DE102012203368A1

DE102012203368A1 - Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Eingangswellen, zwei Vorgelegewellen und mit zwei mit einem Antriebsaggregat in Wirkverbindung bringbaren Lastschaltelementen

Info

Publication number: DE102012203368A1
Application number: DE201210203368
Authority: DE
Inventors: Johannes Kaltenbach; Ralf Dreibholz; Jürgen Wafzig; Michael Wechs; Markus Renninger; Thomas Rosemeier; Christian Michel
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2012-03-05
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2013-09-05

Abstract

Es wird ein Doppelkupplungsgetriebe (1) beschrieben, bei dem jeweils Eingangswellen (EW1, EW2) zur Darstellung von wenigstens neun Übersetzungen für Vorwärtsfahrt und wenigstens einer Übersetzung für Rückwärtsfahrt über Radsätze (R2 bis RR), die über Schalteinrichtungen (SE1 bis SE6) in den Kraftfluss zu- und abschaltbar sind, mit den Vorgelegewellen (VW1, VW2) verbindbar sind. Erfindungsgemäß ist auf einer der Vorgelegewellen (VW1) eine dazu koaxial angeordnete Hohlwelle (9) drehbar gelagert, die über eine der Schalteinrichtungen (SE1) drehfest mit der Vorgelegewelle (VW1) koppelbar ist und mit der wenigstens vier Zahnräder (16, 17, 18, 13) der Radsätze (R8, R3, R5 und R7) drehfest verbunden sind. Wenigstens drei Übersetzungen sind durch schaltelementseitiges Zuschalten von jeweils drei der Radsätze ((R5, R8, R2), (R7, R3, R4), (R5, R8, RR)) in den Kraftfluss darstellbar, über die durch jeweils alleiniges schaltelementseitiges Zuschalten in den Kraftfluss jeweils eine Übersetzung darstellbar ist und die weitere Übersetzung durch schaltelementseitiges Zuschalten des Radsatzes (R6) in den Kraftfluss einlegbar ist. Einer der Radsätze (R3) ist über jeweils eine der Schalteinrichtungen (SE2, SE4) mit der ersten Eingangswelle (EW1) und/ oder der zweiten Eingangswelle (EW2) koppelbar. Die Vorgelegewellen (VW1, VW2) sind über einen weiteren Radsatz (R9) miteinander wirkverbunden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Eingangswellen, zwei Vorgelegewellen und mit zwei mit einem Antriebsaggregat in Wirkverbindung bringbaren Lastschaltelementen gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Ein Doppelkupplungsgetriebe für Fahrzeuge ist aus der DE 10 2006 039 687 A1 bekannt und umfasst zwei Eingangswellen, zwei Vorgelegewellen und zwei mit einem Antriebsaggregat eines Fahrzeuges in Wirkverbindung bringbare Lastschaltelemente. Jeweils eines der Lastschaltelemente ist mit einer der Eingangswellen verbunden. Die Eingangswellen sind zur Darstellung von wenigstens neun Übersetzungen für Vorwärtsfahrt und wenigstens einer Übersetzung für Rückwärtsfahrt über mehrere Radsätze, die über Schalteinrichtungen in den Kraftfluss zu- oder abschaltbar sind, mit den Vorgelegewellen verbindbar.
Es sind zwar mehreren Schalteinrichtungen jeweils zwei Radsätze zugeordnet, jedoch ist eine Vielzahl an Schaltelementen zur Darstellung der wenigstens neun Übersetzungen für Vorwärtsfahrt und der wenigstens einen Übersetzung für Rückwärtsfahrt erforderlich, weshalb das Doppelkupplungsgetriebe durch einen großen Bauraumbedarf gekennzeichnet ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Doppelkupplungsgetriebe zur Verfügung zu stellen, mittels welchem wenigstens neun Übersetzungen für Vorwärtsfahrt und wenigstens eine Übersetzung für Rückwärtsfahrt mit möglichst geringem Bauraumbedarf bei gleichzeitig gutem Wirkungsgrad zur Verfügung stellbar sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Doppelkupplungsgetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Doppelkupplungsgetriebe umfasst zwei Eingangswellen, zwei Vorgelegewellen und zwei mit einem Antriebsaggregat in Wirkverbindung bringbare Lastschaltelemente. Jeweils eines der Lastschaltelemente ist mit einer der Eingangswellen verbunden, wobei die Eingangswellen zur Darstellung von wenigstens neun Übersetzungen für Vorwärtsfahrt und wenigstens einer Übersetzung für Rückwärtsfahrt über Radsätze, die über Schalteinrichtungen in den Kraftfluss zu- und abschaltbar sind, mit den Vorgelegewellen verbindbar sind. Mehreren Schalteinrichtungen sind jeweils wenigstens zwei Radsätze zugeordnet.
Erfindungsgemäß ist auf einer der Vorgelegewellen eine dazu koaxial angeordnete Hohlwelle drehbar gelagert, die über eine der Schalteinrichtungen drehfest mit der Vorgelegewelle koppelbar ist und mit der wenigstens vier Zahnräder der Radsätze drehfest verbunden sind. Wenigstens drei Übersetzungen sind durch schaltelementseitiges Zuschalten von jeweils drei Radsätzen in den Kraftfluss darstellbar, über die durch jeweils alleiniges schaltelementseitiges Zuschalten in den Kraftfluss jeweils eine Übersetzung darstellbar ist. Die weitere Übersetzung ist durch schaltelementseitiges Zuschalten von einem der Radsätze in den Kraftfluss einlegbar. Einer der Radsätze ist über jeweils eine der Schalteinrichtungen mit der ersten Eingangswelle und der zweiten Eingangswelle koppelbar. Zusätzlich sind die Vorgelegewellen über einen weiteren Radsatz miteinander wirkverbunden.
Über den erfindungsgemäßen Aufbau des Doppelkupplungsgetriebes sind wenigstens neun Übersetzungen für Vorwärtsfahrt und wenigstens eine Übersetzung für Rückwärtsfahrt mit vorzugsweise lediglich zehn Schaltelementen in bauraumgünstiger Art und Weise bei gleichzeitig gutem Gesamtwirkungsgrad darstellbar, wobei der gute Gesamtwirkungsgrad auch dadurch erreicht wird, dass neben dem die Vorgelegewellen miteinander wirkverbindenden Radsatz zur Darstellung einer Vielzahl der Übersetzungen jeweils lediglich ein weiterer Radsatz in den Kraftfluss zugeschaltet ist.
Die Ausführung des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes mit zwei Vorgelegewellen sowie der auf der Vorgelegewelle angeordneten Hohlwelle bietet in Verbindung mit der konstruktiven Ausführung, dass einer der Radsätze über jeweils eine der Schalteinrichtungen mit der ersten Eingangswelle und/ oder der zweiten Eingangswelle koppelbar ist, und der Darstellung von wenigstens drei Übersetzungen als so genannte Windungsgänge die Möglichkeit, eine Vielzahl an Übersetzungen, mit geringem radialem als auch axialem Bauraumbedarf und zusätzlich mit geringem Gesamtgewicht des Doppelkupplungsgetriebes darzustellen und eine Antriebsmaschine, vorzugsweise eine Brennkraftmaschine, in gewünschtem Umfang in deren optimalen Betriebszustand betreiben zu können.
Des Weiteren sind die Übersetzungen aufgrund der Mehrfachverwendung der Schalteinrichtungen mit einer geringen Anzahl an Aktoren zur Betätigung der Schalteinrichtungen darstellbar, wodurch das Doppelkupplungsgetriebe auch kostengünstig herstellbar ist.
Ist eine der drei Übersetzungen, die durch schaltelementseitiges Zuschalten von jeweils drei der Radsätze in den Kraftfluss darstellbar sind, eine erste Übersetzung für Vorwärtsfahrt und eine weitere Übersetzung der drei Übersetzungen eine neunte Übersetzung für Vorwärtsfahrt, ist die mechanische Spreizung des Doppelkupplungsgetriebes reduziert, womit Drehzahlverluste im Bereich des Doppelkupplungsgetriebes gering gehalten werden.
Zusätzlich ist das erfindungsgemäße Doppelkupplungsgetriebe aufgrund seiner Ausführung auch durch eine gute Lastschaltfähigkeit gekennzeichnet und auch auf konstruktiv einfache Art und Weise mit einer elektrischen Maschine kombinierbar.
Bei der weiteren bauraumgünstigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes bilden die Radsätze sieben Radebenen und sind über vier vorzugsweise als Synchronisierungen ausgeführte Schalteinrichtungen, welchen jeweils wenigstens zwei Radsätze zugeordnet sind, sowie zwei vorzugsweise als Synchronisierungen ausgeführte Schalteinrichtungen, welchen jeweils ein Radsatz zugeordnet ist, in den Kraftfluss zuschaltbar, wobei die Radsätze vorzugsweise insgesamt achtzehn Zahnräder umfassen.
Die bauraumgünstige Ausführung des Doppelkupplungsgetriebes ergibt sich dadurch, dass vier der Schalteinrichtungen als Doppelschaltelemente ausgeführt sind, die im Vergleich zu zwei Einzelschaltelementen in axialer Richtung einen geringeren Bauraumbedarf aufweisen.
Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildung des Gegenstandes nach der Erfindung keine Einschränkung dar sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes ergeben sich aus den Patentansprüchen und den nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele zugunsten der Übersichtlichkeit für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Es zeigen:
1 ein Räderschema einer ersten beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes;
2 eine Schaltmatrix des Doppelkupplungsgetriebes gemäß 1;
3 eine tabellarische Übersicht der Zuordnung zwischen Schaltelementen von Schalteinrichtungen und Radsätzen des Doppelkupplungsgetriebes gemäß 1; und
4 ein Räderschema einer zweiten beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes.
1 zeigt ein Doppelkupplungsgetriebe 1 in Vorgelegebauweise mit achtzehn Zahnrädern, mit einer als Getriebezentralwelle ausgeführten ersten Eingangswelle EW1, mit einer konzentrisch dazu angeordneten und als Getriebehohlwelle ausgeführten zweiten Eingangswelle EW2, mit zwei Vorgelegewellen VW1, VW2 und mit zwei Lastschaltelementen K1, K2, die vorliegend als reibschlüssige Lamellenkupplungen ausgeführt sind. Mit 6 bezeichnete Eingangselemente der Lastschaltwellen K1, K2 sind mit einem in der Zeichnung nicht näher dargestellten Antriebsaggregat, beispielsweise einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugantriebsstranges, verbunden oder wirkverbunden. Ein mit 7 bezeichnetes Ausgangselement des Lastschaltelementes K1 ist mit der zweiten Eingangswelle EW2 verbunden, während ein mit 8 bezeichnetes Ausgangselement des Lastschaltelementes K2 mit der ersten Eingangswelle EW1 drehfest gekoppelt ist. Die in der Zeichnung dargestellte konstruktive Ausbildung der beiden Lastschaltelemente K1, K2 ist als beispielhaft anzusehen und liegt im Ermessen des Fachmanns. So sind die beiden angetriebenen Eingangselemente 6 der Lastschaltelemente K1, K2 hier beispielhaft als ein für beide Lastschaltelemente K1, K2 gemeinsamer Außenlamellenträger ausgebildet und die beiden Ausgangselemente 7, 8 der Lastschaltelemente K1, K2 entsprechend jeweils als Innenlamellenträger.
Die beiden Eingangswellen EW1, EW2 sind zur Darstellung von in 2 näher aufgeführten neun Übersetzungen A bis J für Vorwärtsfahrt und zwei Übersetzungen L, M für Rückwärtsfahrt über acht Radsätze R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 und RR, die über sechs Schalteinrichtungen SE1 bis SE6 in den Kraftfluss des Doppelkupplungsgetriebes 1 zu- und abschaltbar sind, mit der ersten Vorgelegewelle VW1 oder der zweiten Vorgelegewelle VW2 verbindbar, die über einen neunten Radsatz R9 miteinander verbunden sind. Die acht Radsätze R2 bis RR und der neunte Radsatz R9 bilden in axialer Richtung sieben nebeneinander angeordnete Radebenen I bis VII. Den Schalteinrichtungen SE2, SE3 und SE4 sind jeweils zwei Radsätze R3 und R5, R6 und R2, sowie R8 und R3 zugeordnet, während über die Schalteinrichtung SE1 die Radsätze RR, R3, R5, R7 und R8 und über die Schalteinrichtungen SE5 und SE6 der Radsatz R4 bzw. R7 betätigbar sind.
Der die beiden Vorgelegewellen VW1 und VW2 permanent miteinander verbindbare Radsatz R9 umfasst ein drehfest mit der zweiten Vorgelegewelle VW2 verbundenes Festrad 25, ein mit der ersten Vorgelegewelle VW1 drehfest verbundenes Zahnrad 26 und ein mit einer achsparallel zu den beiden Vorgelegewellen VW1 und VW2 vorgesehenen weiteren Getriebewelle 27 drehfest verbundenes Zahnrad 28, das mit den beiden Zahnrädern 25 und 26 in Eingriff steht.
Die Schalteinrichtungen SE1 bis SE4 sind vorliegend als so genannte Doppelsynchronisierungen ausgeführt und umfassen jeweils zwei Schaltelemente S1, S2 bzw. S3, S4 bzw. S5, S6 bzw. S7, S8, über die jeweils wenigstens eine der Zahnradstufen RR oder R3, R5, R7 und R8, R3 oder R5, R6 oder R2, R8 oder R3 mit der ersten Eingangswelle EW1, der zweiten Eingangswelle EW2 oder einer der Vorgelegewellen VW1 bzw. VW2 koppelbar sind und in deren Bereich Differenzdrehzahlen in gewissem Umfang ausgleichbar bzw. reduzierbar sind. Über die als Einfachsynchronisierung ausgeführte Schalteinrichtung SE5 ist der Radsatz R4 mit der ersten Vorgelegewelle VW1 drehfest verbindbar, während über die Schalteinrichtung SE6, die ebenfalls als Einfachsynchronisierung ausgebildet ist, ein auf der ersten Eingangswelle EW1 drehbar angeordnetes und als Losrad ausgeführtes Zahnrad 12 des Radsatzes R7 drehfest mit der ersten Eingangswelle EW1 koppelbar ist. Dabei ist über die erste Schalteinrichtung SE1 eine auf der ersten Vorgelegewelle VW1 drehbar angeordnete Hohlwelle 9 drehfest mit der ersten Vorgelegewelle VW1 verbindbar. Auf der Hohlwelle 9 sind vier Zahnräder 16, 17, 18 und 13 der Radsätze R8, R3, R5 und R7 als Festräder vorgesehen, die mit als Losräder ausgeführten Zahnrädern 19, 20, 21 und 12 der Radsätze R8, R3, R5 und R7 kämmen, die drehbar auf der ersten Eingangswelle EW1 bzw. der zweiten Eingangswelle EW2 gelagert sind.
Über die beiden Lastschaltelemente K1 und K2 ist jeweils ein an den Eingangselementen 6 anstehendes Drehmoment eines Antriebsaggregates wahlweise auf die erste Eingangswelle EW1 oder die zweite Eingangswelle EW2 führbar. Um die verschiedenen Übersetzungen A bis M darstellen zu können, sind die Radsätze R2 bis RR in der nachfolgend näher beschriebenen Art und Weise über die Schalteinrichtungen SE1 bis SE6 bzw. deren Schaltelemente S1 bis S10 in den Kraftfluss des Doppelkupplungsgetriebes zuzuschalten bzw. aus diesem abzuschalten.
Um im Bereich der beiden Lastschaltelemente K1 und K2 jeweils einen zugkraftunterbrechungsfreien Übersetzungswechsel durchführen zu können, wird jeweils im Bereich eines aktuell im lastfreien Betriebszustand vorliegenden Teilgetriebes 2, 3 durch entsprechendes Öffnen und Schließen der betreffenden Schaltelemente S1 bis S10 die aktuell einzulegende Zielübersetzung vorgewählt und anschließend das aktuell geschlossene Lastschaltelement K1 oder K2 in einen geöffneten Betriebszustand überführt, während das aktuell geöffnete Lastschaltelement K2 oder K1 während einer Überschneidungsschaltung in seinen geschlossenen Betriebszustand überführt wird.
Die Übersetzungen B bis H, die einer zweiten bis achten Übersetzung für Vorwärtsfahrt entsprechen, und die zweite Übersetzung M für Rückwärtsfahrt sind im Doppelkupplungsgetriebe 1 jeweils durch alleiniges schaltelementseitiges Zuschalten der Radsätze R2 bis R8 oder RR darstellbar.
Die erste Übersetzung A für Vorwärtsfahrt ist durch gleichzeitiges Zuschalten der drei Radsätze R5, R8 und R2 in den Kraftfluss des Doppelkupplungsgetriebes 1 darstellbar und stellt somit einen so genannten Windungsgang dar. Des Weiteren ist die neunte Übersetzung J für Vorwärtsfahrt durch gleichzeitiges schaltelementseitiges Zuschalten der drei Radsätze R3, R4 und R7 im Doppelkupplungsgetriebe 1 einlegbar, während die erste Übersetzung L für Rückwärtsfahrt durch gleichzeitiges schaltelementseitiges Zuschalten der drei Radsätze R5, R8 und RR im Doppelkupplungsgetriebe 1 vorliegt. Damit stellen auch die neunte Übersetzung J für Vorwärtsfahrt und die erste Übersetzung L für Rückwärtsfahrt so genannte Windungsgänge dar.
Die Radsätze R4, RR, R8, R3, R5 und R7 sind über die Schalteinrichtungen SE5 und SE1 mit der ersten Vorgelegewelle VW1 in Wirkverbindung bringbar, wobei ein Zahnrad 10 des Radsatzes R4 bzw. des Radsatzes R6, die in der zweiten Radebene II angeordnet sind, und ein Zahnrad 11 des Radsatzes RR bzw. des Radsatzes R2, die in der dritten Radebene III vorgesehen sind, jeweils als Festräder ausgeführt sind und mit der zweiten Eingangswelle EW2 drehfest verbunden sind. Ein Zahnrad 12, das als Losrad ausgebildet und über die Schalteinrichtung SE6 drehfest mit der ersten Eingangswelle EW1 verbindbar ist, kämmt mit einem weiteren Zahnrad 13 des Radsatzes R7, das mit der Hohlwelle 9 drehfest verbunden ist und bei geöffneter erster Schalteinrichtung SE1 drehbar auf der ersten Vorgelegewelle VW1 gelagert ist. Des Weiteren sind ein Zahnrad 14 des Radsatzes R6 und ein Zahnrad 15 des Radsatzes R2 jeweils als Losrad ausgeführt und über die gemeinsame Schalteinrichtung SE3 mit der zweiten Vorgelegewelle VW2 drehfest verbindbar.
Das Zahnrad 19 des Radsatzes R8 ist als Losrad ausgebildet und drehbar auf der zweiten Eingangswelle EW2 angeordnet und über das Schaltelement S7 drehfest mit dieser verbindbar, während das als Losrad ausgeführte Zahnrad 20 des Radsatzes R3 über das Schaltelement S8 der Schalteinrichtung SE4 drehfest mit der zweiten Eingangswelle EW2 und über das Schaltelement S3 der Schalteinrichtung SE2 drehfest mit der ersten Eingangswelle EW1 verbindbar ist, auf der das Zahnrad 20 drehbar gelagert ist. Ein ebenfalls auf der ersten Eingangswelle EW1 vorgesehenes Losrad 21 des Radsatzes R5 ist über das Schaltelement S4 der Schalteinrichtung SE2 drehfest mit der ersten Eingangswelle EW1 koppelbar. Zusätzlich ist ein mit dem Zahnrad 10 kämmendes Losrad 22 des Radsatzes R4 drehbar auf der ersten Vorgelegewelle VW1 angeordnet und über das Schaltelement S9 der Schalteinrichtung SE5 drehfest mit der ersten Vorgelegewelle VW1 verbindbar. Ein ebenfalls drehbar auf der ersten Vorgelegewelle VW1 angeordnetes Losrad 23 ist über das Schaltelement S1 der Schalteinrichtung SE1 drehfest mit dieser verbindbar und kämmt mit einem Zwischenrad 24 des Radsatzes RR, das wiederum in Eingriff mit dem Zahnrad 11 steht. Damit ist über die die Zahnräder 11, 24 und 23 umfassende Räderkette im Bereich des Radsatzes RR die für die Darstellung eines Rückwärtsfahrbetriebes eines Fahrzeuges erforderliche Drehrichtungsumkehr im Doppelkupplungsgetriebe 1 darstellbar.
Die Radsätze R4, RR, R8, R6 und R2 sind dem zweiten Teilgetriebe 3, über das die zweite Übersetzung B, die vierte Übersetzung D, die sechste Übersetzung F und die achte Übersetzung H für Vorwärtsfahrt bzw. die zweite Übersetzung M für Rückwärtsfahrt darstellbar sind, und die Radsätze R3, R5 und R7 sind dem ersten Teilgetriebe 2 zugeordnet, in dessen Bereich die dritte Übersetzung C, die fünfte Übersetzung E und die siebte Übersetzung G für Vorwärtsfahrt darstellbar sind.
Die Schaltelemente S1 bis S10 sind zur Darstellung der Übersetzungen A bis J für Vorwärtsfahrt und zur Darstellung der Übersetzungen L und M für Rückwärtsfahrt gemäß der in 2 näher dargestellten Schaltlogik zu betätigen, wobei jeweils die Schaltelemente S1 bis S10 zur Darstellung einer der Übersetzungen A bis M zu schließen sind oder in geschlossenem Betriebszustand zu halten sind, deren Zellen jeweils mit dem Buchstaben X befüllt sind, während die weiteren Schaltelemente S1 bis S10, deren zugeordnete Zellen leer sind, in ihren geöffneten Betriebszustand zu überführen bzw. in diesem zu belassen sind. Gleichzeitig ist jeweils das mit dem Buchstaben X gekennzeichnete Lastschaltelement K1 oder K2 in geschlossenen Betriebszustand zu überführen, während das jeweils andere Lastschaltelement K2 oder K1, dessen zugeordnete Zelle frei ist, zu öffnen ist, um ein Drehmoment von der Antriebsmaschine in Richtung des Abtriebs eines Fahrzeuges führen zu können.
Das in 1 dargestellte Räderschema ist durch die nachfolgend näher beschriebene unterschiedliche Positionierung der Radsätze R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, RR und R9 zueinander sowie der Schalteinrichtungen SE1 bis SE6 bzw. deren Schaltelemente S1 bis S10 funktionsgleich veränderbar, wobei die vorzugsweise als Synchronisierungen ausgeführten Schaltelemente S1 bis S10 gemäß der in 3 dargestellten Tabelle den Zahnradstufen R2 bis RR fest zugeordnet sind. Aufgrund dieser festen Zuordnung ändert sich die in 2 gezeigte Schaltmatrix durch eine von der in 1 gezeigten Anordnung der Radsätze R2 bis RR verschiedene Positionierung der vorliegend als Stirnradstufen ausgebildeten Radsätze R2 bis RR nicht.
Das Schaltelement S1 ist dem Radsatz RR, das Schaltelement S2 ist den Radsätzen R3, R5, R7 und R8, das Schaltelement S3 ist dem Radsatz R3, das Schaltelement S4 ist dem Radsatz R5, das Schaltelement S5 ist dem Radsatz R6, das Schaltelement S6 ist dem Radsatz R2, das Schaltelement S7 ist dem Radsatz R8, das Schaltelement S8 ist dem Radsatz R3, das Schaltelement S9 ist dem Radsatz R4 und das Schaltelement S10 ist dem Radsatz R7 zugeordnet.
Bei der Darstellung des Doppelkupplungsgetriebes 1 gemäß 1 sind die Radsätze R2, R4, R6, R8 und RR des zweiten Teilgetriebes 3 zwischen den Lastschaltelementen K1 und K2 bzw. dem neunten Radsatz R9 und den dem ersten Teilgetriebe 2 zugeordneten Radsätzen R3, R5 und R7 angeordnet. Bei einer hiervon abweichenden Ausführungsform des Doppelkupplungsgetriebes 1 sind die Radsätze R3, R5 und R7 zwischen den Lastschaltelementen K1 und K2 bzw. dem neunten Radsatz R9, der auch an einer beliebigen anderen axialen Position vorgesehen sein kann, und den Radsätzen R2, R6, R8, R4 und RR angeordnet, wobei die von 1 abweichende Anordnungsvariante einen Tausch der beiden Teilgetriebe 2 und 3 darstellt, der durch Spiegeln des Doppelkupplungsgetriebes 1 entlang der Linie Y1 zu vollziehen ist.
Alternativ zu letztbeschriebener Anordnungsvariante der Zahnradstufen R2 bis RR oder kumulativ dazu sind die Zahnräder 14 und 22 der Radsätze R4 und R6 gemeinsam mit dem jeweils zugeordneten Schaltelement S5 bzw. S9 jeweils abweichend von der in 1 gezeigten Anordnung auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 bzw. der ersten Vorgelegewelle VW1 anordenbar, ohne die zu 1 näher beschriebene Funktionalität des Doppelkupplungsgetriebe 1 zu verändern.
Wiederum alternativ oder kumulativ zu den vorbeschriebenen Ausführungsformen des Doppelkupplungsgetriebes 1 besteht auch die Möglichkeit, den in der siebten Radebene VII angeordneten Radsatz R7 abweichend von der Darstellung in 1 und 4 zwischen dem Radsatz R5 und den beiden Lastschaltelementen K1 und K2 anzuordnen.
In Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles besteht die Möglichkeit, einen Abtrieb eines mit dem Doppelkupplungsgetriebe 1 ausgeführten Fahrzeuges im Bereich der ersten Vorgelegewelle VW1, im Bereich der zweiten Vorgelegewelle VW2 oder im Bereich der Getriebewelle 27 mit dem Getriebeausgang des Doppelkupplungsgetriebes 1 zu verbinden, wobei die Anbindung des Abtriebs jeweils auf der den Lastschaltelementen K1 und K2 zugewandten Enden der Vorgelegewellen VW1, VW2 und der Getriebewelle 27 oder im Bereich der den Lastschaltelementen K1 und K2 abgewandten Enden der Vorgelegewellen VW1, VW2 und der Getriebewelle 27 oder im Bereich beider Enden vorgesehen sein kann.
Bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel des Doppelkupplungsgetriebes 1 ist dieses zusätzlich mit zumindest einer Elektromaschine EM kombiniert, die in den Kraftfluss des Doppelkupplungsgetriebes 1 mechanisch zuschaltbar ist. Hierfür ist die Elektromaschine EM vorliegend über das Schaltelement S7 der Schalteinrichtung SE4 drehfest mit der zweiten Eingangswelle EW2 verbindbar. Generell besteht die Möglichkeit, die Elektromaschine EM mit einer der Wellen EW1, EW2, VW1, VW2, 9 oder 27 des Doppelkupplungsgetriebes 1 zu verbinden. Dabei kann es vorgesehen sein, dass zwischen der Elektromaschine EM und dem Doppelkupplungsgetriebe 1 im Bereich eines Festrades oder eines Losrades des Radsatzes des Doppelkupplungsgetriebes 1 eine Wirkverbindung vorgesehen ist oder die Elektromaschine EM im Bereich eines zusätzlichen Festrades an den Radsatz angebunden ist.
Eine vorteilhafte Wirkverbindung zwischen der Elektromaschine EM und dem Kraftfluss des Doppelkupplungsgetriebes 1 liegt dann vor, wenn sowohl die Wirkverbindung zwischen der Elektromaschine EM und den Lastschaltelementen K1 und K2 als auch zwischen der Elektromaschine EM und dem Abtrieb des Fahrzeuges in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Betriebszustandes des Fahrzeugantriebsstranges und der Elektromaschine EM schaltbar ist, da dann verschiedene Hybridfunktionen, wie ein Ladevorgang eines der Elektromaschine EM zugeordneten elektrischen Speichers im Stillstand des Fahrzeuges oder ein rein elektrischer Fahrbetrieb, der dann während eines motorischen Betriebes der Elektromaschine EM realisiert wird, ohne Schleppverluste im Bereich der Lastschaltelemente K1 und K2 darstellbar sind. Besonders geeignet sind bei dem vorliegend betrachteten Doppelkupplungsgetriebe 1 Anbindungsvarianten im Bereich der Radsätze R5, R7, R3 oder R8.
Eine während der Darstellung der Windungsgänge A und L auftretende Beeinträchtigung des Gesamtwirkungsgrades des Doppelkupplungsgetriebes 1, die durch die jeweils gleichzeitig in den Kraftfluss zugeschalteten drei Radsätze R5, R8 und R2 bzw. R5, R8 und RR verursacht wird, ist vernachlässigbar, da diese Übersetzungen über die Lebensdauer und über den gesamten Verbrauchszyklus im Vergleich zu den weiteren Übersetzungen des Doppelkupplungsgetriebes 1 wesentlich geringere Fahranteile aufweisen.
Bezugszeichenliste

1: Doppelkupplungsgetriebe
2: erstes Teilgetriebe
3: zweites Teilgetriebe
6: Außenlamellenträger
7: Innenlamellenträger
8: Innenlamellenträger
9: Hohlwelle
10: Zahnrad des Radsatzes R6 und R4
11: Zahnrad des Radsatzes R2 und RR
12: Zahnrad des Radsatzes R7
13: Zahnrad des Radsatzes R7
14: Zahnrad des Radsatzes R6
15: Zahnrad des Radsatzes R2
16: Zahnrad des Radsatzes R8
17: Zahnrad des Radsatzes R3
18: Zahnrad des Radsatzes R5
19: Zahnrad des Radsatzes R8
20: Zahnrad des Radsatzes R3
21: Losrad des Radsatzes R5
22: Losrad des Radsatzes R4
23: Losrad des Radsatzes RR
24: Zwischenrad des Radsatzes RR
25: Zahnrad des Radsatzes R9
26: Zahnrad des Radsatzes R9
27: Getriebewelle
28: Zahnrad des Radsatzes R9
I bis VII: Radebene
A bis M: Übersetzung
EM: Elektromaschine
EW1, EW2: Eingangswelle
K1, K2: Lastschaltelement
SE1 bis SE6: Schalteinrichtung
S1 bis S10: Schaltelement
R2 bis R8: Radsatz Vorwärtsgang
RR: Radsatz Rückwärtsgang
R9: Radsatz
VW1, VW2: Vorgelegewelle
Y1: Linie

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006039687 A1 [0002]

Claims

Doppelkupplungsgetriebe (1) mit zwei Eingangswellen (EW1, EW2), zwei Vorgelegewellen (VW1, VW2) und mit zwei mit einem Antriebsaggregat in Wirkverbindung bringbaren Lastschaltelementen (K1, K2), wobei jeweils eines der Lastschaltelemente (K1, K2) mit einer der Eingangswellen (EW1, EW2) verbunden ist und die Eingangswelle (EW1, EW2) zur Darstellung von wenigstens neun Übersetzungen (A bis J) für Vorwärtsfahrt und wenigstens einer Übersetzung (L, M) für Rückwärtsfahrt über Radsätze (R2 bis RR), die über Schalteinrichtungen (SE1 bis SE6) in den Kraftfluss zu- und abschaltbar sind, mit den Vorgelegewellen (VW1, VW2) verbindbar sind, und wobei mehreren Schalteinrichtungen (SE1, SE2, SE3, SE4) jeweils wenigstens zwei Radsätze ((RR, R8, R3, R5 und R7), (R3 und R5), (R6 und R2), (R8 und R3)) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer der Vorgelegewellen (VW1) jeweils wenigstens eine dazu koaxial angeordnete Hohlwelle (9) drehbar gelagert ist, die über eine der Schalteinrichtungen (SE1) drehfest mit der Vorgelegewelle (VW1) koppelbar ist und mit der wenigstens vier Zahnräder (16, 17, 18 und 13) der Radsätze (R8, R3, R5 und R7) drehfest verbunden sind, und wenigstens drei Übersetzungen (A, J, L) durch schaltelementseitiges Zuschalten von jeweils drei der Radsätze ((R5, R8, R2), (R7, R3, R4), (R5, R8, RR)) in den Kraftfluss darstellbar sind, über die durch jeweils alleiniges schaltelementseitiges Zuschalten in den Kraftfluss jeweils eine Übersetzung (B, C, D, E, G, H, M) darstellbar ist und die weitere Übersetzung (F) durch schaltelementseitiges Zuschalten eines Radsatzes (R6) in den Kraftfluss einlegbar ist, wobei einer der Radsätze (R3) über jeweils eine der Schalteinrichtungen (SE2, SE4) mit der ersten Eingangswelle (EW1) und/ oder der zweiten Eingangswelle (EW2) koppelbar ist und die Vorgelegewellen (VW1, VW2) über einen weiteren Radsatz (R9) miteinander wirkverbunden sind.
Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Radsätze (R2 bis RR, R9) sieben Radebenen (I bis VII) bilden und über vier vorzugsweise als Synchronisierungen ausgeführte Schalteinrichtungen (SE1 bis SE4), welchen jeweils wenigstens zwei ((RR, R8, R3, R5 und R7), (R3 und R5), (R6 und R2), (R8 und R3)) zugeordnet sind, sowie zwei vorzugsweise als Synchronisierungen ausgeführte Schalteinrichtungen (SE5, SE6) in den Kraftfluss zuschaltbar sind, wobei die Radsätze (R2 bis RR, R9) vorzugsweise insgesamt 18 Zahnräder umfassen.
Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Losräder (14, 15) von Radsätzen (R6, R2), über die in zugeschaltetem Zustand vorzugsweise eine sechste Übersetzung (F) oder eine zweite Übersetzung (B) für Vorwärtsfahrt darstellbar ist, jeweils über eine gemeinsame Schalteinrichtung (SE3) mit einer Vorgelegewelle (VW2) koppelbar sind, wobei die Losräder (14, 15) jeweils mit einem Festrad (10 bzw. 11) einer Eingangswelle (EW2) in Wirkverbindung stehen.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Losräder (22, 23) von Radsätzen (R4, RR), über die in zugeschaltetem Zustand vorzugsweise eine vierte Übersetzung (D) für Vorwärtsfahrt oder eine Übersetzung (M) für Rückwärtsfahrt darstellbar ist, jeweils über eine der Schalteinrichtungen (SE5 bzw. SE1) mit einer Vorgelegewelle (VW1) koppelbar sind, wobei die Losräder (22, 23) jeweils mit einem Festrad (10 bzw. 11) einer Eingangswelle (EW2) in Wirkverbindung stehen.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Anspruche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Losräder (22, 15) von Radsätzen (R4, R2), über die in zugeschaltetem Zustand vorzugsweise eine vierte Übersetzung (D) oder eine zweite Übersetzung (B) für Vorwärtsfahrt darstellbar ist, jeweils über eine der Schalteinrichtungen (SE5 bzw. SE3) mit einer der Vorgelegewellen (VW1 bzw. VW2) koppelbar sind, wobei die Losräder (22, 15) jeweils mit einem Festrad (10 bzw. 11) einer Eingangswelle (EW2) in Wirkverbindung stehen.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Losrad (23) eines Radsatzes (RR), über den in zugeschaltetem Zustand vorzugsweise eine Übersetzung (M) für Rückwärtsfahrt darstellbar ist, über eine Schalteinrichtung (SE1) mit einer Vorgelegewelle (VW1) drehfest verbindbar ist und über ein Zwischenrad (24) mit einem mit einer der Eingangswellen (EW2) drehfest gekoppelten Festrad (11) in Eingriff steht, mit dem ein mit der anderen Vorgelegewelle (VW2) drehfest verbindbares Losrad (15 oder 22) eines weiteren Radsatzes (R2 oder R4) kämmt, über den in zugeschaltetem Zustand vorzugsweise eine zweite Übersetzung (B) oder eine vierte Übersetzung (D) für Vorwärtsfahrt darstellbar ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die drehfest mit der auf der Vorgelegewelle (VW1) drehbar angeordneten Hohlwelle (9) verbundenen Zahnräder (16, 17, 18, 13) mit auf wenigstens einer der Eingangswellen (EW1, EW2) drehbar angeordneten Losrädern (19, 20, 21, 12) kämmen, wobei die die den Zahnrädern (16, 17, 18, 13) der Hohlwelle (9) zugeordneten Losräder (19, 20, 21, 12) im Wesentlichen über jeweils eine gemeinsame Schalteinrichtung (SE4, SE2, SE6) mit einer der Eingangswellen (EW1, EW2) koppelbar sind.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Radsätze (R3, R5, R7) einem ersten Teilgetriebe (2) und ein weiterer Teil der Zahnradstufen (R2, R4, R6, R8, RR) einem zweiten Teilgetriebe (3) zugeordnet sind, wobei die dem ersten Teilgetriebe (2) zugeordneten Radsätze (R3, R5, R7) zwischen den Zahnradstufen (R2, R4, R6, R8, RR) des zweiten Teilgetriebes (3) und den Lastschaltelementen (K1, K2) oder die Zahnradstufen (R2, R4, R6, R8, RR) des zweiten Teilgetriebes (3) zwischen den Zahnradstufen (R3, R5, R7) des ersten Teilgetriebes (2) und den Lastschaltelementen (K1, K2) anordenbar sind.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Radsätze (R4 und R6), über die vorzugsweise die vierte Übersetzung (F) oder die sechste Übersetzung (D) darstellbar sind, in einer gemeinsamen Radebene (II) angeordnet sind, während die Radsätze (R2, RR), über die vorzugsweise die zweite Übersetzung (B) für Vorwärtsfahrt oder die Übersetzung (M) für Rückwärtsfahrt darstellbar ist, eine weitere gemeinsamen Radebene (III) bilden.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Radsätze (R4, R6), über die vorzugsweise die vierte Übersetzung (D) oder die sechste Übersetzung (F) für Vorwärtsfahrt darstellbar ist, zwischen den Lastschaltelementen (K1, K2) und den Radsätzen (RR, R2), über die vorzugsweise die Übersetzung (M) für Rückwärtsfahrt oder die zweite Übersetzung (B) für Vorwärtsfahrt darstellbar ist, angeordnet sind.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Radsatz (R5 oder R7), über den vorzugsweise die fünfte oder die siebte Übersetzung (E oder G) für Vorwärtsfahrt darstellbar ist, zwischen den Lastschaltelementen (K1, K2) und dem Radsatz (R7 oder R5), über den vorzugsweise die siebte oder fünfte Übersetzung (G oder E) für Vorwärtsfahrt darstellbar ist, angeordnet ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abtrieb eines Fahrzeuges mit einer Vorgelegewelle (VW1 oder VW2), mit beiden Vorgelegewellen (VW1, VW2) und/ oder mit einer weiteren Welle (27), die mit einem Zahnrad (28) des neunten Radsatzes (R9) drehfest verbunden ist, über den die Vorgelegewellen (VW1, VW2) miteinander gekoppelt sind, verbindbar ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektromaschine (EM) vorgesehen ist, über die Drehmoment in den Leistungsstrang des Doppelkupplungsgetriebes (1) einleitbar ist.