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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. 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 ausgebildet 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 darstellbar, 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 Eingriff stehen mit als Losrädern ausgebildeten Gangzahnrädern, 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 Realisierung 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 Vorgelegewelle 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 vorhanden.
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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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Aus dem Dokument
DE 10 2006 054 281 A1 ist ein kompakt bauendes Doppelkupplungs-Windungsgetriebe mit mehr als sieben Vorwärtsgängen und möglichst einfachem Aufbau bekannt. Die beiden Teilgetriebe des Doppelkupplungsgetriebes sind dabei hintereinander angeordnet und mit jeweils mindestens vier Vorwärtsgängen ausgebildet. Dabei gibt es zumindest einen Leistungsfluss, welcher sich über eine erste, eine zweite und eine dritte Zahnradebene durch das Getriebe windet.
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Aus der Schrift US 2009 / 0 320 629 A1 ist ein Doppelkupplungsgetriebe bekannt, welches eine erste Eingangswelle aufweist, die mit einer ersten Kupplung verbunden ist, und eine zweite Eingangswelle aufweist, die mit einer zweiten Kupplung verbunden ist. Die erste Kupplung bzw. die zweite Kupplung ist mit einem Motor verbunden. Eine Zwischenwelle ist parallel zu ersten Eingangswelle und zur zweiten Eingangswelle angeordnet. Weiter ist eine Abtriebswelle, die eine Leistung aus diesem Getriebe ausgibt vom Getriebe umfasst. An einem Ende der Zwischenwelle ist ein Abtriebsgetriebe vorgesehen, um die Kraft mit reduzierter Drehzahl auf die Abtriebswelle zu übertragen, und zwischen der zweiten Eingangswelle und der Abtriebswelle ist eine Direktverbindungskupplung vorgesehen, um die Kraftübertragung zu trennen. Eine Zwischenwellenverbindungskupplung ist für den Zahnradzug der Abtriebswellenuntersetzung vorgesehen, um die Kraftübertragung zu trennen, wobei die Zwischenwellenverbindungskupplung getrennt wird, wenn die Direktverbindungskupplung geschlossen ist.
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Aus dem Dokument
WO 2009/113 513 A1 ist ein weiteres Doppelkupplungsgetriebe bekannt, welches eine Vorgelegewelle aufweist, die an einem Endabschnitt mit einer Radebene versehen ist, die einen mittleren Gang in der ungeraden Anzahl von Gängen bildet. Am anderen Endabschnitt ist die Vorgelegewelle mit einem Abtriebsradsatz zum Übertragen von Leistung auf die Abtriebswelle versehen.
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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 technischem Aufwand und in einer kompakten Bauweise realisierbar sind.
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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 mit der Erkenntnis zugrunde, dass es möglich ist, ein voll lastschaltbares Doppelkupplungsgetriebe zu realisieren, dessen Herstellkosten hinsichtlich des mechanischen Aufwandes mit den Herstellkosten eines zugkraftunterbrochen schaltenden herkömmlichen Handschaltgetriebes mit der gleichen Gangzahl vergleichbar sind. Der zusätzliche Aufwand für die Doppelkupplung und den zugehörigen Getriebeeingang mit zwei Eingangswellen ist durch einen weniger aufwendigen Radsatz weitgehend kompensierbar.
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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 der beiden Eingangswellen als eine äußere Hohlwelle ausgebildet ist, in der die andere der beiden Eingangswellen als eine innere Welle angeordnet ist und aus dieser auf der kupplungsfernen Seite heraustritt, mit einer zu den 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 sechs Radebenen und vier Koppelvorrichtungen mit bis zu sieben Schaltelementen vorgesehen sind, wobei zumindest zwei der Koppelvorrichtungen jeweils zwei wechselseitig betätigbare Schaltelemente aufweisen, wobei die kupplungsnahe erste Radebene und die zweite Radebene einer der beiden Eingangswellen zugeordnet sind, die übrigen vier Radebenen der anderen der beiden Eingangswellen zugeordnet sind, die zweite und die dritte Radebene über eine Koppelvorrichtung ohne Kraftfluss über die wenigstens eine Vorgelegewelle miteinander kraftschlüssig verbindbar sind, und die vierte oder eine andere Radebene als ein Rückwärtsgangsatz ausgebildet ist, so dass bis zu sechs Vorwärtsgänge und bis zu zwei Rückwärtsgänge schaltbar sind, die alle lastschaltbar sind, wobei mindestens ein Vorwärtsgang ein Windungsgang ist.
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Mit dieser Anordnung wird ein Doppelkupplungsgetrieberadsatz zur Verfügung gestellt, der mit einem relativ geringen mechanischen Bauteilaufwand an Radebenen, Wellen und Koppelvorrichtungen sowie 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 fünf Radebenen für Vorwärtsgänge, einer Radebene für Rückwärtsgänge und maximal sieben Schaltelementen, die in nur vier Koppelvorrichtungen angeordnet sind, ermöglicht die erfindungsgemäße Getriebestruktur insgesamt bis zu sechs lastschaltbare Vorwärtsgänge und bis zu zwei lastschaltbare Rückwärtsgänge. Grundsätzlich sind aber auch Schaltlogiken mit weniger als sechs Gängen ohne weiteren Aufwand realisierbar. Der gefundene Radsatz eignet sich beispielsweise für Antriebe von Nutzfahrzeugen in der Drehmomentklasse von 1000 Nm.
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Bei einer weiter konkretisierten Ausführungsform der Erfindung 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 mit der äußeren Eingangswelle drehfest verbundenes Festrad und ein auf der Vorgelegewelle drehbar gelagertes Losrad umfasst, dass die dritte Radebene ein mit der inneren Eingangswelle drehfest verbundenes Festrad und ein auf der Vorgelegewelle drehbar gelagertes Losrad umfasst, dass die vierte Radebene ein mit der inneren Eingangswelle drehfest verbundenes Festrad, ein auf der Vorgelegewelle drehbar gelagertes Losrad und ein drehbar gelagertes Zwischenrad umfasst, dass die fünfte Radebene ein auf der inneren Eingangswelle drehbar gelagertes Losrad und ein mit der Vorgelegewelle drehfest verbundenes Festrad umfasst, dass die sechste 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 sechsten Radebene verbunden ist.
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Die Losräder und Festräder sowie die Koppelvorrichtungen sind demnach auf eine Eingangswellenachse und eine Vorgelegewellenachse verteilt. Bestimmte Schaltelemente zur Aktivierung verschiedener Übersetzungen sind mehrfach nutzbar. Da das Losrad der sechsten Radebene mit der Abtriebswelle drehfest verbunden ist, ist die sechste Radebene bei dieser Konkretisierung der Erfindung in jedem Gang wirksam, entweder als direkte Verbindung zum Abtrieb oder als Ausgangskonstante. Zwischen der vierten Radebene und der fünften Radebene ist ein Freiraum ohne Koppelvorrichtung zur Anordnung einer optionalen Lagerstützwand möglich.
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Zur Realisierung des Radsatzes auf einer Vorgelegewellenachse sowie zur Realisierung der Kopplung der zweiten und der dritten Radebene miteinander kann vorgesehen sein, dass die Vorgelegewelle als eine radial innere Vorgelegewelle ausgebildet ist, über der im Bereich der zweiten und der dritten Radebene 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 zweiten und der dritten Radebene, ohne Kraftfluss über die radial innere Vorgelegewelle zu leiten. Durch diese Kopplung ist über die beiden Festräder der zweiten und der dritten Radebene gleichzeitig eine Kopplung der beiden koaxialen Eingangswellen schaltbar.
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Da zusätzlich die Festräder der ersten beiden Radebenen bei der geschilderten Ausführungsform des Radsatzes über die äußere Eingangswelle axial beabstandet drehstarr miteinander verbunden sind, geht mit dem Schalten der Kopplung der zweiten und der dritten Radebene ein Antreiben der ersten Radebene ohne Kraftfluss über die innere Vorgelegewelle einher.
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Die schaltbare Kopplung der zweiten und der dritten Radebene kann dadurch ausgeführt 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 zweiten Radebene drehfest verbunden ist, und das andere der beiden Hohlwellenteile mit dem entsprechenden Losrad der dritten Radebene drehfest verbunden ist.
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Demnach kann die Kopplung der Losräder der beiden Radebenen immer dann erfolgen, wenn dies für den Kraftfluss entsprechend der vorgesehenen Schaltlogik erforderlich ist. Einzeln können die Losräder hingegen über eine jeweils zugeordnete Koppelvorrichtung zur drehfesten Verbindung mit der Vorgelegewelle geschaltet werden. Durch diese Ausführungsform können unnötig rotierende Massen vermieden oder reduziert werden.
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Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass zur Herstellung einer schaltbaren Kopplung der zweiten und der dritten Radebene die Hohlwelle mit dem Losrad der zweiten Radebene mittels einer auf der Hohlwelle angeordneten Koppelvorrichtung drehfest verbindbar ist, und mit dem entsprechenden Losrad der dritten Radebene drehfest verbunden ist.
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Bei dieser Ausführungsform ist eine schaltbare drehfeste Verbindung zwischen dem Losrad der zweiten Radebene und der Vorgelegewelle, soweit dies bei einer Schaltlogik vorgesehen ist, durch Schalten der auf der Hohlwelle angeordneten Koppelvorrichtung und Schalten einer ohnehin vorhandenen Koppelvorrichtung, die dem vorgelegeseitigen Losrad der dritten Radebene zugeordnet ist, möglich. Dadurch lässt sich ein Schaltelement einsparen. Damit kann der Radsatz mit insgesamt nur sechs Schaltelementen realisiert sein.
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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 zu realisieren.
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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. Die Stufung, die Spreizung und die Übersetzung sind bei dem vorgeschlagenen Radsatz somit 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 sechs 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 darstellbar.
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Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit zwei Ausführungsbeispielen beigefügt. In dieser zeigt
- 1 eine schematische Darstellung eines Doppelkupplungsgetriebes,
- 2 ein beispielhaftes Schaltschema des Getriebes von 1,
- 3 unter einem graphisch verkleinerten Getriebeschema gemäß 1 ein Kraftflussschema gemäß dem Schaltschema von 2,
- 4 eine Darstellung eines weiteren Doppelkupplungsgetriebes,
- 5 ein beispielhaftes Schaltschema des Getriebes von 4, und
- 6 unter einem graphisch verkleinerten Getriebeschema gemäß 4 ein Kraftflussschema gemäß dem Schaltschema von 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 des 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 und über, beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch betätigte Aktuatoren automatisch oder automatisiert mittels eines Getriebesteuergeräts steuerbar.
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Das Doppelkupplungsgetriebe umfasst eine Doppelkupplung 7 mit zwei eingangsseitigen Reibkupplungen K1, K2 und 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 radial innere Welle ausgebildet, über der eine kurze zweigeteilte Hohlwelle 14 koaxial angeordnet ist. Die beiden Hohlwellenteile 14a und 14b sind über eine Koppelvorrichtung 4 mit einem Schaltelement C drehfest miteinander verbindbar und trennbar.
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Die Hohlwelle 14 befindet sich axial im Bereich der zweiten und dritten von insgesamt sechs Radebenen Z1, Z2, Z3, Z4/ZR, Z5, Z6. Davon sind fünf Radebenen Z1, Z2, Z3, Z5, Z6, die durch jeweils ein Gangzahnradpaar 5/6, 15/16, 17/18, 22/23, 24/25 gebildet sind, für Vorwärtsgänge vorgesehen. Eine Radsatzebene Z4/ZR, die ein Gangzahnradpaar 19/21 und ein Drehrichtungsumkehrrad 20 aufweist, ist für zwei Rückwärtsgänge vorgesehen.
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Die erste Radebene Z1 umfasst ein Festrad 5, welches drehfest mit der äußeren Eingangswelle 11 verbunden ist, und ein mit diesem im Eingriff stehendes Losrad 6, welches auf der Vorgelegewelle 13 drehbar gelagert ist. Das Losrad 6 ist mittels einer ersten Koppelvorrichtung 1, die als doppelseitige Schaltvorrichtung mit zwei wechselseitig betätigbaren Schaltelementen A, B ausgebildet ist, mittels des zugeordneten Schaltelements A drehfest mit der Vorgelegewelle 13 verbindbar.
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Die zweite Radebene Z2 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 mit dem kupplungsnahen Hohlwellenteil 14a fest verbunden ist. Das Losrad 16 ist mittels des anderen Schaltelementes B der ersten Koppelvorrichtung 1 drehfest mit der Vorgelegewelle 13 verbindbar.
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Die dritte Radebene Z3 umfasst ein Festrad 17, welches drehfest mit der inneren Eingangswelle 10 verbunden ist, und ein mit diesem im Eingriff stehendes Losrad 18, welches auf der Vorgelegewelle 13 drehbar gelagert und mit dem kupplungsfernen Hohlwellenteil 14b fest verbunden ist. Das Losrad 18 ist mittels einer zweiten Koppelvorrichtung 2, 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 C der Koppelvorrichtung 4 der Hohlwelle 14 sind die beiden axial benachbarten Losräder 16 und 18 der zweiten und der dritten Radebene Z2, Z3 drehfest miteinander verbindbar, wodurch gleichzeitig die beiden Eingangswellen 10, 11 miteinander koppelbar sind.
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Die vierte Radebene Z4 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 anderen Schaltelementes E der zweiten Koppelvorrichtung 2 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 fünfte Radebene Z5 umfasst ein Losrad 22, welches auf der inneren Eingangswelle 10 drehbar gelagert ist und mittels einer dritten Koppelvorrichtung 3, die als doppelseitige Schaltvorrichtung mit zwei wechselseitig betätigbaren Schaltelementen F und G ausgebildet ist, mittels des zugeordneten Schaltelements F drehfest mit der inneren Eingangswelle 10 verbindbar ist. Außerdem gehört zur fünfte Radebene Z5 ein mit dem Losrad 22 im Eingriff stehendes Festrad 23, welches drehfest mit der Vorgelegewelle 13 verbunden ist.
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Die sechste Radebene Z6 umfasst ein Losrad 24, welches auf der inneren Eingangswelle 10 drehbar gelagert angeordnet ist und mit dem anderen Schaltelement G der dritten Koppelvorrichtung 3 mit der inneren Eingangswelle 10 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 5+R Radebenen Z1, Z2, Z3, Z4/ZR, Z5, Z6 und vier Koppelvorrichtungen 1, 2, 3, 4 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 durch einen Punkt markiert. Windungsgänge sind an den Gangbezeichnungen mit einem „W“ gekennzeichnet. Der dazugehörige jeweilige Kraftfluss über die Radebenen Z1, Z2, Z3, Z4/ZR, Z5, Z6 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 bzw. K2, beginnend mit der zweiten Kupplung K2 geschaltet, wobei jeweils ein oder zwei 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 Z2, Z3, Z5, Z6 bzw. Z2, Z3, Z4/ZR, Z6 dabei zweifach über die Vorgelegewelle 13. Sie sind somit als Windungsgänge ausgeführt. Die Kopplung der zweiten Radebene Z2 mit der dritten Radebene Z3 und damit der beiden Eingangswellen 10, 11 wird nur in den Windungsgängen G1 (W) bzw. R1 (W) aktiviert. Die erste Radebene Z1 ist für den fünften Gang G5 vorgesehen. Der sechste Gang G6 ist als ein Direktgang ausgelegt.
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Zusammenfassend ergibt sich bei diesem Doppelkupplungsgetriebe folgendes: Alle Gänge G1 (W), G2, G3, G4, G5, G6 sind bei sequenziellem Gangwechsel lastschaltbar. Die Rückwärtsgänge R1(W), R2 sind ebenfalls lastschaltbar. Die sechs Vorwärtsgänge G1 (W), G2, G3, G4, G5, G6 und zwei Rückwärtsgänge R1 (W), R2 sind mit insgesamt sieben Schaltelementen A, B, C, D, E, F, G auf 5+R Radebenen Z1, Z2, Z3, Z4/ZR, Z5, Z6 mit koaxialem Antrieb und Abtrieb 10, 11, 12 und einer Vorgelegeachse 13, 14 dargestellt.
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Die 4 zeigt ein Doppelkupplungsgetriebe, das ähnlich aufgebaut ist wie das in 1. Anstelle der geteilten Hohlwelle 14 ist hier eine einteilige Hohlwelle 14' vorgesehen. Durch den Wegfall des Schaltelementes C der geteilten Hohlwelle 14 des Doppelkupplungsgetriebes der 1 verschiebt sich bei 4 und 6 die Benennung der Schaltelemente in alphabetischer Reihenfolge.
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Auf der Hohlwelle 14' ist eine Koppelvorrichtung 4' mit einem Schaltelement B angeordnet, mittels der das Losrad 16 der zweiten Radebene Z2 drehfest mit der Hohlwelle 14' verbindbar ist. Das axial benachbarte Losrad 18 der dritten Radebene Z3 ist drehfest mit der Hohlwelle 14' verbunden. Durch Aktivieren des Schaltelements B sind die beiden Losräder 16, 18 drehfest miteinander verbindbar und die zweite sowie die dritte Radebene Z2, Z3 und damit auch die beiden Eingangswellen 10, 11 miteinander koppelbar. Eine drehfeste Verbindung des Losrades 16 der zweiten Radebene Z2 mit der Vorgelegewelle 13 ist durch Schalten des Schaltelements B der Koppelvorrichtung 4' auf der Hohlwelle 14' und des Schaltelements C des Losrades 18 der dritten Radebene Z3, also durch gleichzeitiges Koppeln der beiden Radebenen Z2, Z3 möglich.
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Ein zugehöriges beispielhaftes Schaltschema ist in 5 dargestellt. Die entsprechenden Kraftflüsse sind in 6 gezeigt. Der logische Aufbau der Schaltfolge entspricht dem Schema von 2, so dass sich die gleichen Kraftflüsse ergeben. Die 6V+2R Gänge G1 (W), G2, G3, G4, G5, G6, R1 (W), R2 sind jedoch mit insgesamt nur sechs Schaltelementen A, B, C, D, E, F realisiert. Die Kopplung der beiden Radebenen Z2, Z3 wird in den Windungsgängen G1 (W), R1 (W) und zusätzlich im dritten Gang G3 aktiviert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Koppelvorrichtung
- 1'
- Koppelvorrichtung
- 2
- Koppelvorrichtung
- 3
- Koppelvorrichtung
- 4
- Koppelvorrichtung
- 4'
- Koppelvorrichtung
- 5
- Gangzahnrad, Festrad erste Radebene Z1
- 6
- Gangzahnrad, Losrad erste Radebene Z1
- 7
- Doppelkupplung
- 8
- Kupplungskorb
- 9
- Triebwelle
- 10
- Innere Eingangswelle
- 11
- Äußere Eingangswelle
- 12
- Abtriebswelle
- 13
- Vorgelegewelle
- 14
- Geteilte Hohlwelle
- 14a
- Hohlwellenteil
- 14b
- Hohlwellenteil
- 14'
- Einteilige Hohlwelle
- 15
- Gangzahnrad, Festrad zweite Radebene Z2
- 16
- Gangzahnrad, Losrad zweite Radebene Z2
- 17
- Gangzahnrad, Festrad dritte Radebene Z3
- 18
- Gangzahnrad, Losrad dritte Radebene Z3
- 19
- Gangzahnrad, Festrad vierte Radebene Z4
- 20
- Zwischenrad, Drehrichtungsumkehrrad
- 21
- Gangzahnrad, Losrad vierte Radebene Z4
- 22
- Gangzahnrad, Losrad fünfte Radebene Z5
- 23
- Gangzahnrad, Festrad fünfte Radebene Z5
- 24
- Gangzahnrad, Losrad sechste Radebene Z6
- 25
- Gangzahnrad, Festrad sechste Radebene Z6
- 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
- Index für Windungsgang
- Z1
- Erste Radebene
- Z2
- Zweite Radebene
- Z3
- Dritte Radebene
- Z4
- Vierte Radebene, Rückwärtsgangebene
- Z5
- Fünfte Radebene
- Z6
- Sechste Radebene
- ZR
- Rückwärtsgangebene, vierte Radebene
