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Die Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Doppelkupplungsgetriebe für Kraftfahrzeuge sind in verschiedenen Bauweisen bekannt. Bei einem solchen Getriebe sind antriebsseitig zwei, meistens als Reibkupplungen ausgebildete Eingangskupplungen angeordnet, die mit jeweils einer Eingangswelle einen Teilantriebsstrang mit einer Gruppe von schaltbaren Gängen bilden. Die beiden Eingangswellen mit den Kupplungen können achsparallel angeordnet sein, wobei die Eingangswellen, beispielsweise über einen Stirnradsatz, mit einer Triebwelle eines Antriebsmotors kraftschlüssig verbunden sind. Üblicherweise sind die beiden Kupplungen jedoch in einer kompakten Doppelkupplungseinheit verschachtelt aufgebaut, bei der eine gemeinsame Eingangsseite mit der Triebwelle des Antriebsmotors verbunden ist, und die Ausgangsseiten jeweils mit einer der beiden Eingangswellen verbunden sind. Die beiden Eingangswellen sind bei dieser Bauweise koaxial zueinander angeordnet, wobei die eine Eingangswelle als eine äußere kürzere Hohlwelle ausgebildet ist, aus der die andere Eingangswelle als eine längere innere Vollwelle auf der kupplungsfernen Seite heraustritt. Zumindest eine Vorgelegewelle und zumindest eine Abtriebswelle können, je nach Ausführung, verschieden angeordnet sein. Auf den Wellen sind Gangzahnräder angeordnet, die als Losräder oder Festräder ausgebildet sind, sowie Koppel- bzw. Gangschaltvorrichtungen, mittels denen die Losräder mit den Wellen drehfest verbindbar sind, oder über die die Wellen miteinander koppelbar sind.
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Bei einer sequenziellen Schaltfolge eines Doppelkupplungsgetriebes sind zugkraftunterbrechungsfreie Gangwechsel möglich, wobei der jeweils nächste Gang in dem gerade lastfreien Teilantriebsstrang vorgewählt ist, so dass gleichzeitig zwei Gänge eingelegt sind, und durch ein überlagertes Öffnen und Schließen der beiden Kupplungen der Kraftfluss im Antriebsstrang von einem Gang zum nächsten übergeht.
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Grundsätzlich ist durch diese Bauweise ein vollständig lastschaltbares Getriebe realisierbar, wodurch sich gegenüber herkömmlichen, zugkraftunterbrochen schaltenden Getrieben erhebliche Komfort- und Sicherheitsvorteile im Fahrbetrieb ergeben. Insbesondere für Nutzfahrzeuge ist darüber hinaus eine im Vergleich zu Gruppengetrieben ähnlich große Gesamtspreizung mit einer vergleichsweise geringeren Gangzahl erreichbar.
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Bekannt ist auch die Windungsbauweise bei Fahrzeuggetrieben. Bei solchen Getrieben verläuft der Leistungsfluss eines oder mehrerer Gänge im Wechsel über mehrere Zahnradebenen zwischen einer Hauptwellenanordnung und einer achsparallelen Vorgelegewellenanordnung. Der Leistungsfluss windet sich also durch das Getriebe. Windungsgetriebe kommen gegenüber herkömmlichen Getriebestrukturen mit vergleichsweise weniger Zahnradebenen aus. Um eine maximale Zahl von schaltbaren Gängen zu erreichen, können alle Zahnräder auf Wellen drehbar gelagert und über Schaltelemente drehfest mit den Wellen verbindbar sein, woraus sich bei r Radebenen eine theoretische Gangzahl z = 2r-1 ergeben würde.
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Aus der
DE 10 2009 002 358 A1 ist ein Doppelkupplungsgetriebe bekannt, das zwei koaxial zueinander angeordnete Eingangswellen, zwei achsparallel zueinander angeordnete Vorgelegewellen, und eine axial zu den beiden Eingangswellen benachbarte Abtriebswelle aufweist. Auf den Eingangswellen sind als Festräder ausgebildete Gangzahnräder drehfest angeordnet, die im Zahneingriff mit als Losräder ausgebildeten Gangzahnrädern sind, welche auf den beiden Vorgelegewellen drehbar gelagert sind. Die Losräder sind mittels Koppelvorrichtungen mit den Vorgelegewellen drehfest verbindbar. Die beiden Vorgelegewellen sind über jeweils ein Abtriebsrad mit einer Verzahnung der Abtriebswelle antriebswirksam gekoppelt, wobei zumindest eines der beiden Abtriebsräder als Losrad ausgebildet ist, das über eine Koppelvorrichtung mit einer der beiden Vorgelegewellen drehfest verbindbar ist. Mit fünf oder sechs Radebenen, wobei jeweils zwei oder drei Zahnräder und gegebenenfalls ein Zwischenrad zur Drehrichtungsumkehr eine Radebene bilden, sowie der Abtriebsebene, ist insbesondere ein 8-Gang-Getriebe mit zumindest mehreren lastschaltbaren Vorwärtsgängen und zumindest einem Rückwärtsgang realisierbar, wobei wenigstens ein Gang als ein Windungsgang schaltbar ist.
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Die
DE 10 2007 049 270 A1 zeigt ein Doppelkupplungsgetriebe mit einer ähnlichen Getriebestruktur, die ebenfalls zwei koaxial zueinander angeordnete Eingangswellen, zwei achsparallel zueinander angeordnete Vorgelegewellen, und eine axial zu den beiden Eingangswellen benachbarte Abtriebswelle aufweist. Auch dieses Getriebe verfügt über an den beiden Eingangswellen angeordnete Festräder sowie auf den Vorgelegewellen angeordnete Losräder mit zugehörigen Koppelvorrichtungen, und eine Abtriebsebene mit zugehörigen Zahnrädern, wobei diese Abtriebsräder ebenfalls als Festräder ausgebildet sind. Acht lastschaltbare Vorwärtsgänge sowie ein oder zwei Rückwärtsgänge sind auf fünf Radebenen und der Abtriebsebene realisiert und mit acht Koppelvorrichtungen sowie einer zusätzlichen Koppelvorrichtung schaltbar. Zwei der Losräder auf einer der beiden Vorgelegewellen sind über die zusätzliche Koppelvorrichtung direkt miteinander drehfest verbindbar, wodurch die beiden Eingangswellen miteinander koppelbar sind. Zumindest ein Gang ist als ein Windungsgang ausgebildet, der mittels der zusätzlichen Koppelvorrichtung schaltbar ist.
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Aus der
WO 2008 058 858 A1 ist ein Doppelkupplungsgetriebe in Windungsbauweise bekannt, das zwei koaxial zueinander angeordnete Eingangswellen, wenigstens eine Vorgelegewelle und eine koaxial zu den beiden Eingangswellen angeordnete Abtriebswelle aufweist. Das Getriebe ist aus zwei axial hintereinander angeordneten Windungs-Teilgetrieben mit je drei Radebenen aufgebaut, wobei vorzugsweise das erste Teilgetriebe mit parallelem Antrieb und Abtrieb ausgebildet ist, und das zweite Teilgetriebe mit koaxialem Antrieb und Abtrieb ausgebildet ist. Auf den Wellen sind Gangzahnräder angeordnet, die als Festräder oder Losräder ausgebildet sind, wobei jeweils ein Zahnradpaar eine Radebene bildet. Insgesamt sechs Radebenen sind zur Realisierung von acht Vorwärtsgängen angeordnet. Ein oder mehrere Rückwärtsgänge können durch zusätzliche Maßnahmen, beispielsweise einen Elektroantrieb, einen zusätzlicher Planetenradsatz oder einen zusätzlichen Stirnradsatz verwirklicht sein.
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Die
DE 10 2004 022 413 B4 zeigt ein Doppelkupplungsgetriebe, das zwei koaxial zueinander angeordnete Eingangswellen, zwei koaxial zueinander angeordnete Vorgelegewellen und eine koaxial zu den beiden Eingangswellen angeordnete Abtriebswelle aufweist. Die beiden koaxialen Vorgelegewellen sind mittels einer Koppelvorrichtung drehfest miteinander verbindbar. Auf den Wellen sind Gangzahnräder angeordnet, die als Festräder oder Losräder ausgebildet sind, wobei jeweils ein Zahnradpaar eine Radebene bildet. Insgesamt sind acht Radebenen zur Darstellung von bis zu acht Vorwärtsgängen und zwei Rückwärtsgängen angeordnet.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Doppelkupplungsgetriebe der eingangs beschriebenen Art vorzuschlagen, bei dem mehrere Übersetzungsstufen mit möglichst geringem Aufwand an Kosten, Bauteilen und Bauraumbedarf realisiert sind, und bei dem zumindest ein Teil der Übersetzungsstufen lastschaltbar ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
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Der Erfindung liegen umfangreiche Konzeptuntersuchungen zugrunde, mit der Erkenntnis, dass es möglich ist, ein weitgehend zugkrafterhaltend schaltendes Doppelkupplungsgetriebe zu realisieren, dessen Kosten für mechanische Bauteile in der Größenordnung eines vergleichbaren, zugkraftunterbrochen schaltenden Handschaltgetriebes liegen, indem der Aufwand für die Doppelkupplung und den zugehörigen doppelten Getriebeeingang im Wesentlichen durch einen vereinfachten Radsatz kompensiert werden konnte.
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Demnach geht die Erfindung aus von einem Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Kupplungen, die eingangsseitig mit einer Triebwelle und ausgangsseitig mit jeweils einer von zwei koaxial zueinander angeordneten Eingangswellen verbunden sind, wobei eine erste Eingangswelle als eine äußere Hohlwelle ausgebildet ist, in der eine zweite Eingangswelle als eine innere Welle angeordnet ist und aus dieser auf der kupplungsfernen Seite heraustritt, mit einer zu den beiden Eingangswellen koaxial ausgerichteten Abtriebswelle, mit wenigstens einer Vorgelegewelle, mit mehreren Radebenen, in denen jeweils im Eingriff miteinander stehende Gangzahnräder angeordnet sind, die als Losräder oder Festräder ausgebildet sind und mit jeweils einer der Wellen drehfest verbunden oder jeweils auf wenigstens einer der Wellen drehbar gelagert sind, und mit mehreren Koppelvorrichtungen zur drehfesten Verbindung der Losräder mit der jeweiligen Welle oder zur Kopplung von Gangzahnrädern oder Welten untereinander.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass fünf Radebenen und bis zu sechs Koppelvorrichtungen mit bis zu acht Schaltelementen vorgesehen sind, wobei zumindest zwei Koppelvorrichtungen wechselseitig betätigbare Schaltelemente aufweisen, wobei die kupplungsnahe erste Radebene der ersten Eingangswelle zugeordnet ist, wobei die zweite und die dritte Radebene der zweiten Eingangswelle zugeordnet sind, wobei die ersten beiden Radebenen über eine Koppelvorrichtung ohne Kraftfluss über die wenigstens eine Vorgelegewelle miteinander kraftschlüssig verbindbar sind, wobei die dritte oder eine andere Radebene als ein Rückwärtsgangradsatz ausgebildet ist, wobei die vierte Radebene der zweiten Eingangswelle und/oder der Abtriebswelle zugeordnet ist, und bei dem die fünfte Radebene der Abtriebswelle zugeordnet ist, so dass bis zu acht Vorwärtsgänge und bis zu vier Rückwärtsgänge schaltbar sind, wobei von acht Vorwärtsgängen mindestens sieben lastschaltbar sind, von vier Rückwärtsgängen mindestens drei lastschaltbar sind, und mindestens ein Vorwärtsgang ein Windungsgang ist.
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Durch diese Anordnung ist ein Doppelkupplungsgetriebe geschaffen, welches mit einem geringen mechanischen Bauteilaufwand, insbesondere mit wenigen Radebenen auskommt. Da die Abtriebswelle koaxial zu den beiden Eingangswellen angeordnet ist, ist keine zusätzliche Radebene für den Abtrieb erforderlich. Mit vier Vorwärtsgang-Radebenen und einer Rückwärtsgang-Radebene, können insgesamt acht Vorwärtsgänge, davon zumindest sieben lastschaltbar, und vier Rückwärtsgänge, davon zumindest drei lastschaltbar, ermöglicht werden. Grundsätzlich lässt sich der Radsatz auch mit weniger als acht Gängen realisieren. Der gefundene Radsatz eignet sich beispielsweise für Antriebe von Nutzfahrzeugen in der Drehmomentklasse bis zu 1000 Nm.
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Bei einer weiter konkretisierten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die erste Radebene ein mit der äußeren, ersten Eingangswelle drehfest verbundenes Festrad und ein auf der Vorgelegewelle drehbar gelagertes Losrad umfasst, dass die zweite Radebene ein auf der inneren, zweiten Eingangswelle drehbar gelagertes Losrad und ein auf der Vorgelegewelle drehbar gelagertes Losrad umfasst, dass die dritte Radebene ein mit der zweiten Eingangswelle drehfest verbundenes Festrad, ein auf der Vorgelegewelle drehbar gelagertes Losrad und ein drehbar gelagertes Zwischenrad umfasst, dass die vierte Radebene ein zwischen der zweiten Eingangswelle und der Abtriebswelle auf den Wellen drehbar gelagertes Losrad und ein mit der Vorgelegewelle drehfest verbundenes Festrad umfasst, und dass die fünfte Radebene ein auf der Abtriebswelle drehbar gelagertes Losrad und ein mit der Vorgelegewelle drehfest verbundenes Festrad umfasst.
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Der Radsatz ist demnach mit einer Vorgelegewelle und mit Mitteln zur Kopplung der ersten beiden Radebenen realisierbar. Insbesondere kann die Vorgelegewelle als eine innere Vorgelegewelle ausgebildet sein, über der im Bereich der ersten beiden Radebenen eine kurze Hohlwelle koaxial angeordnet ist. Die Hohlwelle dient als Hilfswelle zur Herstellung einer schaltbaren Kopplung der vorgelegeseitigen Losräder der ersten und der zweiten Radebene, ohne Kraftfluss über die innere Vorgelegewelle zu leiten. Da die zweite Radebene sowohl auf der zughörigen zweiten Eingangswelle als auch auf der Vorgelegewelle jeweils ein Losrad umfassen kann, ist somit eine schaltbare Kopplung der beiden Eingangswellen realisierbar.
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Die schaltbare Kopplung der ersten beiden Radebenen kann dadurch konkretisiert sein, dass eine geteilte Hohlwelle mit zwei Hohlwellenteilen koaxial über der Vorgelegewelle angeordnet ist, die mittels einer eigenen, gangradunabhängigen Koppelvorrichtung drehfest miteinander verbindbar sind. Dabei ist eines der beiden Hohlwellenteile mit dem Losrad der ersten Radebene drehfest verbunden, während das andere der beiden Hohlwellenteile mit dem zugeordneten Losrad der zweiten Radebene drehfest verbunden ist. Demnach kann die Kopplung von Zahnrädern bzw. Wellen der beiden Radebenen immer dann erfolgen, wenn dies für den Kraftfluss entsprechend der vorgesehenen Schaltlogik erforderlich ist. Einzeln können die Losräder hingegen über eine jeweilige zugeordnete Koppelvorrichtung zur drehfesten Verbindung mit der Vorgelegewelle geschaltet werden. Durch diese Anordnung können unnötig rotierende Massen vermieden werden.
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Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass zur Herstellung einer schaltbaren Kopplung der ersten beiden Radebenen eine ungeteilte Hohlwelle koaxial über der Vorgelegewelle angeordnet ist, die mit dem Losrad der ersten Radebene mittels einer Koppelvorrichtung drehfest verbindbar ist, und die mit dem entsprechenden Losrad der zweiten Radebene drehfest verbunden ist. Bei dieser Anordnung kann eine erforderliche schaltbare drehfeste Verbindung zwischen dem Losrad der ersten Radebene und der Vorgelegewelle durch Schalten dieser Koppelvorrichtung und Schalten einer ohnehin vorhandenen Koppelvorrichtung, die dem vorgelegeseitigen Losrad der zweiten Radebene zugeordnet ist, erfolgen. Dadurch laufen zwar die Losräder der zweiten Radebene gegebenenfalls in einzelnen Gängen funktionslos mit, eine zusätzliche Koppelvorrichtung lässt sich jedoch Bauraum und Herstellkosten reduzierend einsparen.
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Die vierte und die fünfte Radebenen lassen sich mit einer entsprechenden Schaltelementanordnung individuell mit dem Abtrieb verbinden. Insgesamt entsteht durch die beiden miteinander koppelbaren eingangsseitigen Radebenen und die beiden mit dem Abtrieb individuell koppelbaren ausgangsseitigen Radebenen, sowie die dazwischen liegende Rückwärtsgangebene, ein kompakter Radsatz mit einer Vielfalt von möglichen Kraftflusspfaden.
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Der vorgeschlagene Radsatz erlaubt eine teilprogressive oder eine geometrische Stufung der Gänge. Bei einer geometrischen Stufung, wie sie beispielsweise bei Gruppengetrieben häufig zu finden ist, sind die Stufensprünge annähernd gleich, während die Differenz der Höchstgeschwindigkeiten zwischen den Gängen variiert. Bei einer teilprogressiven Gangstufung, bei der die aufeinanderfolgenden Gangsprünge im Gegensatz zur geometrischen Gangstufung mit tendenziell kleiner werdenden Sprüngen variieren, wodurch die Differenz der Höchstgeschwindigkeiten zwischen den Gängen annähernd konstant ist, werden vergleichsweise weniger Gänge benötigt, um eine bestimmte Gesamtspreizung des Getriebes darzustellen.
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Außerdem sind mit dem Radsatz verschiedene Schaltlogiken mit mehreren Normalgängen mit Übersetzungsverhältnissen i>1, mit einem optionalen Direktgang mit einem Übersetzungsverhältnis i=1 und/oder mit wenigstens einem optionalen Schnellgang mit einem Übersetzungsverhältnis i<1 darstellbar. Stufung, Spreizung und Übersetzung sind somit bei dem vorgeschlagenen Radsatz sehr flexibel konzipierbar.
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Um eine möglichst symmetrische Verteilung des Kraftflusses über die vorgesehenen Radebenen auf beiden Seiten der koaxialen Eingangswellen und der Abtriebswelle zu erreichen, ist auch eine Anordnung mit zwei oder mehr achsparallel angeordneten Vorgelegewellen möglich.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass den fünf Radebenen ein Bereichsgetriebe antriebstechnisch vor- oder nachgeordnet ist. Bei Gruppengetrieben ist es beispielsweise bekannt, eine zweistufige Bereichsgruppe in Planetenbauweise einer Hauptgruppe nachzuordnen, um die Gangzahl der Hauptgruppe zu verdoppeln. An den vorgeschlagenen Radsatz kann eine solche Bereichsgruppe in Kombination mit einer geometrischen Stufung angeordnet werden, wobei der vorgeschlagene Radsatz dann als Hauptgruppe des Getriebes fungiert. Dadurch ist ein bis zu 16-gängiges Doppelkupplungsgetriebe mit den beschriebenen Vorteilen des Radsatzes realisierbar.
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Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung eines Ausführungsbeispiels beigefügt. In dieser zeigt
- 1 eine schematische Darstellung eines Doppelkupplungsgetriebes,
- 2 ein beispielhaftes Schaltschema des Getriebes gemäß 1,
- 3 ein Kraftflussschema gemäß dem Schaltschema gemäß 2,
- 4 eine schematische Darstellung eines weiteren Doppelkupplungsgetriebes,
- 5 ein beispielhaftes Schaltschema des Getriebes gemäß 4, und
- 6 ein Kraftflussschema gemäß dem Schaltschema gemäß 5.
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Demnach ist in 1 ein Schema eines erfindungsgemäß ausgebildeten Doppelkupplungsgetriebes dargestellt, wie es beispielsweise für ein Nutzfahrzeug vorgesehen sein kann. Die Kupplungen und Koppelvorrichtungen des Getriebes zum Schließen und Öffnen des Antriebsstranges und zum Schalten von Gängen sind in an sich bekannter Weise als Reib- bzw. Lamellenkupplungen sowie als Klauen- oder Synchronschaltelemente ausgebildet und über beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch betätigte Aktuatoren automatisch oder automatisiert mittels Getriebesteuergeräte steuerbar.
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Das Doppelkupplungsgetriebe verfügt über eine Doppelkupplung 7 mit zwei eingangsseitigen Reibkupplungen K1 und K2 sowie zwei koaxial übereinander angeordnete Getriebeeingangswellen 10, 11. Ein gemeinsamer Kupplungskorb 8 der Doppelkupplung 7 ist mit einer Triebwelle 9 eines nicht dargestellten Antriebsmotors verbunden. Die erste Eingangswelle 10 ist als eine innere Vollwelle ausgebildet, die in der zweiten, als kürzere Hohlwelle ausgebildeten äußeren Eingangswelle 11 konzentrisch geführt ist und aus dieser getriebeseitig herausragt. Die innere Eingangswelle 10 ist über die erste, motornahe Reibungskupplung K1, die äußere Eingangswelle 11 ist über die zweite, getriebenahe Reibungskupplung K2 mit dem Antriebsmotor triebverbindbar.
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Koaxial hinter den beiden Eingangswellen 10, 11 angeordnet ist eine Abtriebswelle 12. Achsparallel dazu befindet sich eine Vorgelegewelle 13. Die Vorgelegewelle 13 ist als eine innere Welle ausgebildet, über der eine kurze zweigeteilte Hohlwelle 14 koaxial angeordnet ist. Die beiden Hohlwellenteile 14a, 14b sind über eine Koppelvorrichtung 6 mit einem Schaltelement B drehfest miteinander verbindbar und trennbar.
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Die Hohlwelle 14 befindet sich im Bereich der ersten beiden Radebenen Z1, Z2 von insgesamt fünf Radebenen Z1, Z2, Z3, Z4, Z5. Davon sind vier Radebenen Z1, Z2, Z4, Z5, die durch jeweils ein Gangzahnradpaar 15/16, 17/18, 22/23, 24/25 gebildet sind, für Vorwärtsgänge, und eine Radebene Z3/ZR, die durch ein Gangzahnradpaar 19/21 und ein Drehrichtungsumkehrrad 20 gebildet ist, für Rückwärtsgänge angeordnet.
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Die erste Radebene Z1 umfasst ein Festrad 15, welches drehfest mit der zweiten, äußeren Eingangswelle 11 verbunden ist, und ein mit diesem Festrad 15 im Eingriff befindliches Losrad 16, welches auf der Vorgelegewelle 13 drehbar gelagert und drehfest mit dem kupplungsnahen Hohlwellenteil 14a verbunden ist. Das Losrad 16 ist über eine Koppelvorrichtung 1 mit einem Schaltelement A drehfest mit der Vorgelegewelle 13 verbindbar.
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Die zweite Radebene Z2 umfasst ein Losrad 17, welches drehbar auf der ersten, inneren Eingangswelle 10 gelagert und mittels einer Koppelvorrichtung 2 mit einem Schaltelement C drehfest mit dieser verbindbar ist, und ein mit diesem Losrad 17 im Eingriff stehendes zweites Losrad 18, welches auf der Vorgelegewelle 13 drehbar gelagert und drehfest mit dem kupplungsfernen Hohlwellenteil 14b verbunden ist. Dieses Losrad 18 ist mittels einer Koppelvorrichtung 4, die als doppelseitige Schaltvorrichtung mit zwei wechselseitig betätigbaren Schaltelementen D und E ausgebildet ist, mittels des zugeordneten Schaltelements D drehfest mit der Vorgelegewelle 13 verbindbar.
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Durch Schließen des Schaltelementes B der geteilten Hohlwelle 14 sind die beiden zugeordneten Losräder 16 und 18 der beiden ersten Radebenen Z1, Z2 drehfest miteinander verbindbar, wodurch diese Radebenen Z1 und Z2 miteinander koppelbar sind. Durch zusätzliches Schließen des Schaltelementes C des Losrades 17 der zweiten Radebene Z2 auf der ersten, inneren Eingangswelle 10, ist dieses Losrad 17 mit der inneren Eingangswelle 10 drehfest verbindbar. Dadurch sind die beiden Eingangswellen 10 und 11 miteinander koppelbar.
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Die dritte Radebene Z3 ist als eine Rückwärtsgangebene ZR ausgebildet. Sie umfasst ein Festrad 19, welches drehfest mit der ersten, inneren Eingangswelle 10 verbunden ist, ein Losrad 21, welches auf der Vorgelegewelle 13 drehbar gelagert und mittels des Schaltelementes E drehfest mit der Vorgelegewelle 13 verbindbar ist, sowie ein mit dem Festrad 19 und dem Losrad 21 im Eingriff stehendes, drehbar gelagertes Zwischenrad 20 zur Drehrichtungsumkehr.
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Die vierte Radebene Z4 umfasst ein Losrad 22, welches auf den benachbarten Enden der ersten, inneren Eingangswelle 10 und der Abtriebswelle 12 drehbar gelagert ist. Das Losrad 22 ist mittels einer Koppelvorrichtung 3 mit einem Schaltelement F mit der inneren Eingangswelle 10 drehfest verbindbar, und mittels einer Koppelvorrichtung 5, die als doppelseitige Schaltvorrichtung mit zwei wechselseitig betätigbaren Schaltelementen G und H ausgebildet ist, mittels dem zugeordneten Schaltelement G drehfest mit der Abtriebswelle 12 verbindbar. Durch Schalten beider Schaltelemente F und G ist somit eine direkte Verbindung der inneren Eingangswelle 10 mit der Abtriebswelle 12 herstellbar. Das Losrad 22 steht im Eingriff mit einem Festrad 23, welches drehfest mit der Vorgelegewelle 13 verbunden ist.
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Die fünfte Radebene Z5 umfasst ein Losrad 24, welches drehbar auf der Abtriebswelle 12 gelagert und über das Schaltelement H der entsprechenden Koppelvorrichtung 5 mit dieser drehfest verbindbar ist. Das Losrad 24 steht im Eingriff mit einem Festrad 25, welches drehfest mit der Vorgelegewelle 13 verbunden ist.
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Insgesamt sind somit 4+R Radebenen Z1, Z2, Z4, Z5, ZR und sechs Koppelvorrichtungen 1, 2, 3, 4, 5, 6 mit zusammen acht Schaltelementen A, B, C, D, E, F, G, H vorgesehen. Mit diesem Radsatz sind acht Vorwärtsgänge G1, G2, G3, GH4, G5, G6, G7, G8 und vier Rückwärtsgänge R1 R2, R3, R4 darstellbar. Ein beispielhaftes Schaltschema dazu zeigt die 2. Darin sind die in dem jeweiligen Gang G1; G2, G3, G4, G5, G6, G7, G8 geschaltete Eingangskupplung K1, K2 und die aktivierten Schaltelemente A, B, C, D, E, F, G, H markiert. Windungsgänge sind an den Gangbezeichnungen durch den Index (W) extra gekennzeichnet. Der dazugehörige jeweilige Kraftfluss über die Radebenen Z1, Z2, Z4, Z5, ZR ist in 3 grafisch illustriert.
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Demnach werden die Gänge G1 bis G8 in sequenzieller Abfolge alternierend über die beiden Eingangskupplungen K1, K2 geschaltet, wobei jeweils mindestens zwei, höchstens jedoch vier der Schaltelemente A bis H geschlossen werden bzw. geschlossen sind. Die Kraftflüsse des ersten Ganges G1 sowie zweier Rückwärtsgänge R1, R3 verlaufen, von der zweiten, äußeren Eingangswelle 11 bzw. der zweiten Kupplung K2 ausgehend, über jeweils vier der Radebenen Z1, Z2, Z4, Z5, ZR, dabei zweifach über die Vorgelegewelle 13. Sie sind somit als Windungsgänge ausgeführt.
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Der Gangwechsel zwischen dem vierten Gang G4 und dem fünften Gang G5 ist in beide Schaltrichtungen nicht zugkraftunterstützt und damit der betreffende Gang G4 bzw. G5 nicht lastschaltbar, da die beteiligten ausgangsseitigen Schaltelemente G, H der vierten und fünften Radebenen Z4, Z5 nur wechselseitig schaltbar sind, und daher das jeweilige Schaltelement G, H im lastfreien Teilstrang nicht vorgewählt werden kann, ohne das andere Schaltelement G, H zu öffnen. Folglich bedingt der Wechsel zwischen den beiden Schaltelementen G und H eine Unterbrechung des Antriebsstranges während des Gangwechsels. Der Gangwechsel zwischen dem zweiten Rückwärtsgang R2 und dem dritten Rückwärtsgang R3 ist in analoger Weise ebenfalls nicht zugkraftunterstützt. Der sechste Gang G6 ist als ein Direktgang ausgelegt.
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Die 4 zeigt ein ähnliches Doppelkupplungsgetriebe. Anstelle der geteilten Hohlwelle 14 ist hier eine einteilige Hohlwelle 14' vorgesehen. Auf der Hohlwelle 14' ist eine Koppelvorrichtung 1' mit einem Schaltelement A angeordnet, mittels der das Losrad 16 der ersten Radebene Z1 drehfest mit der Hohlwelle 14' verbindbar ist. Das benachbarte Losrad 18 der zweiten Radebene Z2 ist drehfest mit der Hohlwelle 14' verbunden. Eine drehfeste Verbindung des Losrades 16 der ersten Radebene Z1 mit der Vorgelegewelle 13 ist durch Schalten des ersten Schaltelements A und des Schaltelements C des Losrades 18 der zweiten Radebene Z2, also durch gleichzeitiges Koppeln der beiden Radebenen Z1, Z2, möglich. Durch den Wegfall der Koppelvorrichtung 6 der geteilten Hohlwelle 14 gemäß 1 und damit des bisherigen Schaltelements B verschiebt sich die Zuordnung der weiteren Schaltelemente entsprechend.
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Ein zugehöriges beispielhaftes Schaltschema ist aus 5 ersichtlich. Die entsprechenden Kraftflüsse sind in 6 illustriert. Der logische Aufbau der Schaltfolge entspricht dem Schema von 2, wobei die Kopplung der beiden Eingangswellen 10 und 11 in den gleichen Gängen G1, G5, R1, R3 geschaltet wird. Darüber hinaus wird allerdings die Kopplung ersten und der zweiten Radebenen Z1, Z2 mittels dem Schaltelement A gemäß 4 ohne Kopplung der Eingangswellen 10, 11 in zwei weiteren Gängen G3, G7 geschaltet. Für die dritte, vierte und fünfte Radebenen Z3, Z4, Z5 ist der Einsatz der jeweiligen Schaltelemente E, F, G, H bzw. D, E, F, G identisch übertragen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Koppelvorrichtung
- 1'
- Koppelvorrichtung
- 2
- Koppelvorrichtung
- 3
- Koppelvorrichtung
- 4
- Koppelvorrichtung
- 5
- Koppelvorrichtung
- 6
- Koppelvorrichtung
- 7
- Doppelkupplung
- 8
- Kupplungskorb
- 9
- Triebwelle
- 10
- Erste Eingangswelle
- 11
- Zweite Eingangswelle
- 12
- Abtriebswelle
- 13
- Vorgelegewelle
- 14
- Geteilte Hohlwelle
- 14a
- Hohlwellenteil
- 14b
- Hohlwellenteil
- 14'
- Einteilige Hohlwelle
- 15
- Gangzahnrad, Festrad erste Radebene Z1
- 16
- Gangzahnrad, Losrad erste Radebene Z1
- 17
- Gangzahnrad, Losrad zweite Radebene Z2
- 18
- Gangzahnrad, Losrad zweite Radebene Z2
- 19
- Gangzahnrad, Festrad dritte Radebene Z3
- 20
- Zwischenrad, Drehrichtungsumkehrrad
- 21
- Gangzahnrad, Losrad dritte Radebene Z3
- 22
- Gangzahnrad, Losrad vierte Radebene Z4
- 23
- Gangzahnrad, Festrad vierte Radebene Z4
- 24
- Gangzahnrad, Losrad fünfte Radebene Z5
- 25
- Gangzahnrad, Festrad fünfte Radebene Z5
- A
- Schaltelement
- B
- Schaltelement
- C
- Schaltelement
- D
- Schaltelement
- E
- Schaltelement
- F
- Schaltelement
- G
- Schaltelement
- H
- Schaltelement
- K1
- Erste Kupplung, Eingangskupplung
- K2
- Zweite Kupplung, Eingangskupplung
- Z1
- Erste Radebene
- Z2
- Zweite Radebene
- Z3
- Dritte Radebene, Rückwärtsgangebene
- Z4
- Vierte Radebene
- Z5
- Fünfte Radebene
- ZR
- Rückwärtsgangebene, dritte Radebene
