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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, meist 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. Meistens 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 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, über welche die Losräder mit den Wellen drehfest verbindbar sind, oder über welche 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 geringeren Gangzahl erreichbar.
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Bekannt ist auch die Windungsbauweise bei Fahrzeuggetrieben. Bei solchen Getrieben windet sich der Kraftfluss eines oder mehrerer Gänge im Wechsel über mehrere Zahnradebenen zwischen Antriebswelle und Vorgelegewelle. Windungsgetriebe kommen daher gegenüber konventionellen Radsätzen mit vergleichsweise weniger Radebenen aus.
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Aus der
DE 10 2009 002 354 A1 ist ein achtgängiges Doppelkupplungsgetriebe bekannt, das zwei koaxial zueinander angeordnete Eingangswellen, zwei achsparallel zueinander und zu den beiden Eingangswellen 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 Vorgelegewellen drehbar gelagert sind. Die Losräder sind über Koppelvorrichtungen mit den Vorgelegewellen drehfest verbindbar. Zwei der Losräder sind mittels einer zusätzlichen Koppelvorrichtung direkt miteinander drehfest verbindbar. Insgesamt sind mindestens fünf Koppelvorrichtungen mit mindestens acht Schaltelementen vorgesehen. Die beiden Vorgelegewellen sind über jeweils ein Abtriebsrad mit einer Verzahnung der Abtriebswelle gekoppelt. Zur Darstellung der Gänge, davon mehrere lastschaltbar, sowie mindestens einem Rückwärtsgang, sind vier oder fünf Radebenen, davon eine Rückwärtsgangebene, und die Abtriebsebene vorgesehen, wobei mindestens ein lastschaltbarer Windungsgang über die zusätzliche Koppelvorrichtung schaltbar ist.
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Die
DE 10 2004 022 413 B4 zeigt ein sieben- oder achtgängiges Doppelkupplungsgetriebe, das zwei koaxial zueinander angeordnete Eingangswellen, zwei koaxial zueinander und achsparallel zu den Eingangswellen angeordnete Vorgelegewellen, und eine koaxial zu den beiden Eingangswellen angeordnete Abtriebswelle aufweist. Von den beiden Vorgelegewellen ist eine als eine Hohlwelle ausgebildet, in der die andere Vorgelegewelle koaxial drehbar gelagert ist. Die Hohlwelle ist mit zwei Festrädern zweier Radebenen drehstarr verbunden. Auf der Hohlwelle ist außerdem ein Losrad einer weiteren Radebene drehbar gelagert, welches mit einem Festrad auf der Abtriebswelle kämmt. Die beiden koaxialen Vorgelegewellen sind mittels einer Koppelvorrichtung drehfest miteinander verbindbar. Jede der beiden Eingangswellen trägt ein Festrad, welches zur Bildung jeweils einer Antriebskonstante mit einem Festrad auf einer der beiden Vorgelegewellen kämmt. Insgesamt sind acht Radebenen, davon eine Rückwärtsgangebene, und vier Koppelvorrichtungen mit acht Schaltelementen vorgesehen.
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Aus der
DE 43 30 170 A1 ist ein sechsgängiges Doppelkupplungsgetriebe mit zwei koaxial zueinander angeordneten Eingangswellen und einer koaxial zu den beiden Eingangswellen angeordnete Abtriebswelle bekannt, bei dem auf einer achsparallel zu den Eingangswellen angeordneten Vorgelegewelle eine Hohlwelle angeordnet ist, die mit zwei Festrädern zweier Radebenen drehstarr verbunden ist. Die Hohlwelle ist mit einem Losrad einer weiteren Radebene verbindbar, welches seinerseits mit der Vorgelegewelle drehfest verbindbar ist. Insgesamt sind sieben Radebenen, davon eine Rückwärtsgangebene, und vier Koppelvorrichtungen mit sieben Schaltelementen vorgesehen.
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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 und in einer kompakten Bauweise realisiert sind, wobei 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 Herstellkosten hinsichtlich des mechanischen Aufwandes in der Größenordnung eines vergleichbaren, zugkraftunterbrochen schaltenden herkömmlichen Handschaltgetriebes liegen. Der zusätzliche Aufwand für die Doppelkupplung und den zugehörigen Getriebeeingang mit zwei Eingangswellen wird durch einen weniger aufwendigen Radsatz kompensiert.
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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 Eingangswelle als eine äußere Hohlwelle ausgebildet ist, in der die andere 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 Wellen untereinander.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass fünf Radebenen und bis zu fünf Koppelvorrichtungen mit bis zu sieben Schaltelementen vorgesehen sind, wobei zumindest zwei Koppelvorrichtungen jeweils zwei wechselseitig betätigbare Schaltelemente aufweisen, wobei die kupplungsnahe erste Radebene einer der beiden Eingangswellen zugeordnet ist, die übrigen vier Radebenen der anderen der beiden Eingangswellen zugeordnet sind, die ersten beiden Radebenen über eine Koppelvorrichtung ohne Kraftfluss über die wenigstens eine Vorgelegewelle miteinander kraftschlüssig verbindbar sind, und die dritte oder eine andere Radebene als ein Rückwärtsgangsatz ausgebildet ist, so dass bis zu sechs Vorwärtsgänge und bis zu zwei Rückwärtsgänge schaltbar sind, wobei von sechs Vorwärtsgängen mindestens fünf lastschaltbar sind sowie jeder Rückwärtsgang lastschaltbar ist, und mindestens ein Vorwärtsgang ein Windungsgang ist.
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Mit dieser Anordnung wird ein Doppelkupplungsgetrieberadsatz zur Verfügung gestellt, der mit einem geringen mechanischen Bauteilaufwand an Radebenen, Wellen und Koppelvorrichtungen bzw. Schaltelementen auskommt. Eine bei anderen Getriebestrukturen, beispielsweise mit zwei achsparallelen Vorgelegewellen und einer zentralen Abtriebswelle, häufig erforderliche zusätzliche Radebene für den Abtrieb entfällt. Die Nutzung von Windungsgängen in Kombination mit einer schaltbaren Kopplung von bestimmten Radebenen ermöglicht eine besonders kompakte Getriebestruktur mit einer Vielfalt von möglichen Kraftflusspfaden. Zusätzlich werden, soweit möglich, doppelseitig betätigbare Koppelvorrichtungen verwendet, um Kosten und Bauraum zu sparen.
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Mit vier Radebenen für Vorwärtsgänge, einer Radebene für Rückwärtsgänge und maximal sieben Schaltelementen ermöglicht die beschriebene Getriebestruktur insgesamt bis zu sechs Vorwärtsgänge, von denen zumindest fünf lastschaltbar sind, und bis zu zwei lastschaltbare Rückwärtsgänge, lässt grundsätzlich aber auch Schaltlogiken mit weniger als sechs Gängen ohne weiteren Aufwand zu. Der vorgeschlagene Radsatz eignet sich beispielsweise für Antriebe von Nutzfahrzeugen bis zu einem Drehmoment von 1000 Nm.
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Bei einer weiter konkretisierten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die erste Radebene ein mit der äußeren Eingangswelle drehfest verbundenes Festrad und ein auf der Vorgelegewelle drehbar gelagertes Losrad umfasst, dass die zweite Radebene ein auf der inneren Eingangswelle drehbar gelagertes Losrad und ein auf der Vorgelegewelle drehbar gelagertes Losrad umfasst, dass die dritte Radebene ein mit der inneren Eingangswelle drehfest verbundenes Festrad, ein auf der Vorgelegewelle drehbar gelagertes Losrad und ein antriebstechnisch dazwischen angeordnetes drehbar gelagertes Zwischenrad umfasst, dass die vierte Radebene ein auf der inneren Eingangswelle drehbar gelagertes Losrad und ein mit der Vorgelegewelle drehfest verbundenes Festrad umfasst, dass die fünfte Radebene ein auf der inneren Eingangswelle drehbar gelagertes Losrad und ein mit der Vorgelegewelle drehfest verbundenes Festrad umfasst, und dass die Abtriebswelle drehfest mit dem Losrad der fünfte Radebene verbunden ist.
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Die Losräder und die Festräder sowie die Koppelvorrichtungen sind bei dieser Anordnung weitgehend gleichmäßig auf eine Eingangswellenachse und eine Vorgelegewellenachse verteilt. Die Schaltelemente zur Aktivierung verschiedener Übersetzungen sind zumindest überwiegend mehrfach nutzbar. Da das Losrad der fünften Radebene mit der Abtriebswelle drehfest verbunden ist, ist die fünfte Radebene bei dieser Konkretisierung in jedem Gang wirksam, entweder als direkte Verbindung zum Abtrieb oder als Ausgangskonstante. Zwischen der dritten Radebene und der vierten Radebene ist ein Freiraum zur Anordnung einer optionalen Lagerstützwand möglich.
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Zur Realisierung des Radsatzes auf einer Vorgelegewellenachse sowie zur Realisierung der Kopplung der ersten beiden Radebenen kann vorgesehen sein, dass die Vorgelegewelle als eine innere Vorgelegewelle ausgebildet ist, über der im Bereich der ersten beiden Radebenen eine Hohlwelle koaxial angeordnet ist, auf der zumindest ein Gangzahnrad angeordnet ist, welches über die Hohlwelle mit einem zu diesem axial benachbarten Gangzahnrad drehfest verbindbar ist.
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Die Hohlwelle dient demnach als eine Hilfswelle zur Herstellung einer schaltbaren Kopplung der vorgelegeseitigen Losräder der ersten und der zweiten Radebenen, ohne dabei einen Kraftfluss über die innere Vorgelegewelle zu leiten. Da die zweite Radebene sowohl auf der zughörigen Eingangswelle als auch auf der Vorgelegewelle jeweils ein Losrad umfassen kann, ist somit eine schaltbare Kopplungsvorrichtung für die beiden Eingangswellen realisiert.
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Die schaltbare Kopplung der ersten beiden Radebenen kann dadurch konkretisiert sein, dass die Hohlwelle als eine geteilte Hohlwelle ausgebildet ist, mit zwei Hohlwellenteilen, die mittels einer eigenen, gangradunabhängigen Koppelvorrichtung drehfest miteinander verbindbar sind, wobei eines der beiden Hohlwellenteile mit dem Losrad der ersten Radebene drehfest verbunden ist, und das andere der beiden Hohlwellenteile mit dem entsprechenden Losrad der zweiten Radebene drehfest verbunden ist.
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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 Ausführungsform 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 die Hohlwelle mit dem Losrad der ersten Radebene mittels einer auf der Hohlwelle angeordneten Koppelvorrichtung drehfest verbindbar ist, und mit dem entsprechenden Losrad der zweiten Radebene drehfest verbunden ist.
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Bei dieser Ausführungsform 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 einsparen.
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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 grundsätzlich auch eine Anordnung mit zwei oder mehr achsparallel angeordneten Vorgelegewellen möglich.
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Außerdem kann 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 12-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 beispielhaftes ein Schaltschema des Getriebes gemäß 1,
- 3 unter einem graphisch verkleinerten Getriebeschema gemäß 1 ein Kraftflussschema gemäß dem Schaltschema der 2,
- 4 eine schematische Darstellung eines weiteren Doppelkupplungsgetriebes,
- 5 ein beispielhaftes Schaltschema des Getriebes gemäß 4, und
- 6 unter einem graphisch verkleinerten Getriebeschema gemäß 4 ein Kraftflussschema gemäß dem Schaltschema der 5.
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Demnach ist in 1 ein Schema eines Doppelkupplungsgetriebes dargestellt, wie es beispielsweise für ein Nutzfahrzeug vorgesehen sein kann. Die Kupplungen und Koppelvorrichtungen dieses Getriebes zum Schließen und Öffnen des Antriebsstranges sowie zum Schalten von Gängen sind in an sich bekannter Weise als Reib- bzw. Lamellenkupplungen sowie als Klauen- oder Synchronschaltelemente ausgebildet, die mittels hydraulisch oder pneumatisch betätigten Aktuatoren automatisch oder automatisiert von Getriebesteuergeräten steuerbar sind.
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Das Doppelkupplungsgetriebe umfasst 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 zweiten, 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 voneinander 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 Radsatzebene 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 äußeren Eingangswelle 11 verbunden ist, und ein mit diesem im Eingriff stehendes 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 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, E ausgebildet ist, mittels des zugeordneten Schaltelements D drehfest mit der Vorgelegewelle 13 verbindbar.
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Durch Schließen des Schaltelementes B der Hohlwelle 14 sind die beiden axial benachbarten Losräder 16, 18 der beiden ersten Radebenen Z1 und Z2 drehfest miteinander verbindbar, wodurch die Radebenen Z1, Z2 miteinander koppelbar sind. Durch zusätzliches Schließen des Schaltelementes C am Losrad 17 der zweiten Radebene Z2 auf der inneren Eingangswelle 10 ist dieses mit der inneren Eingangswelle 10 drehfest verbindbar. Dadurch sind die beiden Eingangswellen 10, 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 inneren Eingangswelle 10 verbunden ist, ein Losrad 21, welches auf der Vorgelegewelle 13 drehbar gelagert und mittels des Schaltelementes E der zugeordneten Koppelvorrichtung 4 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 der inneren Eingangswelle 10 drehbar gelagert und mittels einer Koppelvorrichtung 5 mit dem zugeordneten Schaltelement F drehfest mit der inneren Eingangswelle 10 verbindbar ist. Die Koppelvorrichtung 5 ist als doppelseitige Schaltvorrichtung mit zwei wechselseitig betätigbaren Schaltelementen F, G ausgebildet. Außerdem ist das Losrad 22 mit einem Festrad 23 in Zahneingriff, welches drehfest mit der Vorgelegewelle 13 verbunden ist.
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Die fünfte Radebene Z5 umfasst ein Losrad 24, welches drehbar auf der inneren Eingangswelle 10 gelagert ist und mit dem Schaltelement G der zugeordneten 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. Auf der Getriebeausgangsseite ist das Losrad 24 fest mit der Abtriebswelle 12 verbunden. Somit ist durch Aktivieren des zugeordneten Schaltelements G eine direkte drehfeste Verbindung der inneren Eingangswelle 10 mit der Abtriebswelle 12 herstellbar.
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Insgesamt sind somit 4+R Radebenen Z1, Z2, Z3/ZR, Z4, Z5 und fünf Koppelvorrichtungen 1, 2, 4, 5, 6 mit zusammen sieben Schaltelementen A, B, C, D, E, F, G vorgesehen. Mit diesem Radsatz sind sechs Vorwärtsgänge G1 (W), G2, G3, G4, G5, G6 und zwei Rückwärtsgänge R1(W), R2 realisierbar. Ein beispielhaftes Schaltschema dazu zeigt die 2. Darin sind die in dem jeweiligen Gang G1 (W), G2, G3, G4, G5, G6 geschaltete Eingangskupplung K1, K2 und die aktivierten Schaltelemente A, B, C, D, E, F, G markiert. Windungsgänge sind an den Gangbezeichnungen mit einem „W“ gekennzeichnet. Der dazugehörige jeweilige Kraftfluss über die Radebenen Z1, Z2, Z3/ZR, Z4, Z5 und Wellen ist in 3 grafisch illustriert.
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Demnach werden die Gänge G1 bis G6 in sequenzieller Abfolge alternierend über die beiden Eingangskupplungen K1 und K2, beginnend mit der zweiten Kupplung K2, geschaltet, wobei jeweils mindestens ein Schaltelement, höchstens jedoch drei der Schaltelemente A bis G geschlossen werden bzw. geschlossen sind. Die Kraftflüsse des ersten Ganges G1 (W) sowie des ersten Rückwärtsganges R1 (W) verlaufen von der äußeren Eingangswelle 11 bzw. der zweiten Kupplung K2 ausgehend über jeweils vier Radebenen Z1, Z2, Z4, Z5 bzw. Z1, Z2, Z3/ZR, Z5, 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 nicht lastschaltbar, da das Schaltelement G, welches die Abtriebswelle 12 mit der inneren Eingangswelle 10 koppelt, nicht vorgewählt werden kann, wenn gleichzeitig zwei andere Schaltelemente C und D aktiviert sind, die ebenfalls die innere Eingangswelle 10 über einen anderen Pfad mit der Abtriebswelle 12 koppeln. Der Folgegang kann damit nicht vorgewählt werden, da der betreffende Teilantriebsstrang nicht lastfrei ist. Gleiches gilt analog für den umgekehrten Gangwechsel. Der sechste Gang G6 ist als ein Direktgang ausgelegt. Die beiden Rückwärtsgänge R1 (W) und R2 sind lastschaltbar.
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Die 4 zeigt ein ähnliches Doppelkupplungsgetriebe. Anstelle der geteilten Hohlwelle 14 ist hier eine einteilige Hohlwelle 14' vorgesehen. Auf dieser 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 axial 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 am Losrad 18 der zweiten Radebene Z2 möglich, also durch gleichzeitiges Koppeln der beiden Radebenen Z1 und Z2. Durch den Wegfall der Koppelvorrichtung 6 der geteilten Hohlwelle 14 und damit des bisherigen Schaltelements B verschiebt sich die Zuordnung der weiteren Schaltelemente entsprechend.
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Ein zugehöriges beispielhaftes Schaltschema ist in 5 dargestellt. Die entsprechenden Kraftflüsse über die Radebenen und Wellen sind in 6 gezeigt. Der logische Aufbau der Schaltfolge entspricht dem Schema von 2, wobei im ersten Ausführungsbeispiel (1, 2, 3) die Kopplung der beiden Eingangswellen 10, 11 in den drei Gängen G1 (W), G5, R1 (W) geschaltet wird. Im zweiten Ausführungsbeispiel (4, 5, 6) wird die Kopplung der beiden Eingangswellen 10, 11 ebenfalls in diesen drei Gängen G1 (W), G5, R1 (W) geschaltet, und darüber hinaus die Kopplung der ersten und der zweiten Radebenen Z1, Z2 (ohne Kopplung der Eingangswellen 10, 11) in einem weiteren Gang G3 geschaltet. Für die dritte, vierte und fünfte Radebenen Z3, Z4, Z5 ist der Einsatz der jeweiligen Schaltelemente E, F, G bzw. D, E, F analog übertragen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Koppelvorrichtung
- 1'
- Koppelvorrichtung
- 2
- Koppelvorrichtung
- 4
- Koppelvorrichtung
- 5
- Koppelvorrichtung
- 6
- Koppelvorrichtung
- 7
- Doppelkupplung
- 8
- Kupplungskorb
- 9
- Triebwelle
- 10
- Erste, innere Eingangswelle
- 11
- Zweite, äußere 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
- G1
- Erster Gang
- G2
- Zweiter Gang
- G3
- Dritter Gang
- G4
- Vierter Gang
- G5
- Fünfter Gang
- G6
- Sechster Gang
- R1
- Erster Rückwärtsgang
- R2
- Zweiter Rückwärtsgang
- K1
- Erste Kupplung, Eingangskupplung
- K2
- Zweite Kupplung, Eingangskupplung
- W
- Windungsgang
- Z1
- Erste Radebene
- Z2
- Zweite Radebene
- Z3
- Dritte Radebene, Rückwärtsgangebene
- Z4
- Vierte Radebene
- Z5
- Fünfte Radebene
- ZR
- Rückwärtsgangebene, dritte Radebene
