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Die Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine kompakte Getriebeeinheit mit einer hohen Flexibilität bereitzustellen. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß wird ein Doppelkupplungsgetriebe mit einer Eingangskupplung, die zwei im Kraftfluss parallel angeordnete Lastschaltkupplungen zur sequentiellen Schaltung von Vorwärtsgetriebegängen aufweist, mit einer ersten Eingangswelle, die an die erste Lastschaltkupplung angebunden ist, mit einer zweiten Eingangswelle, die an die zweite Lastschaltkupplung angebunden ist, mit zwei parallel zu den Eingangswellen versetzten Vorgelegewellen, mit einer koaxial zu den Eingangswellen angeordneten Hohlwelle, sowie mit einer Ausgangszahnradebene, vier entlang einer Haupterstreckungsrichtung hintereinander angeordneten Zahnradebenen und acht Schalteinheiten, die zur Bildung der zumindest acht Vorwärtsgetriebegänge vorgesehen sind, vorgeschlagen.
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Vorteilhafterweise ist das Doppelkupplungsgetriebe als ein Vorgelegewellengetriebe ausgebildet und umfasst eine Hauptrotationsachse und zwei Nebenrotationsachsen. Unter einer „Hauptrotationsachse” soll dabei insbesondere eine durch die Eingangswellen definierte Rotationsachse verstanden werden. Unter einer „Nebenrotationsachse” soll insbesondere eine parallel zur Hauptrotationsachse versetzt angeordnete Rotationsachse verstanden werden, wie beispielsweise eine durch eine der Vorgelegewellen definierte Rotationsachse.
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Unter einer „Schalteinheit” soll insbesondere eine Einheit mit genau zwei Kopplungselementen verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, zwei drehbar zueinander gelagerte Getriebeelemente, wie beispielsweise ein Losrad und eine Vorgelegewelle, schaltbar drehfest miteinander zu verbinden. Zwei benachbarte Schalteinheiten können dabei grundsätzlich zu einer gemeinsamen Doppelschalteinheit zusammengefasst werden, indem beispielsweise ein gemeinsames Kopplungselement für beide Schalteinheiten vorgesehen wird. Jede der Schalteinheiten kann grundsätzlich als rein formschlüssige Schalteinheit, beispielsweise als Klauenkupplung, als form- und reibschlüssige Schalteinheit, beispielsweise in Form einer synchronisierten Klauenkupplung, oder als rein reibschlüssige Schalteinheit, beispielsweise in Form einer Lamellenkupplung, ausgeführt werden.
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Unter einer „Zahnradebene” soll weiter insbesondere eine Getriebeebene verstanden werden, in der zumindest zwei miteinander kämmende Zahnräder angeordnet sind. Unter einem „Festrad” soll dabei insbesondere ein Zahnrad verstanden werden, das permanent drehfest mit einer der Eingangswellen, einer der Vorgelegewellen oder einem weiteren Festrad verbunden ist, wie beispielsweise zwei über eine Hohlwelle permanent drehfest miteinander verbundene Festräder. Unter einem „Losrad” soll insbesondere ein einzelnes, drehbar zu einer Welle angeordnetes Zahnrad verstanden werden, das lediglich mit einem Kopplungselement von einer Schalteinheit permanent drehfest verbunden ist.
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Eine im Folgenden verwendete Nummerierung der Zahnradebenen dient insbesondere zur Unterscheidung der Zahnradebenen. Die Nummerierung entspricht einer bevorzugten Anordnung, in der die Zahnradebenen entlang der Haupterstreckungsrichtung hintereinander angeordnet sind. Grundsätzlich kann die Reihenfolge, in der die Zahnradebenen angeordnet sind, aber auch von der Nummerierung der Zahnradebenen abweichen. Insbesondere ist es denkbar, durch Umordnung der Zahnradebenen ein kinematisch gleichwertiges Doppelkupplungsgetriebe zu realisieren. Beispielsweise kann die erste Zahnradebene grundsätzlich an beliebiger Position entlang der Haupterstreckungsrichtung angeordnet werden.
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Eine im Folgenden verwendete Nummerierung der Schalteinheiten dient ebenfalls, analog der Nummerierung der Zahnradebenen, insbesondere zur Unterscheidung der Schalteinheiten. Grundsätzlich kann durch eine Umordnung der Schalteinheiten ein kinematisch gleichwertiges Doppelkupplungsgetriebe realisiert werden. In Abhängigkeit von einer Schaltlogik kann beispielsweise eine Schalteinheit wahlweise an der Vorgelegewelle oder der Eingangswelle angeordnet werden. Zudem ist es grundsätzlich auch möglich, eine Seite, in der die Schalteinheit in Bezug auf die entsprechende Zahnradebene angeordnet ist, zu tauschen.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes und
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2 eine Schaltlogik für das in 1 dargestellte Doppelkupplungsgetriebe.
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Die 1 und 2 zeigen ein Getriebeschema und ein Schaltschema eines Doppelkupplungsgetriebes für ein Kraftfahrzeug. Das Doppelkupplungsgetriebe umfasst eine Antriebswelle 10, die zur drehfesten Anbindung, beispielsweise über einen Schwingungsdämpfer, an eine Antriebsmaschine vorgesehen ist. Weiter umfasst das Doppelkupplungsgetriebe eine Eingangskupplung, die zwei im Kraftfluss parallel angeordnete Lastschaltkupplungen C1, C2 umfasst. Zudem umfasst das Doppelkupplungsgetriebe ein Abtriebszahnrad 16, das zur Anbindung an einen nicht näher dargestellten Achsantrieb für Antriebsräder des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Das Doppelkupplungsgetriebe ist zur Schaltung von acht Vorwärtsgetriebegängen V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8 vorgesehen. Die Vorwärtsgetriebegänge V1–V8 sind unter Last zumindest sequentiell schaltbar. Zudem ist mittels des Doppelkupplungsgetriebes ein alternativer dritter Vorwärtsgetriebegang V3' schaltbar, der anstelle des dritten Vorwärtsgetriebegangs V3 verwendet werden kann.
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Das Doppelkupplungsgetriebe ist für einen Front-Quer-Einbau vorgesehen. Es ist in Vorgelegewellenbauweise ausgeführt. Die Antriebswelle 10 und das Abtriebszahnrad 16 sind parallel versetzt zueinander angeordnet. Zur Herstellung einer Wirkverbindung zwischen der Antriebswelle 10 und dem Abtriebszahnrad 16 umfasst das Doppelkupplungsgetriebe zwei Eingangswellen 11, 12 und eine Hohlwelle 15. Die Lastschaltkupplungen C1, C2 umfassen jeweils ein eingangsseitiges Lastschaltkupplungselement, das drehfest mit der Antriebswelle 10 verbunden ist, und ein ausgangsseitiges Lastschaltkupplungselement. Die Eingangswellen 11, 12 sind jeweils drehfest mit einem der ausgangsseitigen Lastschaltkupplungselemente verbunden. Die Eingangswelle 11 ist der ersten Lastschaltkupplung C1 zugeordnet. Die Eingangswelle 12 ist der zweiten Lastschaltkupplung C2 zugeordnet.
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Weiter umfasst das Doppelkupplungsgetriebe eine erste Vorgelegewelle 13, die parallel versetzt zu den Eingangswellen 11, 12 und dem Abtriebszahnrad 16 angeordnet ist, sowie eine zweite Vorgelegewelle 14, die parallel versetzt zu den Eingangswellen 11, 12, dem Abtriebszahnrad 16 und der ersten Vorgelegewelle 13 angeordnet ist. Die Antriebswelle 10 und die Eingangswellen 11, 12 definieren eine Hauptrotationsachse des Doppelkupplungsgetriebes. Das Abtriebszahnrad 16 und die beiden Vorgelegewellen 13, 14 definieren jeweils eine Nebenrotationsachse. In einer nicht näher dargestellten Schnittebene spannen die Hauptrotationsachse und die drei Nebenrotationsachsen ein Viereck auf. Die Antriebswelle 10 und die beiden Eingangswellen 11, 12 sind entlang einer Haupterstreckungsrichtung des Doppelkupplungsgetriebes hintereinander angeordnet. Die beiden Eingangswellen 11, 12 und die Hohlwelle 15 sind koaxial zueinander angeordnet, wobei die erste Eingangswelle 11 die zweite Eingangswelle 12 und die Hohlwelle 15 durchsetzt.
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Zur Bildung der Vorwärtsgetriebegänge V1–V8 umfasst das Doppelkupplungsgetriebe vier Zahnradebenen Z1, Z2, Z3, Z4, mittels denen die Eingangswellen 11, 12, die Hohlwelle 15 und die Vorgelegewellen 13, 14 miteinander verbindbar sind, sowie eine Ausgangszahnradebene Z0, in der das Abtriebszahnrad 16 angeordnet ist. Die Ausgangszahnradebene Z0 ist lediglich zur Ausleitung eines Drehmoments aus dem Doppelkupplungsgetriebe vorgesehen. Die erste Zahnradebene Z1 dient insbesondere zur Verbindung der zweiten Eingangswelle 12 mit den Vorgelegewellen 13, 14. Die zweite Zahnradebene Z2 und die dritte Zahnradebene Z3 dienen insbesondere zur Verbindung der Hohlwelle 15 mit den Vorgelegewellen 13, 14. Die vierte Zahnradebene Z4 dient insbesondere der Verbindung der ersten Eingangswelle 11 mit der zweiten Vorgelegewelle 14.
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Das Doppelkupplungsgetriebe kann grundsätzlich um ein Hybridantriebsmodul erweitert werden. Beispielsweise ist es denkbar, dass das Doppelkupplungsgetriebe eine permanent an die Antriebswelle 10 angebundene Antriebsmaschine aufweist. Mittels einer solchen Antriebsmaschine kann beispielsweise eine Starter-Generator-Betriebsart realisiert werden. Zur Realisierung weiterer Hybrid-Betriebsarten ist es denkbar, dass das Doppelkupplungsgetriebe eine permanent oder schaltbar an eine der Vorgelegewellen 13, 14 angebundene Antriebsmaschine aufweist. Ebenfalls ist es denkbar, dass das Doppelkupplungsgetriebe eine permanent oder schaltbar an eine der Eingangswellen 11, 12 oder die Hohlwelle 15 angebundene Antriebsmaschine aufweist.
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Die Ausgangszahnradebene Z0 liegt in Bezug auf die Zahnradebenen Z1, Z2, Z3, Z4 der Eingangskupplung am nächsten. Die Ausgangszahnradebene Z0 umfasst zwei Ausgangszahnräder Z01, Z02. Das erste Ausgangszahnrad Z01 ist permanent drehfest mit der ersten Vorgelegewelle 13 verbunden. Das zweite Ausgangszahnrad Z02 ist permanent drehfest mit der zweiten Vorgelegewelle 14 verbunden. Beide Ausgangszahnräder Z01, Z02 kämmen mit dem Abtriebszahnrad 16. Die Ausgangszahnradebene Z0 ist in sämtlichen Vorwärtsgetriebegängen V1–V8 und den Rückwärtsgetriebegängen R1, R2, R3 dazu vorgesehen, ein Drehmoment aus dem Doppelkupplungsgetriebe auszuleiten.
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Die Zahnradebene Z1 ist ausgehend von der Eingangskupplung entlang der Haupterstreckungsrichtung nach der Ausgangszahnradebene Z0 angeordnet. Die Zahnradebene Z1 umfasst ein Festrad Z11, das permanent drehfest mit der zweiten Eingangswelle 12 verbunden ist. Weiter umfasst die Zahnradebene Z1 ein erstes Losrad Z12, das koaxial zu der ersten Vorgelegewelle 13 ist. Außerdem umfasst die Zahnradebene Z1 ein zweites Losrad Z13, das koaxial zu der zweiten Vorgelegewelle 14 angeordnet ist. Das Festrad Z11 und das Losrad Z12 bilden eine erste Zahnradpaarung der Zahnradebene Z1 aus, die zur Bildung der Vorwärtsgetriebegänge V1, V3 und des Rückwärtsgetriebegangs R2 vorgesehen ist. Das Festrad Z11 und das Losrad Z13 bilden eine zweite Zahnradpaarung der Zahnradebene Z1 aus, die zur Bildung der Vorwärtsgetriebegänge V3', V7 und des Rückwärtsgetriebegangs R3 vorgesehen ist.
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Die Zahnradebene Z2 ist ausgehend von der Eingangskupplung entlang der Haupterstreckungsrichtung nach der Zahnradebene Z1 angeordnet. Die Zahnradebene Z2 umfasst ein Festrad Z21, das permanent drehfest mit der Hohlwelle 15 verbunden ist. Weiter umfasst die Zahnradebene Z2 ein erstes Losrad Z22, das koaxial zu der ersten Vorgelegewelle 13 angeordnet ist. Außerdem umfasst die Zahnradebene Z2 ein zweites Losrad Z23, das koaxial zu der zweiten Vorgelegewelle 14 angeordnet ist. Das Festrad Z21 und das Losrad Z22 bilden eine erste Zahnradpaarung der Zahnradebene Z2 aus, die zur Bildung der Vorwärtsgetriebegänge V1, V3, V6, V7, V8 und des Rückwärtsgetriebegangs R2 vorgesehen ist. Das Festrad Z21 und das Losrad Z23 bilden eine zweite Zahnradpaarung der Zahnradebene Z2 aus, die zur Bildung der Vorwärtsgetriebegänge V3', V7 und des Rückwärtsgetriebegangs R3 vorgesehen ist.
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Zur Bildung der Rückwärtsgetriebegänge R1, R2, R3 umfasst das Doppelkupplungsgetriebe eine weitere Zahnradebene ZR, die ausgehend von der Eingangskupplung entlang der Haupterstreckungsrichtung nach der Zahnradebene Z3 angeordnet ist. Die Zahnradebene ZR umfasst ein Festrad ZR1, das permanent drehfest mit der Hohlwelle 15 verbunden ist. Weiter umfasst die Zahnradebene Z3 ein Losrad ZR2, das koaxial zu der ersten Vorgelegewelle 13 angeordnet ist. Außerdem umfasst die Zahnradebene ZR ein nicht näher bezeichnetes Umkehrrad, das parallel versetzt zu der ersten Vorgelegewelle 13 und den Eingangswellen 11, 12 angeordnet ist. Das Festrad ZR1 und das Umkehrrad sowie das Umkehrrad und das Losrad ZR2 bilden zwei Zahnradpaarungen der Zahnradebene ZR aus, die zur Bildung des Rückwärtsgetriebegangs R1, R2, R3 vorgesehen ist.
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Die Zahnradebene Z3 ist ausgehend von der Eingangskupplung entlang der Haupterstreckungsrichtung nach der Zahnradebene ZR angeordnet. Die Zahnradebene Z3 umfasst ein Festrad Z31, das permanent drehfest mit der Hohlwelle 15 verbunden ist. Weiter umfasst die Zahnradebene Z3 ein erstes Losrad Z32, das koaxial zu der ersten Vorgelegewelle 13 angeordnet ist. Außerdem umfasst die Zahnradebene Z3 ein zweites Losrad Z33, das koaxial zu der zweiten Vorgelegewelle 14 angeordnet ist. Das Festrad Z31 und das Losrad Z32 bilden eine erste Zahnradpaarung der Zahnradebene Z3 aus, die zur Bildung der Vorwärtsgetriebegänge V3, V3', V4 vorgesehen ist. Das Festrad Z31 und das Losrad Z33 bilden eine zweite Zahnradpaarung der Zahnradebene Z3 aus, die zur Bildung des Vorwärtsgetriebegangs V6 und des Rückwärtsgetriebegangs R1 vorgesehen ist.
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Die Zahnradebene Z4 ist ausgehend von der Eingangskupplung entlang der Haupterstreckungsrichtung nach der Zahnradebene Z3 angeordnet. Die Zahnradebene Z4 umfasst ein Festrad Z41, das koaxial zu den Eingangswellen 11, 12 angeordnet und permanent drehfest mit der ersten Eingangswelle 11 verbunden ist. Weiter umfasst die Zahnradebene Z4 ein Losrad Z42, das koaxial zu der zweiten Vorgelegewelle 14 angeordnet ist. Das Festrad Z41 und das Losrad Z42 bilden eine Zahnradpaarung der Zahnradebene Z4 aus, die zur Bildung der Vorwärtsgetriebegänge V1, V2, V6 und des Rückwärtsgetriebegangs R1 vorgesehen ist.
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Zur Bildung der Vorwärtsgetriebegänge V1, V2, V3, V3', V4, V5, V6, V7, V8 umfasst das Doppelkupplungsgetriebe acht Schalteinheiten S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8. In der dargestellten Ausgestaltung mit den Rückwärtsgetriebegängen R1, R2, R3, die grundsätzlich optional sind und alternativ beispielsweise mittels eines Elektromotors dargestellt werden können, umfasst das Doppelkupplungsgetriebe zur Schaltung der Rückwärtsgetriebegänge R1, R2, R3 eine weitere Schalteinheit S9, die lediglich für die Rückwärtsgetriebegänge R1, R2, R3 vorgesehen ist. Die Schalteinheiten S1–S9 umfassen jeweils zwei drehfest miteinander verbindbare Kopplungselemente. Die Schalteinheiten S1–S9 sind dabei als synchronisierte Formschlusskupplungen ausgeführt, die mittels Schiebemuffen geschaltet werden. Grundsätzlich sind aber auch andere Ausgestaltungen denkbar. Insbesondere können die Schalteinheiten S1–S9 zumindest teilweise als rein formschlüssige Klauenschalteinheiten ohne reibschlüssige Synchronisierung ausgeführt werden, beispielsweise wenn das Doppelkupplungsgetriebe eine an einer der Vorgelegewellen 13, 14 angeordnete Zentralsynchronisierung aufweist und/oder die Schalteinheiten S1–S9 mittels der Eingangskupplung synchronisiert werden.
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Die Schalteinheiten S2, S4, die Schalteinheiten S9, S3, die Schalteinheiten S7, S5 und die Schalteinheiten S6, S8 sind jeweils paarweise zusammengefasst. Die jeweils zusammengefassten Schalteinheiten S2, S4, S9, S3, S7, S5, S6, S8 bilden jeweils eine Doppelschalteinheit und umfassen jeweils eine gemeinsame Schiebemuffe, die zur Schaltung der jeweils ersten Schalteinheit S2, S9, S7, S6 in eine erste Schaltstellung, zur Entkopplung in eine mittlere Neutralstellung und zur Schaltung der jeweils zweiten Schalteinheit S4, S3, S5, S8 in eine zweite Schaltstellung geschaltet wird. Die als Doppelschalteinheiten zusammengefassten Schalteinheiten S2, S4, S9, S3, S7, S5, S6, S8 sind jeweils nur einseitig schaltbar, d. h. es kann jeweils lediglich eine einzelne der Schalteinheiten S2, S4, S9, S3, S7, S5, S6, S8 einer Doppelschalteinheit geschaltet werden.
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Die Schalteinheit S1 ist koaxial zu den Eingangswellen 11, 12 angeordnet. Die Schalteinheit S1 ist zwischen der dritten Zahnradebene Z3 und der vierten Zahnradebene Z4 angeordnet. Die Schalteinheit S1 ist dazu vorgesehen, die erste Eingangswelle 11 und die Hohlwelle 15 drehfest miteinander zu verbinden. Das kupplungszugewandte Kopplungselement der Schalteinheit S1 ist permanent drehfest mit der Hohlwelle 15 verbunden. Das kupplungsabgewandte Kopplungselement der Schalteinheit S1 ist permanent drehfest mit der Eingangswelle 11 verbunden. Die Schalteinheit S1 ist in den Vorwärtsgetriebegängen V1, V4, V8 geschlossen.
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Die Schalteinheiten S2, S4, die zu einer Doppelschalteinheit zusammengefasst sind, sind koaxial zu der ersten Vorgelegewelle 13 angeordnet. Die Schalteinheiten S2, S3 sind zwischen der Ausgangszahnradebene Z0 und der ersten Zahnradebene Z1 angeordnet. Die Schalteinheit S2 ist dazu vorgesehen, das erste Losrad Z22 der zweiten Zahnradebene Z2 und die ersten Vorgelegewelle 13 drehfest miteinander zu verbinden. Die Schalteinheit S4 ist dazu vorgesehen, das erste Losrad Z22 der zweiten Zahnradebene Z2 und das erste Losrad Z12 der ersten Zahnradebene Z1 drehfest miteinander zu verbinden. Das kupplungszugewandte Kopplungselement der Schalteinheit S2 ist permanent drehfest mit der Vorgelegewelle 13 verbunden. Das mittlere Kopplungselement, das beiden Schalteinheiten S2, S4 zugeordnet ist, ist permanent drehfest mit dem Losrad Z22 verbunden. Das kupplungsabgewandte Kopplungselement der Schalteinheit S4 ist permanent drehfest mit dem Losrad Z12 verbunden. Die Schalteinheit S2 ist in den Vorwärtsgetriebegängen V6, V7, V8 geschlossen. Die Schalteinheit S4 ist in den Vorwärtsgetriebegängen V1, V3 und dem Rückwärtsgetriebegang R2 geschlossen.
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Die Schalteinheiten S9, S3, die zu einer Doppelschalteinheit zusammengefasst sind, sind koaxial zu der ersten Vorgelegewelle 13 angeordnet. Die Schalteinheiten S9, S3 sind zwischen der Zahnradebene ZR für die Rückwärtsgetriebegänge R1, R2, R3 und der dritten Zahnradebene Z3 angeordnet. Die Schalteinheit S9 ist dazu vorgesehen, das Losrad ZR2 der Zahnradebene ZR und die erste Vorgelegewelle 13 drehfest miteinander zu verbinden. Die Schalteinheit S3 ist dazu vorgesehen, das erste Losrad Z32 der dritten Zahnradebene Z3 und die erste Vorgelegewelle 13 drehfest miteinander zu verbinden. Das kupplungszugewandte Kopplungselement der Schalteinheit S9 ist permanent drehfest mit dem Losrad ZR2 verbunden. Das mittlere Kopplungselement, das beiden Schalteinheiten S9, S3 zugeordnet ist, ist permanent drehfest mit der Vorgelegewelle 13 verbunden. Das kupplungsabgewandte Kopplungselement der Schalteinheit S3 ist permanent drehfest mit dem Losrad Z32 verbunden. Die Schalteinheit S9 ist in den Rückwärtsgetriebegängen R1, R2, R3 geschlossen. Die Schalteinheit S3 ist in dem Vorwärtsgetriebegängen V3, V3', V4 geschlossen.
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Die Schalteinheiten S7, S5, die zu einer Doppelschalteinheit zusammengefasst sind, sind koaxial zu der zweiten Vorgelegewelle 14 angeordnet. Die Schalteinheiten S7, S5 sind zwischen der zweiten Zahnradebene Z2 und der dritten Zahnradebene Z3 angeordnet. Die Schalteinheit S7 ist dazu vorgesehen, das zweite Losrad Z23 der zweiten Zahnradebene Z2 und das zweite Losrad Z13 der ersten Zahnradebene Z1 drehfest miteinander zu verbinden. Die Schalteinheit S5 ist dazu vorgesehen, das zweite Losrad Z13 der ersten Zahnradebene Z1 und die zweite Vorgelegewelle 14 drehfest miteinander zu verbinden. Das kupplungszugewandte Kopplungselement der Schalteinheit S7 ist permanent drehfest mit dem Losrad Z23 verbunden. Das mittlere Kopplungselement, das beiden Schalteinheiten S7, S5 zugeordnet ist, ist permanent drehfest mit dem Losrad Z13 verbunden. Das kupplungsabgewandte Kopplungselement der Schalteinheit S5 ist permanent drehfest mit der Vorgelegewelle 14 verbunden. Die Schalteinheit S7 ist in dem Vorwärtsgetriebegang V3', V7 und dem Rückwärtsgetriebegang R3 geschlossen. Die Schalteinheit S5 ist in den Vorwärtsgetriebegang V5 geschlossen.
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Die Schalteinheiten S6, S8, die zu einer Doppelschalteinheit zusammengefasst sind, sind koaxial zu der zweiten Vorgelegewelle 14 angeordnet. Die Schalteinheiten S6, S8 sind zwischen der zweiten Zahnradebene Z2 und der dritten Zahnradebene Z3 angeordnet. Die Schalteinheit S6 ist dazu vorgesehen, das Losrad Z42 der vierten Zahnradebene Z4 und die zweite Vorgelegewelle 14 drehfest miteinander zu verbinden. Die Schalteinheit S8 ist dazu vorgesehen, das zweite Losrad Z33 der dritten Zahnradebene Z3 und das Losrad Z42 der vierten Zahnradebene Z4 drehfest miteinander zu verbinden. Das kupplungszugewandte Kopplungselement der Schalteinheit S6 ist permanent drehfest mit der Vorgelegewelle 14 verbunden. Das mittlere Kopplungselement, das beiden Schalteinheiten S6, S8 zugeordnet ist, ist permanent drehfest mit dem Losrad Z42 verbunden. Das kupplungsabgewandte Kopplungselement der Schalteinheit S8 ist permanent drehfest mit Losrad Z33 verbunden. Die Schalteinheit S6 ist in den Vorwärtsgetriebegängen V1, V2 geschlossen. Die Schalteinheit S8 ist in dem Vorwärtsgetriebegang V6 und dem Rückwärtsgetriebegang R1 geschlossen.
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Das erste Losrad Z12 der ersten Zahnradebene Z1 ist zwischen der vierten Schalteinheit S4 und dem ersten Losrad Z22 der zweiten Zahnradebene Z2 angeordnet. Eine Verbindung zwischen dem mittleren Kopplungselement der Schalteinheiten S2, S4 und dem Losrad Z22 ist in Form einer Hohlwelle ausgeführt, auf der das Losrad Z12 gelagert ist. Das Losrad Z22 und das mittlere Kopplungselement der Schalteinheiten S2, S4 sind direkt auf der ersten Vorgelegewelle 13 gelagert. Das erste Losrad ZR2 der Zahnradebene ZR und das erste Losrad Z32 der dritten Zahnradebene Z3 sind direkt auf der ersten Vorgelegewelle 13 gelagert. Die Hohlwelle 15 ist direkt auf der ersten Eingangswelle 11 gelagert. Das zweite Losrad Z23 der zweiten Zahnradebene Z2 ist zwischen dem zweiten Losrad Z13 der ersten Zahnradebene Z1 und der siebten Schalteinheit S7 angeordnet. Eine Verbindung zwischen dem mittleren Kopplungselement der Schalteinheiten S7, S5 und dem Losrad Z13 ist in Form einer Hohlwelle ausgeführt, auf der das Losrad Z23 gelagert ist. Das Losrad Z13 und das mittlere Kopplungselement der Schalteinheiten S7, S5 sind direkt auf der zweiten Vorgelegewelle 14 gelagert.
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Das zweite Losrad Z33 der dritten Zahnradebene Z3 ist zwischen der Schalteinheit S8 und dem Losrad Z42 der vierten Zahnradebene Z4 angeordnet. Eine Verbindung zwischen dem mittleren Kopplungselement der Schalteinheiten S6, S8 und dem Losrad Z42 ist in Form einer Hohlwelle ausgeführt, auf der das Losrad Z33 gelagert ist. Das Losrad Z42 und das mittlere Kopplungselement der Schalteinheiten S6, S8 sind direkt auf der zweiten Vorgelegewelle 14 gelagert.
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Eine Schaltlogik für die Vorwärtsgetriebegänge V1–V8 und die optionalen Rückwärtsgetriebegänge R1, R2, R3 ist in 2 gezeigt. Benachbarte Vorwärtsgetriebegänge V1–V8 sind dabei grundsätzlich untereinander lastschaltbar. Der zusätzliche dritte Vorwärtsgetriebegang V3', dessen Übersetzungsverhältnis zwischen dem des dritten Vorwärtsgetriebegangs V3 und dem des vierten Vorwärtsgetriebegangs V4 liegt, ist ebenfalls mit den benachbarten Vorwärtsgetriebegängen V2, V4 lastschaltbar. Zur Schaltung unter Last wird der zu schaltende Vorwärtsgetriebegang V1–V8 gebildet, indem die entsprechenden Schalteinheiten S1–S8 geschlossen werden. Anschließend wird diejenige der Lastschaltkupplungen C1, C2, die dem zu schaltenden Vorwärtsgetriebegang V1–V8 zugeordnet ist, sukzessive geschlossen, während zeitgleich die andere Lastschaltkupplung C1, C2, die dem abzuschaltenden Vorwärtsgetriebegang V1–V8 zugeordnet ist, sukzessive geöffnet wird. Die ungeraden Vorwärtsgetriebegänge V1, V3, V3', V5, V7 sind der zweiten Lastschaltkupplung C2 zugeordnet. Die geraden Vorwärtsgetriebegänge V2, V4, V6, V8 sind der ersten Lastschaltkupplung C1 zugeordnet. Zusätzliche mögliche Lastschaltungen zwischen den Vorwärtsgetriebegängen V1–V8, die über eine rein sequentielle Lastschaltbarkeit hinausgehen, ergeben sich unmittelbar aus der Schaltlogik in 2. Der Rückwärtsgetriebegang R1 ist der ersten Lastschaltkupplung C1 zugeordnet. Die Rückwärtsgetriebegänge R2, R3 sind der zweiten Lastschaltkupplung C2 zugeordnet.
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In Abhängigkeit von Übersetzungsverhältnissen der einzelnen Zahnradpaarungen ist für das Doppelkupplungsgetriebe eine Gesamtspreizung zwischen dem ersten Vorwärtsgetriebegang V1 und dem achten Vorwärtsgetriebegang V8 von als 10,0 darstellbar. Weiter kann das Doppelkupplungsgetriebe kompakt gebaut werden. Beispielsweise ist es möglich, Achsabstände zwischen den Eingangswellen 11, 12 und den Vorgelegewellen 13, 14 kleiner als 100 mm zu halten. Durch die Zusammenfassung der Schalteinheiten S1–S9 sind sämtliche Vorwärtsgetriebegänge V1–V8 und die Rückwärtsgetriebegänge R1, R2, R3 mit fünf Getriebeaktuatoren und zwei Kupplungsaktuatoren schaltbar.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Antriebswelle
- 11
- Eingangswelle
- 12
- Eingangswelle
- 13
- Vorgelegewelle
- 14
- Vorgelegewelle
- 15
- Hohlwelle
- 16
- Abtriebszahnrad
- C1
- Lastschaltkupplung
- C2
- Lastschaltkupplung
- R1
- Rückwärtsgetriebegang
- R2
- Rückwärtsgetriebegang
- R3
- Rückwärtsgetriebegänge
- S1
- Schalteinheit
- S2
- Schalteinheit
- S3
- Schalteinheit
- S4
- Schalteinheit
- S5
- Schalteinheit
- S6
- Schalteinheit
- S7
- Schalteinheit
- S8
- Schalteinheit
- S9
- Schalteinheit
- V1
- Vorwärtsgetriebegang
- V2
- Vorwärtsgetriebegang
- V3
- Vorwärtsgetriebegang
- V3'
- Vorwärtsgetriebegang
- V4
- Vorwärtsgetriebegang
- V5
- Vorwärtsgetriebegang
- V6
- Vorwärtsgetriebegang
- V7
- Vorwärtsgetriebegang
- V8
- Vorwärtsgetriebegang
- Z0
- Ausgangszahnradebene
- Z01
- Ausgangszahnrad
- Z02
- Ausgangszahnrad
- Z1
- Zahnradebene
- Z11
- Festrad
- Z12
- Losrad
- Z13
- Losrad
- Z2
- Zahnradebene
- Z21
- Festrad
- Z22
- Losrad
- Z23
- Losrad
- Z3
- Zahnradebene
- Z31
- Festrad
- Z32
- Losrad
- Z33
- Losrad
- Z4
- Zahnradebene
- Z41
- Festrad
- Z42
- Losrad
- ZR
- Zahnradebene
- ZR1
- Festrad
- ZR2
- Losrad
