelkupplungswindungsgetriebe zum einen eine hohe Anzahl von Gängen bereitstellt und zum anderen für einen Front-/Quereinbau geeignet ist.
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Die zuvor aufgezeigte Aufgabe wird nun dadurch gelöst, dass zwei Triebwellen vorgesehen sind, wobei die beiden Triebwellen parallel zueinander und radial beabstandet zu den beiden Getriebeeingangswellen angeordnet sind. Die beiden Triebwellen erstrecken sich insbesondere beide radial beabstandet neben den koaxial angeordneten Getriebeeingangswellen. Hierdurch ist nun ein axial kurz bauendes Doppelkupplungswindungsgetriebe bereitgestellt. Auf mindestens einer der Triebwellen ist eine Hohlwelle angeordnet. Vorzugsweise ist auf jeder der Triebwellen mindestens eine Hohlwelle oder sind auch mehrere Hohlwellen angeordnet. Die Hohlwelle ist jeweils mit einem der Schaltelemente mit der jeweiligen zugeordneten Triebwelle drehfest und lösbar verbindbar. Hierdurch wird es insbesondere auch ermöglicht, den Leistungsfluss von einer der Getriebeeingangswellen über eine erste Zahnradstufe auf eine der Hohlwellen zu leiten und von dieser Hohlwelle über eine zweite Zahnradstufe zurück auf die andere Getriebeeingangswelle weiterzuleiten, wobei diese zweite Zahnradstufe zum anderen mit der zweiten Hohlwelle beziehungsweise der anderen Hohlwelle auf der anderen Triebwelle im Eingriff steht. Diese zweite Hohlwelle ist mit der zugeordneten, anderen Triebwelle verbindbar. Der Leistungsfluss ist somit in den Windungsgängen von einer ersten Getriebeeingangswelle über eine erste Zahnradstufe auf eine der Hohlwellen und von dieser Hohlwelle zurück auf die andere, zweite Getriebeeingangswelle über eine zweite Zahnradstufe leitbar, wobei ins besondere über eine dritte Zahnradstufe der Leistungsfluss von der zweiten Getriebeeingangswelle auf die andere Hohlwelle und/oder die andere Triebwelle übertragbar ist. Die existierenden Zahnradstufen können so mehrfach genutzt werden, um mittels der Windungsgänge die Anzahl der verfügbaren Gänge zu erhöhen. Durch die nun realisierten Windungsgänge müssen keine zusätzlichen weiteren Zahnradstufen vorgesehen sein, um die Gangzahl zu erhöhen. Ein Windungsgang ist dadurch realisiert, dass der Leistungsfluss über mindestens drei unabhängige Wellen, insbesondere auch über vier Wellen fließen kann. Die Hohlwellen sind von den Triebwellen derart vom Achsabtrieb entkoppelt beziehungsweise entkoppelbar, dass über nur ein einziges Schaltelement die Hohlwelle mit der zugeordneten Triebwelle schalt- und synchronisierbar verbindbar ist. Hierdurch ist die Realisierung von Windungsgängen ermöglicht. Dies hat den Vorteil, dass mit geringem Aufwand ein bestehendes Doppelkupplungsgetriebe um mehrere Windungsgänge erweitert werden kann. Das erfindungsgemäße Doppelkupplungswindungsgetriebe kann insbesondere acht Vorwärtsgänge aufweisen. Den Gängen zwei bis sieben und dem Rückwärtsgang kann jeweils eine einzelne Zahnradstufe zugeordnet sein. Die Gänge eins und acht werden vorzugsweise als Windungsgänge realisiert. Die eingangs genannten Nachteile sind daher vermieden und entsprechende Vorteile erzielt.
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Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Doppelkupplungswindungsgetriebe in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im folgenden wird nun eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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1 in einer stark schematischen Schnittansicht ein Doppelkupplungswindungsgetriebe,
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2 in einer Tabelle ein Schaltschema eines Rückwärtsgangs,
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3 in einer stark schematischen Schnittansicht das Doppelkupplungswindungsgetriebe mit einem Leistungsfluss des Rückwärtsgangs,
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4 in einer Tabelle ein Schaltschema eines ersten Gangs,
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5 in einer schematischen Schnittansicht das Doppelkupplungswindungsgetriebe mit einem Leistungsfluss des ersten Gangs,
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6 in einer Tabelle ein Schaltschema eines zweiten Gangs,
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7 in einer schematischen Schnittansicht das Doppelkupplungswindungsgetriebe mit einem Leistungsfluss des zweiten Gangs,
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8 in einer Tabelle ein Schaltschema eines dritten Gangs,
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9 in einer schematischen Schnittansicht das Doppelkupplungswindungsgetriebe mit einem Leistungsfluss des dritten Gangs,
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10 in einer Tabelle ein Schaltschema eines vierten Ganges,
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11 in einer schematischen Schnittansicht das Doppelkupplungswindungsgetriebe mit einem Leistungsfluss des vierten Gangs,
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12 in einer Tabelle ein Schaltschema eines fünften Gangs,
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13 in einer schematischen Schnittansicht das Doppelkupplungswindungsgetriebe mit einem Leistungsfluss des fünften Ganges,
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14 in einer Tabelle ein Schaltschema eines sechsten Gangs,
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15 in einer schematischen Schnittansicht das Doppelkupplungswindungsgetriebe mit einem Leistungsfluss des sechsten Gangs,
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16 in einer Tabelle ein Schaltschema eines siebten Gangs,
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17 in einer schematischen Schnittansicht das Doppelkupplungswindungsgetriebe mit einem Leistungsfluss des siebten Gangs,
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18 in einer Tabelle ein Schaltschema eines achten Gangs, und
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19 in einer schematischen Schnittansicht das Doppelkupplungswindungsgetriebe mit einem Leistungsfluss des achten Gangs.
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In 1 ist ein Doppelkupplungswindungsgetriebe 1 gut zu erkennen.
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Das Doppelkupplungswindungsgetriebe 1 ist zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug (nicht dargestellt) geeignet. Das Doppelkupplungswindungsgetriebe 1 weist eine erste Getriebeeingangswelle 2 und eine zweite Getriebeeingangswelle 3 auf. Der zweiten Getriebeeingangswelle 3 ist eine erste Reibkupplung K1 zugeordnet. Der ersten Getriebeeingangswelle 2 ist eine zweite Reibkupplung K2 zugeordnet. Die beiden Reibkupplungen K1 und K2 sind insbesondere als nasslaufende Reibkupplung K1, K2 ausgebildet. Die Reibkupplungen K1 und K2 sind Teil einer Doppelkupplung 4. Die Doppelkupplung 4 ist mit einer Antriebswelle 5 verbunden. Die Antriebswelle 5 wird von einem Antriebsmotor (nicht dargestellt) angetrieben. Die Doppelkupplung 4 teilt das an der Antriebswelle 5 anliegende Drehmoment mittels der beiden Reibkupplungen K1, K2 auf die Getriebeeingangswellen 2, 3 auf. Die beiden Getriebeeingangswellen 2, 3 sind koaxial zueinander ausgebildet. Die Getriebeeingangswelle 3 ist hohl ausgebildet, wobei sich die erste Getriebeeingangswelle 2 innerhalb der äußeren, zweiten Getriebeeingangswelle 3 erstreckt.
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Das Doppelkupplungswindungsgetriebe 1 weist ferner mindestens eine Triebwelle 6, 7 auf. Ferner sind zwei Hohlwellen 8, 9 vorgesehen. Das Doppelkupplungswindungsgetriebe 1 weist ferner mehrere Zahnräder auf, hierzu folgendes:
Der ersten Getriebeeingangswelle 2 sind vorzugsweise drei Zahnräder, hier die Zahnräder 10, 11, 12 zugeordnet. Die Zahnräder 10, 11, 12 sind vorzugsweise als Festräder ausgebildet. Die Zahnräder 10, 11, 12 sind drehfest mit der ersten Getriebeeingangswelle 2 verbunden. Die Zahnräder 10, 11, 12 sind in drei Zahnradebenen axial nebeneinander angeordnet.
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Der zweiten Getriebeeingangswelle 3 sind insbesondere zwei Zahnräder 13, 14 zugeordnet. Die Zahnräder 13, 14 sind zwei weiteren Zahnradebenen angeordnet. Die beiden Zahnräder 13, 14 sind vorzugsweise als Festräder ausgebildet. Die beiden Zahnräder 13, 14 sind drehfest mit der zweiten Getriebeeingangswelle 3 verbunden. Mit diesen, den Getriebeeingangswellen 2, 3 zugeordneten Zahnrädern 10 bis 14 stehen weitere Zahnräder im kämmenden Eingriff.
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Mit dem Zahnrad 10 steht ein Zahnrad 15 im kämmenden Eingriff. Das Zahnrad 15 ist drehfest mit der Hohlwelle 8 verbunden. Mit dem Zahnrad 11 steht ein Zahnrad 16 in kämmenden Eingriff. Das Zahnrad 16 ist als Losrad ausgebildet und der Hohlwelle 9 zugeordnet beziehungsweise auf der Hohlwelle 9 drehbar angeordnet. Mit dem Zahnrad 12 steht ein Zahnrad 17 im kämmenden Eingriff. Das Zahnrad 17 ist als Losrad ausgebildet und auf der Hohlwelle 9 angeordnet.
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Mit dem Zahnrad 13 steht ein Zahnrad 18 im kämmenden Eingriff. Das Zahnrad 18 ist der Hohlwelle 9 zugeordnet. Das Zahnrad 18 ist als Losrad auf der Hohlwelle 9 angeordnet. Das Zahnrad 13 steht mit einem nur schematisch dargestellten Rückwärtsgangzahnrad RG und dieses dann mit einem weiteren Zahnrad 19 im drehfesten Eingriff. Das Zahnrad 19 ist auf der anderen Hohlwelle 8 angeordnet und vorzugsweise als Losrad ausgebildet.
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Das Zahnrad 14 steht mit einem Zahnrad 20 im kämmenden Eingriff. Das Zahnrad 20 ist vorzugsweise als Losrad ausgebildet und der Triebwelle 7 zugeordnet. Das Zahnrad 14 steht mit einem weiteren Zahnrad 21 im kämmenden Eingriff. Das Zahnrad 21 ist der Triebwelle 6 zugeordnet und ist insbesondere als Losrad ausgebildet.
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Die kämmend angeordneten Zahnräder 10 und 15 bilden eine Zahnradstufe Z2. Die Zahnräder 13 und 18 bilden im kämmenden Eingriff eine Zahnradstufe Z3. Die im kämmenden Eingriff stehenden Zahnräder 11 und 16 bilden eine Zahnradstufe Z4. Die im kämmenden Eingriff stehenden Zahnräder 14 und 20 bilden eine Zahnradstufe Z5. Die Zahnräder 12 und 17 bilden eine Zahnradstufe Z6. Die Zahnräder 14 und 21 bilden eine Zahnradstufe Z7. Die Zahnräder 13 und 19 sowie das Rückwärtsgangzahnrad RG bilden eine Zahnradstufe ZR. Die Zahnräder 13 und 19 sind daher über das hier nur mit den Buchstaben „RG” dargestellte Rückwärtsgangzahnrad RG entsprechend miteinander drehwirksam verbunden. Das Rückwärtsgangzahnrad RG ist auf einer weiteren Nebenwelle (nicht dargestellt) angeordnet. Alternativ kann auch das Zahnrad 19 direkt mit dem Zahnrad 18 zur Realisierung des Rückwärtsgangs in Eingriff stehen, so dass dann kein separates Rückwärtsgangszahnrad RG vorgesehen sein muss.
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Die Zahnradstufen Z2 bis Z7 weisen unterschiedliche Übersetzungen auf und sind gemäß ihren Bezeichnungen Z2 bis Z7 entsprechend. den Übersetzungsstufen geordnet. Den als Losrädern ausgebildeten Zahnrädern 16, 17, 18, 19, 20, 21 sind Schaltelemente C, D, E, F, G, H, J und R wie folgt zugeordnet. Das Schaltelement C ist dem Zahnrad 20 derart zugeordnet, so dass das Zahnrad 20 mit der Hohlwelle 9 drehfest verbindbar und lösbar ist. Das Schaltelement D ist dem Zahnrad 18 derart zugeordnet, dass mit dem Schaltelement D das Zahnrad 18 drehfest mit der Hohlwelle 9 verbindbar und lösbar ist. Das Schalelement E ist dem Zahnrad 16 derart zugeordnet, so dass das Zahnrad 16 mit der Hohlwelle 9 drehfest verbindbar und lösbar ist. Das Schaltelement F ist dem Zahnrad 17 derart zugeordnet, so dass das Zahnrad 17 drehfest mit der Hohlwelle 9 verbindbar und wieder lösbar ist.
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Die Hohlwelle 9 ist mit der Triebwelle 7 mittels des Schaltelements G drehfest und lösbar verbindbar. Das Schaltelement H ist dem Zahnrad 21 derart zugeordnet, sodass das Zahnrad 21 mit der Triebwelle 6 drehfest und lösbar verbindbar ist. Durch das Schaltelement J ist die Triebwelle 6 mit der Hohlwelle 8 verbindbar und durch das Schaltelement R ist die Hohlwelle 8 mit dem Zahnrad 19 verbindbar.
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Durch die Schaltelemente C, D, E, F, G, H, J, R sind nun mehrere Gänge realisierbar. Insbesondere sind mindestens acht Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisierbar. Mindestens einer der Gänge ist als Windungsgang ausgebildet, wobei sich der Leistungsfluss über mindestens zwei, insbesondere drei der Zahnradstufen Z2 bis Z7 windet, was im Folgenden näher erläutert werden darf:
Die eingangs genannten Nachteile sind nun dadurch vermieden, dass zwei Triebwellen 6, 7 vorgesehen sind, wobei die beiden Triebwellen 6, 7 parallel zueinander und radial beabstandet zu den beiden Getriebeeingangswellen 2, 3 angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass das Doppelkupplungswindungsgetriebe 1 insbesondere axial kurz bauend ausgeführt sein kann. Das Doppelkupplungswindungsgetriebe 1 eignet sich dadurch insbesondere für den Front-Quer-Einbau in ein Kraftfahrzeug.
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Die Zahnradstufen Z2, Z3, Z4, Z5, Z6, Z7, ZR sind in mehreren Zahnradebenen angeordnet, wobei in zumindest einer Zahnradebene mehrere der Zahnradstufen Z2, Z3, Z4, Z5, Z6, Z7, ZR angeordnet sind, wobei diese Zahnradstufen Z2, Z3, Z4, Z5, Z6, Z7, ZR funktional wirksam die Getriebeeingangswelle 2, 3 mit einer der Hohlwellen 8, 9 oder mit einer der Triebwellen 6, 7 verbinden.
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Insbesondere ist es möglich, zwei der Zahnradstufen Z2, Z3, Z4, Z5, Z6, Z7, ZR im wesentlichen in einer Zahnradebene anzuordnen. In dem in 1 gezeigten Beispiel sind die Zahnradstufen Z3 und ZR in einer Zahnradebene angeordnet und die Zahnradstufen Z5 und Z7 sind ebenfalls in, einer Zahnradebene angeordnet. Vorzugsweise sind die der zweiten Getriebeeingangswelle 3 zugeordneten Zahnradstufen Z3, ZR, Z5 und Z7 in zwei Zahnradebenen angeordnet. Die Zahnradstufen Z5 und Z7 liegen in einer Zahnradebene und die Zahnradstufen Z3 und ZR liegen in einer insbesondere benachbarten, weiteren Zahnradebene. Daher ist es möglich, die insgesamt sieben Zahnradstufen Z2 bis ZR in fünf Zahnradebenen anzuordnen. Hierdurch ist insbesondere ein axial kurz bauendes Doppelkupplungswindungsgetriebe 1 realisiert.
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Die der inneren Getriebeeingangswelle 2 zugeordneten Zahnradstufen Z2, Z4, Z6 bilden ein erstes Teilgetriebe (nicht näher bezeichnet) und die der äußeren Getriebeeingangswelle 3 zugeordneten Zahnradstufen Z3, Z5, Z7 und ZR bilden ein zweites Teilgetriebe (nicht näher bezeichnet). Dem zweiten Teilgetriebe sind die ungeraden Zahnradstufen Z3, Z5, Z7 und die Zahnradstufe ZR für den. Rückwärtsgang zugeordnet. Dem ersten Teilgetriebe sind hier die geraden Zahnradstufen Z2, Z4 und Z6 zugeordnet.
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Vorzugsweise sind der erste Gang und der Rückwärtsgang als sogenannte Windungsgänge • ausgebildet. Ferner ist vorzugsweise auch der achte Gang ebenfalls als Windungsgang ausgebildet. Windungsgänge nutzen zwei oder mehr Zahnradstufen Z2 bis ZR aus unterschiedlichen Teilgetrieben. Die Gänge zwei bis sieben sind vorzugsweise nur durch jeweils die korrespondierende Zahnradstufe Z2, Z3, Z4, Z5, Z6, Z7 gebildet. Das heißt, die mittleren Gänge zwei bis sieben nutzen insbesondere nur die entsprechende Zahnradstufe Z2, Z3, Z4, Z5, Z6 bzw. Z7.
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Die Hohlwelle 9 dient zum einen als Verbindung zwischen den Zahnradstufen Z3, Z4, Z5 und Z6 mit der Triebwelle 7, sofern das Schaltelement G geschlossen ist. Zum anderen dient die Hohlwelle 9 dazu, um bei geöffnetem Schaltelement G und damit während der Entkopplung vom Abtriebszahnrad 23 beziehungsweise vom Triebkopf 25, einen Windungsgang schalten zu können. Wie ebenfalls ersichtlich ist, sind nur für die zweiten bis siebten Vorwärtsgänge einzelne Zahnradstufen Z2 bis Z7 vorgesehen. Der erste Vorwärtsgang und der achte Vorwärtsgang werden in dieser Anordnung als Windungsgänge realisiert. Der höchste Vorwärtsgang und/oder der niedrigste Vorwärtsgang ist daher als Windungsgang realisiert, wobei der höchste Vorwärtsgang unter anderem eine zugeordnete Zahnradstufe Z7 des vorherigen Vorwärtsganges nutzt und/oder wobei der niedrigste Vorwärtsgang unter anderem die Zahnradstufe Z2 des nächst höheren Vorwärtsganges nutzt, was im Folgenden noch näher erläutert werden wird.
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Im ersten Gang sind die Schaltelemente D, E und J geschlossen. Damit fließt bei geschlossener Reibkupplung K1 der Leistungsfluss L1 über die Zahnräder 13 und 18 der dritten Zahnradstufe Z3 auf die Hohlwelle 9. Hierbei ist die Hohlwelle 9 von der Abtriebswelle 7 entkoppelt, das heißt, das Schaltelement G ist geöffnet. Von dort aus wird der Leistungsfluss L1 über die Zahnradstufe Z4 auf das der anderen Reibkupplung K2 zugeordnete Teilgetriebe zurückgeleitet, schließlich über die Zahnradstufe Z2 und das Schaltelement J auf die Abtriebswelle 6 geführt. Das Schaltelement G bzw. J ist für die Verbindung von der Hohlwelle 8 bzw. 9 und der zugeordneten Triebwelle 6 bzw. 7 radial zu entsprechenden Synchronisierungsbereichen der Hohlwellen 8, 9 und der Triebwellen 6, 7 angeordnet. Grundsätzlich kann eine Hohlwelle 8 bzw. 9 bereits durch ein einzelnes Losrad oder durch zwei miteinander verbundene Losräder gebildet werden.
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Damit ist bereits der zweite Vorwärtsgang vorgewählt und kann mit der Reibkupplung K2 übernommen werden. Hierdurch ist eine Lastschaltung wie bei einem üblichen Doppelkupplungsgetriebe ermöglicht, ohne eine extra Verzahnungsstufe für den ersten Gang vorsehen zu müssen. So wie der zweite Gang als Basisübersetzung für den ersten Vorwärtsgang genutzt wurde, kann in dieser konkreten Anordnung bzw. Ausführung des Doppelkupplungswindungsgetriebes 1 auch die Zahnradstufe Z7 des siebten Vorwärtsganges verwendet werden, um den achten Vorwärtsgang zu realisieren. Im siebten Vorwärtsgang ist die Reibkupplung K1 geschlossen. Durch das Schließen der Schaltelemente C und F sowie das Lösen des Schaltelementes G zur Realisierung des achten Ganges wird das der Reibkupplung K2 zugeordnete Teilgetriebe mit der Zahnradstufe Z5 über die Hohlwelle 9 und die Zahnradstufe Z6 angebunden, wodurch ein achter Vorwärtsgang lastschaltbar auf Basis der Gangstufe Z7 gefahren werden kann.
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Prinzipiell existieren durch diese Anordnung zusätzlich zu den bereits mechanisch vorhandenen sechs Vorwärtsgängen und dem einen Rückwärtsgang acht verschiedene Windungsgänge. Davon sind genau zwei von ihrer Abstufung in der Übersetzung sehr gut für den ersten und achten Gang nutzbar. Weiterhin ergeben sich bei dieser Anordnung Windungskombinationen, welche z. B. für einen „nullten” oder auch neunten Gang verwendet werden können, ohne dass weitere Schaltelemente oder Verzahnungsstufen eingebaut werden müssen. Die Windungsgänge nutzen jeweils die Basisübersetzung bzw. Zahnradstufe des benachbarten vorherigen beziehungsweise nachfolgenden Ganges. Beispielsweise benutzt der Windungsgang des ersten Ganges die Zahnradstufe Z2 des zweiten Vorwärtsganges. Ferner benutzt der Windungsgang des achten Vorwärtsganges die Zahnradstufe Z7 des siebten Ganges. Für diese Windungsgänge – hier der erste und achte Vorwärtsgang – werden, innerhalb des hier vorhandenen Bauraumes immer beide Teilgetriebe zusammen genutzt. Aufgrund dessen, dass diese beiden Windungsgänge nur am Anfang oder am Ende der Schaltsequenz angeordnet sind, können diese dennoch zugkraftunterbrechungsfrei geschaltet werden, weil vom ersten oder achten Gang immer noch die Weiterschaltung in den jeweils nächsten beziehungsweise vorherigen Gang möglich ist.
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Um die Getriebeeingangswellen 2, 3 ist eine Aktorik 26 zur Steuerung des Doppelkupplungswindungsgetriebes 1 angeordnet. Die Aktorik 26 ist im wesentlichen radial innerhalb der Abtriebszahnräder 22, 23 bzw. der Triebköpfe 24, 25 angeordnet, die vorzugsweise mit einem Differential im Eingriff stehen.
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Im folgenden darf auf die Realisierung der Gänge eins bis acht und des Rückwärtsganges anhand der 1 bis 19 nun näher eingegangen werden:
Im folgenden darf zunächst auf die 2 und 3 Bezug genommen werden, in denen das Schaltschema und der Leistungsfluss LR des Rückwärtsganges dargestellt ist. Zur Betätigung des Rückwärtsganges ist die Reibkupplung K1 geöffnet und die Reibkupplung K2 geschlossen. Dadurch wird der Leistungsfluss LR von der Antriebswelle 5 auf die Getriebeeingangswelle 2 übertragen. Über die innere Getriebeeingangswelle 2 wird der Leistungsfluss LR, der hier durch einen Pfeil gekennzeichnet ist, weiter auf die Zahnradstufe Z2 mit den Zahnrädern 10 und 15 übertragen. Da das Zahnrad 15 drehfest mit der Hohlwelle 8 verbunden ist, wird der Leistungsfluss LR weiter auf die Hohlwelle 8 übertragen. Das Schaltelement R ist geschlossen, so dass das als Losrad ausgebildete Zahnrad 19 drehfest mit der Hohlwelle 8 verbunden ist.
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Über das Zahnrad 19 erstreckt sich der Leistungsfluss LR weiter über das Rückwärtsgangzahnrad RG bzw. über die entsprechend gebildete Zahnradstufe ZR, wodurch die Zahnradstufe Z3 antreibbar ist. Durch das Schließen des Schaltelementes R ist der Leistungsfluss LR zwischen den beiden Teilgetrieben verbindbar. Da das Zahnrad 13 ebenfalls Teil der Zahnradstufe Z3 ist, wird diese Zahnradstufe Z3 mit dem weiteren Zahnrad 18 ebenfalls angetrieben. Das Zahnrad 18 ist als Losrad auf der Hohlwelle 9 angeordnet. Das Schaltelement D verbindet das Zahnrad 18 drehfest mit der Hohlwelle 9. Das Schaltelement D ist geschlossen. Ferner ist das Schaltelement G geschlossen, so dass die Hohlwelle 9 drehfest mit der Triebwelle 7 verbunden ist. Die Triebwelle 7 weist ein Abtriebszahnrad 23 beziehungsweise einen Triebkopf 25 auf. Die Triebwelle 6 weist ein Abtriebszahnrad 22 auf. Die Abtriebszahnräder 22, 23 beziehungsweise die Triebköpfe 24, 25 sind mit einem nicht dargestellten Differential verbunden beziehungsweise verbindbar. Die Triebwellen 6, 7 sind als Triebkopfwellen ausgebildet. Zur Schaltung des Rückwärtsganges sind die anderen Schaltelemente C, E, F, H, J geöffnet. Der Rückwärtsgang weist einen Leistungsfluss LR über die Zahnradstufen Z2, ZR und Z3 auf und ist somit als Windungsgang ausgebildet.
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Im folgenden darf auf die 4 und 5 Bezug genommen werden. Beim Wechsel von dem Rückwärtsgang RG in den ersten Vorwärtsgang wird die Reibkupplung K2 geöffnet und die Reibkupplung K1 geschlossen. Durch das Schließen der Reibkupplung K1 wird der Leistungsfluss 11 über die äußere Getriebeeingangswelle 3 übertragen. Die Getriebeeingangswelle 3 leitet den Leistungsfluss L1 auf die Zahnradstufe Z3 mit den Zahnrädern 13 und 18 weiter. Das geschlossene Schaltelement D verbindet das Zahnrad 18 drehfest mit der Hohlwelle 9. Über die Hohlwelle 9 wird der Leistungsfluss L1 weiter auf die Zahnradstufe Z4 mit den Zahnrädern 11 und 16 weitergeleitet. Das Zahnrad 11 ist, drehfest mit der inneren Getriebeeingangswelle 2 verbunden, wobei die Getriebeeingangswelle 2 das Zahnrad 10 antreibt. Das Zahnrad 10 ist Teil der Zahnradstufe Z2. Das Zahnrad 15 in der Zahnradstufe Z2 ist drehfest mit der anderen Hohlwelle 8 verbunden, so dass der Leistungsfluss L1 über die Hohlwelle 8 durch Schließen des Schaltelementes J das Drehmoment weiter auf die Triebwelle 6 leiten kann. Über das Abtriebszahnrad 22 beziehungsweise den Triebkopf 24 wird der Leistungsfluss L1 von da aus einem nicht dargestellten Differential zugeführt. Zur Schaltung des ersten Vorwärtsganges ist die Reibkupplung K1 geschlossen und die Schaltelemente D, E und J sind betätigt, d. h. geschlossen. Die anderen Schaltelemente R, C, F, G, H sind geöffnet. Das heißt, um aus dem Rückwärtsgang in den ersten Vorwärtsgang zu gelangen müssen die Reibkupplung K2 sowie die Schaltelemente R und G geöffnet werden und ferner müssen die Schaltelemente E und J sowie die Reibkupplung K1 geschlossen werden. Der Leistungsfluss L1 windet sich über die drei Zahnradstufen Z3, Z4, Z2. Durch Schließen des Schaltelementes J wird der Leistungsfluss L1 von dem einen Teilgetriebe auf das andere Teilgetriebe übertragen.
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Im folgenden darf auf das Schaltschema und den Leistungsfluss 12 des zweiten Gangs anhand der 6 und 7 näher eingegangen werden:
Der zweite Vorwärtsgang ist nicht als Windungsgang ausgebildet. Der Leistungsfluss 12 wird nämlich über die zugeordnete Zahnradstufe Z2 geleitet. Dazu ist die erste Reibkupplung K1 geöffnet und die zweite Reibkupplung K2 geschlossen. Die angetriebene Getriebeeingangswelle 2 überträgt den Leistungsfluss 12 auf das Zahnrad 10 der zweiten Zahnradstufe Z2. Das kämmend eingreifende Zahnrad 15 treibt die Hohlwelle 8 an. Das Schaltelement J ist geschlossen, so dass der Leistungsfluss 12 von der Hohlwelle 8 auf die Triebwelle 6 geleitet wird. Von dem zugehörigem Abtriebszahnrad 22 beziehungsweise dem Triebkopf 24 wird der Leistungsfluss L2 dem nicht dargestellten Differential zugeführt. Die Schaltelemente R, C, D, E, F, G und H sind hierbei geöffnet.
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Im folgenden darf auf das Schaltschema und den Leistungsfluss L3 eines dritten Vorwärtsganges anhand der 8 und 9 näher eingegangen werden:
Zur Übertragung des Leistungsflusses L3 ist die Reibkupplung K1 geschlossen und die Reibkupplung K2 geöffnet. Hierdurch wird der Leistungsfluss 13 nun nicht über die innere Getriebeeingangswelle 2, sondern über die äußere Getriebeeingangswelle 3 übertragen. Die äußere Getriebeeingangswelle 3 treibt die Zahnradstufe Z3 mit den Zahnrädern 13 und 18 an. Das Schaltelement D ist geschlossen, so dass das Zahnrad 18 drehfest mit der Hohlwelle 9 verbunden ist. Die den Leistungsfluss L3 transportierende Hohlwelle 9 leitet den Leistungsfluss L3 über das geschlossene Schaltelement G an die Triebwelle 7 weiter. Der Triebkopf 25 beziehungsweise das Abtriebszahnrad 23 leiten den Leistungsfluss L3 weiter an das nicht dargestellte Differential. Der dritte Vorwärtsgang ist ebenfalls nicht als Windungsgang ausgebildet, sondern der Leistungsfluss 13 wird lediglich über genau eine Zahnradstufe, nämlich die Zahnradstufe Z3 geleitet.
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Im folgenden darf auf einen Leistungsfluss 14 und ein zugehöriges Schaltschema anhand der 10 und 11 näher eingegangen werden:
Zur Bildung eines vierten Vorwärtsganges ist die Reibkupplung K1 geöffnet und die Reibkupplung K2 geschlossen. Die dadurch angetriebene innere Getriebeeingangswelle 2 leitet den Leistungsfluss 14 auf die vierte Zahnradstufe Z4 mit den Zahnrädern 11 und 16 weiter. Das Schaltelement D ist nun geöffnet und das Schaltelement E ist geschlossen, so dass der Leistungsfluss 14 über die Hohlwelle 9, weiter über das geschlossene Schaltelement G auf die Triebwelle 7 und somit wiederum auf das Abtriebszahnrad 23 und somit auf den Triebkopf 25 geleitet wird.
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Im folgenden darf auf das Schaltschema und den Leistungsfluss 15 eines fünften Vorwärtsganges anhand der 12 und 13 näher eingegangen werden:
Hierbei ist die erste Reibkupplung K1 geschlossen und die zweite Reibkupplung K2 geöffnet. Die angetriebene äußere Getriebeeingangselle 3 treibt die Zahnräder 15, 20 der fünften Zahnradstufe Z5 an. Das Schaltelement C verbindet das Zahnrad 20 drehfest mit der Hohlwelle 9. Über das geschlossene Schaltelement G wird der Leistungsfluss 5 weiter auf die Triebwelle 7 und damit das Abtriebszahnrad 23 beziehungsweise dem Triebkopf 25 weitergeleitet.
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Im folgenden darf auf das Schaltschema des sechsten Vorwärtsganges anhand der 14 und 15 näher eingegangen werden:
Die erste Reibkupplung K1 ist geöffnet und die zweite Reibkupplung K2 geschlossen. Die dadurch angetriebene innere Getriebeeingangswelle 2 überträgt ein Leistungsfluss 16 auf die Zahnräder 12 und 17 der Zahnradstufe Z6. Das geschlossene Schaltelement F überträgt den Leistungsfluss 16 von dem Zahnrad 17 auf die Hohlwelle 9. Über das geschlossene Schaltelement G wird der Leistungsfluss 16 weiter auf die Triebwelle 7 und damit auf das Abtriebszahnrad 23 beziehungsweise dem Triebkopf 25 übertragen. Die anderen Schaltelemente R, C, D, E, H und J sind geöffnet.
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Die 16 und 17 zeigen das Schaltschema beziehungsweise den Leistungsfluss 17 des zugeordneten siebten Vorwärtsganges. Die Reibkupplung K1 ist geschlossen und die Reibkupplung K2 ist geöffnet. Die angetriebene äußere Getriebeeingangswelle 3 überträgt den Leistungsfluss 17 auf die zugeordnete Zahnradstufe Z7 mit den Zahnrädern 14 und 21. Das Zahnrad 21 ist über das geschlossene Schaltelement H mit der Triebwelle 6 gekoppelt. Die Triebwelle 6 leitet den Leistungsfluss 16 über das zugehörige Abtriebszahnrad 22 beziehungsweise den Triebkopf 24 an das nicht dargestellte Differential weiter. Die Schaltelemente R, C, D, E, F und J sind geöffnet.
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Das Schaltschema und ein Leistungsfluss 18 eines achten Vorwärtsganges darf anhand von den 18 und 19 näher beschrieben werden.
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Der achte Vorwärtsgang ist wiederum als Windungsgang realisiert. Dazu ist die Reibkupplung K1 geöffnet und die Reibkupplung K2 geschlossen. Die so angetriebene innere Getriebeeingangswelle 2 treibt die Zahnräder 12 und 17 der zugeordneten Zahnradstufe Z6 an.
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Dadurch, dass das Schaltelement F geschlossen ist, wird der Leistungsfluss 18 weiter auf die Hohlwelle 9 übertragen. Dadurch, dass ferner das Schaltelement C geschlossen ist, wird die Zahnradstufe Z5, insbesondere das Zahnrad 20 und das Zahnrad 14 angetrieben. Da das Zahnrad 14 ferner Teil der Zahnradstufe Z7 ist, wird auch die siebte Zahnradstufe Z7 mit dem weiteren Zahnrad 21 angetrieben. Über das geschlossene Schaltelement H wird der Leistungsfluss 18 weiter auf die Triebwelle 6 übertragen. Über das Abtriebszahnrad 22 beziehungsweise den Triebkopf 24 wird der Leistungsfluss 18 weiter an das Differential geleitet. Der Leistungsfluss L8 wird hier über drei Zahnradstufen, nämlich die Zahnradstufen Z6, Z5 und Z7 geleitet. Dadurch, dass das Schaltelement F geschlossen ist, wird der Leistungsfluss L8 wiederum von dem einen Teilgetriebe über die Hohlwelle 9 auf das andere Teilgetriebe übertragen.
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Die Schaltelemente C und D können als doppelt wirkende Schaltelemente ausgebildet sein. Gleiches gilt für die Schaltelemente E und F. Beispielsweise können die Schaltelemente C und D und die Schaltelemente E und F durch eine Doppelsynchronisierung gebildet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Doppelkupplungswindungsgetriebe
- 2
- Getriebeeingangswelle
- 3
- Getriebeeingangswelle
- 4
- Doppelkupplung
- 5
- Antriebswelle
- 6
- Triebwelle
- 7
- Triebwelle
- 8
- Hohlwelle
- 9
- Hohlwelle
- 10
- Zahnrad
- 11
- Zahnrad
- 12
- Zahnrad
- 13
- Zahnrad
- 14
- Zahnrad
- 15
- Zahnrad
- 16
- Zahnrad
- 17
- Zahnrad
- 18
- Zahnrad
- 19
- Zahnrad
- 20
- Zahnrad
- 21
- Zahnrad
- 22
- Abtriebszahnrad
- 23
- Abtriebszahnrad
- 24
- Triebkopf
- 25
- Triebkopf
- 26
- Aktorik
- Z2
- Zahnradstufe
- Z3
- Zahnradstufe
- Z4
- Zahnradstufe
- Z5
- Zahnradstufe
- Z6
- Zahnradstufe
- Z7
- Zahnradstufe
- ZR
- Zahnradstufe
- LR
- Leistungsfluss Rückwärtsgang
- RG
- Rückwärtsgangzahnrad
- L1
- Leistungsfluss erster Gang
- L2
- Leistungsfluss zweiter Gang
- L3
- Leistungsfluss dritter Gang
- L4
- Leistungsfluss vierter Gang
- L5
- Leistungsfluss fünfter Gang
- L6
- Leistungsfluss sechster Gang
- L7
- Leistungsfluss siebter Gang
- L8
- Leistungsfluss achter Gang
- K1
- Reibkupplung
- K2
- Reibkupplung
- C
- Schaltelement
- D
- Schaltelement
- E
- Schaltelement
- F
- Schaltelement
- G
- Schaltelement
- H
- Schaltelement
- J
- Schaltelement
- R
- Schaltelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006054281 A1 [0003]
