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Die Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Durch die
DE 10 2007 049 267 A1 der Anmelderin wurde ein Sechs-Gang-Doppelkupplungsgetriebe mit drei Wellen, einer Haupt- und zwei Vorgelegewellen, bekannt. Die Hauptwelle umfasst zwei koaxial zueinander angeordnete Eingangswellen, die von einer ersten und einer zweiten Kupplung einer Doppelkupplung angetrieben werden. Das bekannte Doppelkupplungsgetriebe umfasst sechs in drei Radebenen angeordnete Zahnradstufen, auch Gangstufen genannt, sowie zwei in einer vierten Radebene angeordnete Konstantstufen, auch Abtriebskonstanten genannt, welche die beiden Vorgelegewellen mit einer achsparallel zur Hauptwelle angeordneten Abtriebswelle verbinden. Zur Schaltung der Gänge sind zwei doppelt wirkende Schalteinrichtungen sowie zwei einfach wirkende Schalteinrichtungen auf den beiden Vorgelegewellen angeordnet. Zusätzlich ist ein Schaltelement zum Ermöglichen von so genannten Windungsgängen vorgesehen. Die Zahnrad- oder Gangstufen sind einem ersten und einem zweiten Teilgetriebe für gerade und ungerade Gänge zugeordnet. Bei Windungsgängen werden Gangzahnräder beider Teilgetriebe miteinander gekoppelt, um dadurch einen Kraftfluss durch beide Teilgetriebe zu realisieren. Das zusätzliche Schaltelement dient dabei zum Koppeln zweier Losräder und bringt dadurch die Getriebeeingangswellen in Abhängigkeit zueinander. Bei dem bekannten Doppelkupplungsgetriebe sind der erste Gang und der erste Rückwärtsgang durch Aktivierung des zusätzlichen Schaltelements als Windungsgänge ausgebildet.
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In der älteren Anmeldung der Anmelderin mit dem amtlichen Aktenzeichen
DE 10 2010 040 660 A1 ist ein Neun-Gang-Doppelkupplungsgetriebe in Vorgelegebauweise offenbart, d. h. mit einer Hauptwelle und genau einer Vorgelegewelle. Die Hauptwelle umfasst zwei koaxial zueinander angeordnete Getriebeeingangswellen, welche von einer ersten und einer zweiten Kupplung einer Doppelkupplung antreibbar sind. Das Doppelkupplungsgetriebe umfasst ein erstes Teilgetriebe mit drei schaltbaren Zahnradstufen in drei Radebenen sowie ein zweites Teilgetriebe mit fünf schaltbaren Zahnradstufen in fünf Radebenen. Zur Schaltung der Gänge sind jeweils zwischen benachbarten Zahnradstufen bzw. deren Losrädern fünf doppelt wirkende Schalteinrichtungen, d. h. mit jeweils zwei Schaltelementen vorgesehen. Mit dem Doppelkupplungsgetriebe können neun bis zehn Vorwärtsgänge geschaltet werden, wobei drei Gänge als Windungsgänge ausgelegt sind, und zwar der erste, der achte und der Rückwärtsgang. Bei einem Windungsgang werden drei Zahnradstufen in Kraftflussrichtung hintereinander geschaltet. Dadurch ist es möglich, Zahnradstufen und Zahnräder mehrfach zu verwenden, wodurch Bauteile eingespart werden. Da nur zwei Getriebewellenachsen vorgesehen sind, baut das bekannte Doppelkupplungsgetriebe in radialer Richtung (quer zu den Achsen) relativ klein, dagegen in axialer Richtung aufgrund der acht Radebenen relativ lang. In der älteren Anmeldung sind auch verschiedene Tauschmöglichkeiten beschrieben, unter anderem ein Tausch des ersten Teilgetriebes mit dem zweiten Teilgetriebe durch Spiegelung. Das Doppelkupplungsgetriebe ist auch mit einer elektrischen Maschine kombinierbar, welche mechanisch in den Kraftfluss des Doppelkupplungsgetriebes zuschaltbar ist, und kann somit auch für einen Hybridbetrieb, d. h. einen verbrennungsmotorischen und elektromotorischen Antrieb genutzt werden.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Doppelkupplungsgetriebe der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei welchem mindestens neun Vorwärtsgänge schaltbar sind und welches einen möglichst kompakten Aufbau hat, möglichst wenig Bauteile sowie ein geringes Gewicht aufweist.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß sind bei dem Doppelkupplungsgetriebe in sechs Radebenen schaltbare Zahnradstufen vorgesehen, mit denen neun Vorwärts- und zwei Rückwärtsgänge schaltbar sind, wobei der erste und der neunte Gang jeweils als Windungsgang ausgebildet sind, bei welchem jeweils drei Zahnradstufen im Kraftfluss hintereinander koppelbar sind. Beim ersten Gang werden die dritte Zahnradstufe, die fünfte Zahnradstufe und die zweite Zahnradstufe miteinander gekoppelt, und beim neunten Gang sind dies die fünfte, die dritte und die siebte Zahnradstufe. Vorteilhaft hierbei ist, dass die axiale Erstreckung des Doppelkupplungsgetriebes wegen der relativ geringen Anzahl von nur sechs Radebenen relativ kurz ist, d. h. das Getriebe ist in Längsrichtung relativ gedrungen. Durch die Windung des ersten und des neunten Ganges ist die geometrisch benötigte Spreizung kleiner als die funktional erreichte. Darüber hinaus wird durch Mehrfachverwendung von Zahnrädern bzw. Zahnradstufen die Zahl der benötigten Bauteile verringert.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Vorgelegewelle kürzer als die erste Vorgelegewelle ausgebildet und umfasst eine geringere Anzahl von Radebenen und Zahnradstufen. Bevorzugt sind auf der ersten Vorgelegewelle sechs Zahnräder für schaltbare Zahnradstufen in sechs Radebenen und auf der zweiten Vorgelegewelle lediglich zwei Zahnräder für schaltbare Zahnradstufen in zwei Radebenen angeordnet. Damit wird ein Bauraumvorteil im Bereich der axialen Erstreckung der zweiten Vorgelegewellenachse erreicht, da das Getriebe im Bereich der hinteren vier Radebenen IV - VII radial kleiner baut. Damit ergeben sich Vorteile bei beengten Einbauverhältnissen im Kraftfahrzeug. Für den Fall einer Abtriebskonstanten kann sich eine weitere Radebene ergeben.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die fünfte Zahnradstufe sowohl mit der ersten und der zweiten Eingangswelle als auch mit der ersten Vorgelegewelle koppelbar. Damit befindet sich die fünfte Zahnradstufe an der Schnittstelle der beiden Teilgetriebe.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind auf der ersten Vorgelegewellenachse eine Vollwelle und eine koaxial zu der Vollwelle angeordnete Hohlwelle angeordnet. Damit ist es möglich, zwei Zahnräder in zwei Radebenen drehfest auf der Hohlwelle zu befestigen.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die auf der Hohlwelle der ersten Vorgelegewelle drehfest angeordneten Zahnräder der dritten und der fünften Zahnradstufe über ein Schaltelement mit der Vollwelle der ersten Vorgelegewelle koppelbar. Die drehfest auf der Hohlwelle angeordneten Zahnräder bilden somit gemeinsam schaltbare Losräder der ersten Vorgelegewelle.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die zweite und die sechste Zahnradstufe über eine doppelt wirkende Schalteinrichtung, vorzugsweise eine Doppelsynchronisierung mit der ersten Vorgelegewelle koppelbar. Die zweite und die sechste Zahnradstufe sind über die erste Kupplung von der ersten Eingangswelle antreibbar und daher Teil des ersten Teilgetriebes. Mit diesen Koppelungen können der erste, der zweite und der sechste Gang geschaltet werden. Definitionsgemäß weist eine Schalteinrichtung zwei Schaltelemente auf und ist daher doppelt wirkend. Ein Schaltelement dagegen ist definitionsgemäß einfach wirkend.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die vierte Zahnradstufe und die Rückwärts-Zahnradstufe über eine Schalteinrichtung mit der zweiten Vorgelegewelle koppelbar. Mit diesen Koppelungen können der vierte Gang und die beiden Rückwärtsgänge geschaltet werden.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine der beiden Eingangswellen mit der dritten, der fünften und mit der Rückwärts-Zahnradstufe zur Schaltung eines ersten Rückwärtsganges koppelbar. Der erste von zwei Rückwärtsgängen ist somit durch Hintereinanderschaltung von drei Zahnradstufen als Windungsgang ausgelegt.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die siebte und die dritte Zahnradstufe über Schalteinrichtungen sowohl mit einer der Eingangswellen als auch mit der ersten Vorgelegewelle koppelbar. Diese Koppelungen werden für die Schaltung des ersten, des dritten, des fünften, des siebten, des neunten Ganges und des ersten Rückwärtsganges benötigt.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Zahnräder der dritten und der siebten Zahnradstufe auf einer Hohlwelle angeordnet und mit einer der Eingangswellen koppelbar. Die beiden Losräder der dritten und siebten Zahnradstufe sind somit gemeinsam durch ein Schaltelement schaltbar.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Losrad der achten Zahnradstufe mit einer der Eingangswellen koppelbar. Damit kann der achte Gang geschaltet werden.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Vorgelegewellen über in einer gemeinsamen Radebene angeordnete Konstantstufen, so genannte Abtriebskonstanten, mit einer Abtriebswelle verbunden, welche achsparallel zu den Eingangswellen im Raum angeordnet ist und mindestens einen Getriebeausgang aufweist. Die Abtriebskonstanten sind feste, d. h. nicht schaltbare Übersetzungen und nehmen eine zusätzliche Radebene ein, sodass sich insgesamt für das Doppelkupplungsgetriebe acht Radebenen ergeben. Die beiden Abtriebskonstanten sind vorzugsweise in der achten Radebene angeordnet.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die erste und die zweite Vorgelegewelle jeweils mindestens einen weiteren Getriebeausgang auf, sodass sich für das Doppelkupplungsgetriebe maximal sechs Getriebeausgänge, jeweils zwei an der Abtriebswelle und an den beiden Vorgelegewellen, ergeben. Damit ergeben sich diverse Abtriebsvarianten, insbesondere für Fahrzeuge mit mehreren angetriebenen Achsen.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die beiden Teilgetriebe durch Spiegelung miteinander vertauscht werden. Die über die erste Eingangswelle antreibbaren Zahnradstufen für die geraden Gänge werden nach der Vertauschung der beiden Teilgetriebe von der zweiten Eingangswelle angetrieben, während die über die zweite Eingangswelle antreibbaren Zahnradstufen für die ungeraden Gänge nach dem Tausch von der ersten Eingangswelle angetrieben werden.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht eine zweite Tauschmöglichkeit darin, die vierte und die sechste Zahnradstufe einschließlich ihrer Schaltelemente in axialer Richtung mit der zweiten Zahnradstufe und der Rückwärts-Zahnradstufe einschließlich deren zugehöriger Schaltelemente zu vertauschen.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht eine dritte Tauschmöglichkeit darin, dass die Zahnräder der sechsten und der vierten Zahnradstufe einschließlich ihrer Schaltelemente vertauschbar ist. Die Zahnradstufen liegen in derselben Radebene und werden in radialer Richtung getauscht.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht eine vierte Tauschmöglichkeit darin, die Zahnräder der zweiten Zahnradstufe und der Rückwärts-Zahnradstufe einschließlich der ihnen zugeordneten Schaltelemente gegeneinander zu vertauschen. Beide Zahnradstufen liegen in derselben Radebene, die Vertauschung erfolgt in radialer Richtung.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht eine fünfte Tauschmöglichkeit darin, die sechste und die achte Zahnradstufe einschließlich ihrer Schaltelemente in axialer Richtung zu vertauschen.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht eine sechste Tauschmöglichkeit darin, dass die vierte und die achte Zahnradstufe einschließlich ihrer Schaltelemente in axialer Richtung gegeneinander vertauscht werden. Die zugehörigen Schaltelemente tauschen dabei ihre Plätze.
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Durch diese sechs Variationen ergeben sich 26 = 64 funktionsgleiche Getriebevarianten.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist als zusätzlicher Antrieb für das Doppelkupplungsgetriebe mindestens eine elektrische Maschine vorgesehen, welche sowohl als Motor als auch als Generator betreibbar ist. Die elektrische Maschine kann an eine der beiden Eingangswellen, an eine der beiden Vorgelegewellen direkt, über ein Festrad, ein zusätzliches Festrad oder ein Losrad an das Doppelkupplungsgetriebe angebunden werden. Damit ist das Doppelkupplungsgetriebe auch für einen Hybridbetrieb nutzbar.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die elektrische Maschine über ein zusätzliches Festrad an die dritte Zahnradstufe angebunden. Mit dieser Anordnung der elektrischen Maschine kann der durch die kurze zweite Vorgelegewelle gewonnene Bauraum im Bereich der hinteren vier Radebenen genutzt werden. Vorteilhaft dabei ist, dass die elektrische Maschine einerseits durch ein Schaltelement mit der Doppelkupplung und andererseits mit dem Abtrieb verbunden werden kann. Damit ist einerseits die Möglichkeit zur Standladefähigkeit gegeben, und andererseits ist ein elektrisches Fahren ohne Schleppverluste der Doppelkupplung möglich. Mit dieser Anbindung kann rein elektrisch im ersten Gang (Windungsgang) und im dritten Gang gefahren werden. Möglich ist auch eine Anbindung an alle anderen Zahnradstufen des Radsatzes.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen
- 1 einen Hauptradsatz (erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung) eines Doppelkupplungsgetriebes in schematischer Darstellung,
- 2 eine Schaltmatrix für das Doppelkupplungsgetriebe gemäß 1,
- 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem ein erstes und ein zweites Teilgetriebe des Doppelkupplungsgetriebes gemäß 1 vertauschbar sind,
- 4 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei zwei in benachbarten Radebenen angeordnete Zahnradstufen in axialer Richtung gegeneinander vertauschbar sind,
- 5 ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei zwei in einer gemeinsamen Radebenen angeordnete Zahnradstufen in radialer Richtung vertauschbar sind,
- 6 ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei zwei weitere in einer gemeinsamen Radebene angeordnete Zahnradstufen in radialer Richtung miteinander vertauschbar sind,
- 7 ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei zwei in verschiedenen Radebenen angeordnete Zahnradstufen in axialer Richtung vertauschbar sind,
- 8 ein siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei zwei in verschiedenen Radebenen angeordnete Zahnradstufen in axialer Richtung vertauschbar sind,
- 9 das Doppelkupplungsgetriebe mit verschiedenen Abtriebsmöglichkeiten A - F und
- 10 das Doppelkupplungsgetriebe gemäß 1 mit einem zusätzlichen Antrieb durch eine elektrische Maschine.
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1 zeigt in schematischer Darstellung einen Hauptradsatz für ein Doppelkupplungsgetriebe 1, welches ein erstes Teilgetriebe 2, ein zweites Teilgetriebe 3, eine Hauptwellenachse 4, eine erste Vorgelegewellenachse 5, eine zweite Vorgelegewellenachse 6, eine Abtriebswellenachse 7 sowie eine Doppelkupplung 8 mit einer ersten Kupplung K1 und einer zweiten Kupplung K2 umfasst. Die Achsen 4, 5, 6 sind hier in einer Zeichenebene dargestellt, in einer bevorzugten praktischen Ausführung sind die Achsen 4, 5, 6 jedoch aus baulichen Gründen im Raum angeordnet. Auf der Hauptwellenachse 4 sind zwei Eingangswellen koaxial zueinander angeordnet, nämlich eine von der ersten Kupplung K1 antreibbare, als Hohlwelle ausgebildete erste Eingangswelle EW1 und eine von der zweiten Kupplung K2 antreibbare, als Vollwelle ausgebildete zweite Eingangswelle EW2. Auf der ersten Vorgelegewellenachse 5 sind eine als Vollwelle ausgebildete erste Vorgelegewelle VW1 sowie eine koaxial auf der Vollwelle angeordnete Hohlwelle HW angeordnet. Auf der zweiten Vorgelegewellenachse 6 ist eine zweite Vorgelegewelle VW2 angeordnet. Das Doppelkupplungsgetriebe 1 weist insgesamt acht Zahnradstufen auf, und zwar sieben Zahnradstufen ZP2 bis ZP8 für die Vorwärtsgänge sowie eine weitere Zahnradstufe ZPR für zwei Rückwärtsgänge, im Folgenden kurz Rückwärts-Zahnradstufe genannt. Die Zahnradstufen ZP2 bis ZP8, ZPR sind auf den beiden Eingangswellen EW1, EW2 und den beiden Vorgelegewellen VW1, VW2 angeordnet und werden als schaltbare Zahnradstufen bezeichnet, auch Gangstufen oder Stirnradstufen genannt; sie sind in sechs Radebenen angeordnet, welche, in der Zeichnung von links nach rechts zählend, mit I, II, IV bis VII bezeichnet sind. Auf der gegenüber der Zeichenebene versetzt angeordneten Abtriebswellenachse 7 ist eine Abtriebswelle AW angeordnet, welche über zwei in einer dritten Radebene III angeordnete Konstantstufen KS1, KS2, auch Abtriebskonstanten genannt, mit den beiden Vorgelegewellen VW1, VW2 verbunden ist. Die Abtriebswelle AW weist zwei Getriebeausgänge auf, welche mit AB bezeichnet sind. Die Antriebsseite, d. h. das Gehäuse der Doppelkupplung 8 ist durch einen Pfeil AN gekennzeichnet. Insgesamt ergeben sich somit sieben Radebenen I bis VII, in welchen die schaltbaren Zahnradstufen ZP2 bis ZP8, ZPR und die Konstantstufen KS1, KS2 angeordnet sind. Die schaltbaren Zahnradstufen weisen - wie aus der Zeichnung ersichtlich - jeweils ein Festrad und ein Losrad auf, welches über eines der zehn Schaltelemente S1 - S10 mit der jeweiligen Getriebewelle EW1, EW2, VW1, VW2 koppelbar ist. Hierzu sind insgesamt fünf Schalteinrichtungen SE1 bis SE5 zwischen den Radebenen I und II, zwischen den Radebenen IV und V, zwischen den Radebenen V und VI sowie zwischen den Radebenen VI und VII vorgesehen. Die Schalteinrichtungen SE1 bis SE5 sind vorzugsweise als Doppelsynchronisierungen ausgebildet. Das Doppelkupplungsgetriebe 1 umfasst insgesamt achtzehn Zahnräder Z1 bis Z18. Bei den Schalteinrichtungen sind jeweils zwei Schaltelemente vorgesehen, welche mit S1, S2 für die erste Schalteinrichtung SE1, mit S3, S4 für die zweite Schalteinrichtung SE2, mit S5, S6 für die dritte Schalteinrichtung SE3, mit S7, S8 für die vierte Schalteinrichtung SE4 und mit S9, S10 für die fünfte Schalteinrichtung SE5 bezeichnet sind. Das erste Teilgetriebe 2 ist durch gestrichelte Linien angedeutet und umfasst die von der ersten Kupplung K1 über die erste Eingangswelle EW1 antreibbaren Zahnradstufen ZP6, ZP4, ZP2, ZP8 für die geraden Gänge; das zweite Teilgetriebe 3, durch gestrichelte Linien angedeutet, umfasst die von der zweiten Kupplung K2 über die zweite Eingangswelle EW2 antreibbaren Zahnradstufen ZP5, ZP3, ZP7 für die ungeraden Gänge.
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2 zeigt eine Schaltmatrix für das Doppelkupplungsgetriebe 1 gemäß 1, wobei in der obersten Zeile die Kupplungen K2, K1 sowie die Schaltelemente S1 bis S10 und in der ersten Spalte die Gänge angegeben sind. Demnach sind mit dem Doppelkupplungsgetriebe 1 neun Vorwärtsgänge 1 - 9 und zwei Rückwärtsgänge R1, R2 schaltbar. Gemäß den Kreuzchen in Zeile 1 der Schaltmatrix werden also zur Schaltung des ersten Ganges die zweite Kupplung K2, das zweite Schaltelement S2, das sechste Schaltelement S6 und das achte Schaltelement S8 betätigt. Dadurch werden drei Zahnradstufen, nämlich die dritte, die fünfte und die zweite Zahnradstufe ZP3, ZP5, ZP2 im Kraftfluss hintereinander geschaltet, d. h. der erste Gang ist als Windungsgang ausgebildet. Der Abtrieb erfolgt über die Konstantstufe KS1 auf die Abtriebswelle AW, welche gegenüber der Zeichenebene versetzt angeordnet ist. Bei eingelegtem ersten Gang sind also folgende Zahnräder (vgl. 1) in Eingriff: Z16, Z15, Z13, Z14, Z5, Z4, Z8, Z9 - aufgezählt in Richtung des Kraftflusses von der Antriebsseite AN zur Abtriebsseite AB.
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Der neunte Gang, ebenfalls ein Windungsgang, wird nach der Schaltmatrix durch Betätigung der zweiten Kupplung K2 und der Schaltelemente S7, S10 eingelegt, wobei die drei Zahnradstufen ZP5, ZP3, ZP7 sowie die Abtriebskonstante KS1 in Kraftflussrichtung hintereinander geschaltet sind. Bei eingelegtem neunten Gang stehen somit folgende Zahnräder hintereinander in Eingriff (vgl. 1): Z14, Z13, Z15, Z16, Z18, Z17, Z8, Z9.
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Nach der vorletzten Zeile der Schaltmatrix wird der ebenfalls als Windungsgang ausgelegte erste Rückwärtsgang R1 durch Betätigung der zweiten Kupplung K2 und der Schaltelemente S4, S6, S8 geschaltet. Dadurch werden die Zahnradstufen ZP3, ZP5 und die Rückwärts-Zahnradstufe ZPR (vgl. 1) miteinander gekoppelt und mit der zweiten Vorgelegewelle VW2 verbunden. Der Abtrieb erfolgt dann von der zweiten Vorgelegewelle VW2 über die Konstantstufe KS2 auf die Abtriebswelle AW. Bei der Schaltung des ersten Rückwärtsganges R1 stehen somit folgende Zahnräder in Kraftflussrichtung gesehen hintereinander in Eingriff: Z16, Z15, Z13, Z14, Z5, Z6, Z7 sowie Z10, Z9 der Abtriebskonstanten KS2.
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Der Hauptradsatz für das Doppelkupplungsgetriebe 1 kann durch unterschiedliche Positionierungen der Zahnradstufen und/ oder der Schalteinrichtungen bzw. Schaltelemente funktionsgleich umgestaltet werden. Hierzu werden - wie nachfolgend beschrieben - die Schaltelemente den Zahnradstufen zugeordnet. Die Schaltmatrizen für die einzelnen Radsatzvarianten ändern sich somit durch eine Neuanordnung der Zahnradstufen bzw. der Schaltelemente nicht.
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Das erste Teilgetriebe 2 (vgl. 1) umfasst die Zahnradstufen ZP6, ZP2, ZP4, ZP8 für die geraden Gänge und ist über die erste Kupplung K1 und die erste Eingangswelle EW1 antreibbar. Der Zahnradstufe ZP6 ist das Schaltelement S1, der Zahnradstufe ZP2 ist das Schaltelement S2, der Zahnradstufe ZP4 ist das Schaltelement S3 und der Zahnradstufe ZP8 ist das Schaltelement S5 zugeordnet. Das zweite Teilgetriebe 3 umfasst die Zahnradstufen ZP5, ZP3, ZP7 für die ungeraden Gänge und ist über die zweite Kupplung K2 und die zweite Eingangswelle EW2 antreibbar. Den Zahnradstufen ZP5, ZP3 ist das Schaltelement S9, der Zahnradstufe ZP5 sind ferner die Schaltelemente S6, S7, der Zahnradstufe ZP3 ist das Schaltelement S8, und der Zahnradstufe ZP7 ist das Schaltelement S10 zugeordnet.
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3 zeigt eine erste Variante für eine Abwandlung des Hauptradsatzes, wobei das erste Teilgetriebe 2 mit dem zweiten Teilgetriebe 3 entsprechend dem Doppelpfeil P in axialer Richtung vertauscht wird - die Tauschobjekte sind jeweils durch einen gestrichelten Rahmen hervorgehoben. Nach der Vertauschung (nicht dargestellt) der beiden Teilgetriebe 2, 3 sind die Zahnradstufen ZP6, ZP2, ZP8, ZP4 für die geraden Gänge des ersten Teilgetriebes 2 über die zweite Kupplung K2 und die zweite Eingangswelle EW2 mit dem Verbrennungsmotor des Fahrzeuges verbunden, während die Zahnradstufen ZP5, ZP3, ZP7 für die ungeraden Gänge des zweiten Teilgetriebes 3 über die erste Kupplung K1 und die erste Eingangswelle EW1 mit dem Verbrennungsmotor verbunden sind.
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4 zeigt eine zweite Variante für eine Abwandlung des Hauptradsatzes, wobei die sechste und die vierte Zahnradstufe ZP6, ZP4 in der ersten Radebene I gegen die zweite Zahnradstufe ZP2 und die Rückwärts-Zahnradstufe ZPR in der zweiten Radebene II einschließlich ihrer Schaltelemente S1, S3, S2, S4 in axialer Richtung gemäß Doppelpfeil P vertauschbar sind. Die Tauschobjekte sind jeweils durch einen gestrichelten Rahmen hervorgehoben.
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5 zeigt eine dritte Variante für eine Abwandlung des Hauptradsatzes, wobei das Zahnrad Z1 der sechsten Zahnradstufe ZP6 mit dem Zahnrad Z3 der vierten Zahnradstufe ZP4 in radialer Richtung gemäß Doppelpfeil P vertauschbar ist. Beide Zahnräder Z1, Z3 auf den Vorgelegewellen VW1, VW2 liegen in derselben Radebene I und werden mit ihren Schaltelementen S1, S3 getauscht. Die Tauschobjekte sind jeweils durch einen gestrichelten Rahmen hervorgehoben.
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6 zeigt eine vierte Variante für eine Abwandlung des Hauptradsatzes, wobei das Zahnrad Z4 der zweiten Zahnradstufe ZP2 und die Zahnräder Z6, Z5 der Rückwärts-Zahnradstufe ZPR miteinander getauscht werden. Die Tauschrichtung (radial) ist durch einen Doppelpfeil P angedeutet. Die Zahnräder Z4, Z6 werden mit den zugeordneten Schaltelementen S2, S4 getauscht. Die Tauschobjekte sind jeweils durch einen gestrichelten Rahmen hervorgehoben.
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7 zeigt eine fünfte Variante für eine Abwandlung des Hauptradsatzes, wobei die sechste Zahnradstufe ZP6 in der ersten Radebene I mit der achten Zahnradstufe ZP8 in der vierten Radebene IV einschließlich der ihnen zugeordneten Schaltelemente vertauscht werden. Die Tauschrichtung (axial) ist durch einen Doppelpfeil P angedeutet. Die Schaltelemente S1, S5 tauschen hierbei ihre Plätze. Die Tauschobjekte sind jeweils durch einen gestrichelten Rahmen hervorgehoben.
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8 zeigt eine sechste Variante für eine Abwandlung des Hauptradsatzes, wobei die vierte Zahnradstufe ZP4 in der ersten Radebene I mit der achten Zahnradstufe ZP8 in der vierten Radebene IV einschließlich der ihnen zugeordneten Schaltelemente vertauscht werden. Die Tauschrichtung (axial) ist durch einen Doppelpfeil P angedeutet. Die Schaltelemente S3, S5 tauschen hierbei ihre Plätze. Die Tauschobjekte sind jeweils durch einen gestrichelten Rahmen hervorgehoben.
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Die oben beschriebenen sechs Varianten ergeben 26 = 64 funktionsgleiche Getriebevarianten.
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9 zeigt weitere Abtriebsmöglichkeiten für das Doppelkupplungsgetriebe 1: Die erste Vorgelegewelle VW1 weist zwei Getriebeausgänge A, B auf; die Abtriebswelle AW besitzt zwei Getriebeausgänge C, D; die zweite Vorgelegewelle VW2 weist zwei Getriebeausgänge E, F auf. Insgesamt stehen also maximal sechs Getriebeausgänge zur Verfügung, insbesondere für Fahrzeuge mit mehreren angetriebenen Achsen. Die Abtriebskonstanten KS1, KS2 sind hier in der dritten Radebene III angeordnet und verbinden die beiden Vorgelegewellen mit der Abtriebswelle AW, welche entsprechend dem vorhandenen Bauraum günstig im Raum angeordnet werden kann.
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10 zeigt die Anbindung einer elektrischen Maschine EM, welche als Motor und Generator betreibbar ist, an das Doppelkupplungsgetriebe 1, d. h. eine von mehreren Möglichkeiten der „Hybridisierung“ des Doppelkupplungsgetriebes 1. Letzteres ist somit einerseits vom nicht dargestellten Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges und andererseits von der elektrischen Maschine EM antreibbar. Die elektrische Maschine EM, deren Längsachse etwa mit der zweiten Vorgelegewelle VW2 fluchten kann, ist mit einem als Festrad ausgebildeten Zahnrad Z19 an die dritte Zahnradstufe ZP3 des Doppelkupplungsgetriebes 1 angebunden. Über das Schaltelement S9 kann die elektrische Maschine EM mit der ersten Vorgelegewelle VW1 gekoppelt werden und ist damit über die Abtriebskonstante KS1 mit der Abtriebswelle AW verbunden. Andererseits kann die elektrische Maschine EM über das Schaltelement S8 mit der zweiten Eingangswelle EW2 und über die zweite Kupplung K2 mit dem Verbrennungsmotor verbunden werden. Damit ist einerseits Standladefähigkeit vorhanden, und andererseits ist ein elektrisches Fahren ohne Schleppverluste der Doppelkupplung möglich. Mit der Anbindung an die dritte Zahnradstufe kann rein elektrisch sowohl im ersten als auch im dritten Gang gefahren werden. Geeignet für die Anbindung der elektrischen Maschine EM sind auch alle anderen Zahnradstufen. Grundsätzlich kann die elektrische Maschine EM direkt an eine der Wellen EW1, EW2, VW1, VW2 des Doppelkupplungsgetriebes, ferner an ein Festrad oder ein Losrad des Radsatzes oder über ein zusätzliches Festrad des Radsatzes angebunden, d. h. angeschlossen werden. Mit Anbinden oder Anschließen der elektrischen Maschine ist in diesem Zusammenhang das Herstellen einer direkten oder indirekten Triebverbindung zwischen der elektrischen Maschine und einer der Wellen des Doppelkupplungsgetriebes zu verstehen. Vorteilhaft bei der Anordnung gemäß 10 ist die gute Raumausnutzung, da die elektrische Maschine EM in einer „Nische“ des Getriebes, die sich durch die kurze Vorgelegewelle VW2 im Bereich der hinteren vier Radebenen ergibt, angeordnet werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Doppelkupplungsgetriebe
- 2
- erstes Teilgetriebe
- 3
- zweites Teilgetriebe
- 4
- Hauptachse
- 5
- erste Vorgelegewellenachse
- 6
- zweite Vorlegewellenachse
- 7
- Abtriebswellenachse
- 8
- Doppelkupplung
- I
- erste Radebene
- II
- zweite Radebene
- III
- dritte Radebene
- IV
- vierte Radebene
- V
- fünfte Radebene
- VI
- sechste Radebene
- VII
- siebte Radebene
- A - F
- Getriebeausgänge
- AN
- Antriebsseite
- AB
- Abtriebsseite
- AW
- Abtriebswelle
- EM
- elektrische Maschine
- EW1
- erste Eingangswelle
- EW2
- zweite Eingangswelle
- HW
- Hohlwelle
- K1
- erste Kupplung
- K2
- zweite Kupplung
- KS1
- Konstantstufe 1
- KS2
- Konstantstufe 2
- KS1
- Konstantstufe 1
- KS2
- Konstantstufe 2
- VW1
- erste Vorgelegewelle
- VW2
- zweite Vorgelegewelle
- S1
- Schaltelement 1
- S2
- Schaltelement 2
- S3
- Schaltelement 3
- S4
- Schaltelement 4
- S5
- Schaltelement 5
- S6
- Schaltelement 6
- S7
- Schaltelement 7
- S8
- Schaltelement 8
- S9
- Schaltelement 9
- S10
- Schaltelement 10
- SE1
- erste Schalteinrichtung
- SE2
- zweite Schalteinrichtung
- SE3
- dritte Schalteinrichtung
- SE4
- vierte Schalteinrichtung
- SE5
- fünfte Schalteinrichtung
- P
- Tauschrichtung
- Z1
- erstes Zahnrad
- Z2
- zweites Zahnrad
- Z3
- drittes Zahnrad
- Z4
- viertes Zahnrad
- Z5
- fünftes Zahnrad
- Z6
- sechstes Zahnrad
- Z7
- siebtes Zahnrad
- Z8
- achtes Zahnrad
- Z9
- neuntes Zahnrad
- Z10
- zehntes Zahnrad
- Z11
- elftes Zahnrad
- Z12
- zwölftes Zahnrad
- Z13
- dreizehntes Zahnrad
- Z14
- vierzehntes Zahnrad
- Z15
- fünfzehntes Zahnrad
- Z16
- sechzehntes Zahnrad
- Z17
- siebzehntes Zahnrad
- Z18
- achtzehntes Zahnrad
- Z19
- neunzehntes Zahnrad
- ZP2
- Zahnradstufe 2
- ZP3
- Zahnradstufe 3
- ZP4
- Zahnradstufe 4
- ZP5
- Zahnradstufe 5
- ZP6
- Zahnradstufe 6
- ZP7
- Zahnradstufe 7
- ZP8
- Zahnradstufe 8
- ZPR
- Rückwärts-Zahnradstufe
