DE102012203369A1

DE102012203369A1 - Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Lastschaltelementen und zwei Eingangswellen

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Publication number: DE102012203369A1
Application number: DE201210203369
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 mit der Vorgelegewelle (VW1) über eine der Schalteinrichtungen (SE1) drehfest koppelbar ist. Auf wenigstens einer Eingangswellen (EW1, EW2) ist ebenfalls wenigstens eine Hohlwelle (10) drehbar angeordnet, die über wenigstens eine der Schalteinrichtungen (SE3, SE4) mit der einen Eingangswelle (EW2) und mit der anderen Eingangswelle (EW1) drehfest verbindbar ist. Mit den Hohlwellen (9, 10) sind Zahnräder (18, 13, 29 bzw. 12, 17) der Radsätze (R5, R7, R9 bzw. R7, R2) drehfest verbunden. Wenigstens zwei Übersetzungen sind durch schaltelementseitiges Zuschalten von jeweils drei der Radsätze ((R5, R7, R2), (R7, R9, R2)) in den Kraftfluss darstellbar, über die durch jeweils alleiniges schaltelementseitiges Zuschalten in den Kraftfluss jeweils eine Übersetzung darstellbar ist. Die weiteren Übersetzungen sind jeweils durch schaltelementseitiges Zuschalten von jeweils einem der Radsätze (R4, R6, R8, RR) in den Kraftfluss einlegbar. Die Vorgelegewellen (VW1, VW2) sind über einen weiteren Radsatz (RA) miteinander wirkverbunden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Lastschaltelementen und zwei Eingangswellen 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 mit der Vorgelegewelle über eine der Schalteinrichtungen drehfest koppelbar ist. Auf wenigstens einer der Eingangswellen ist ebenfalls wenigstens eine Hohlwelle drehbar angeordnet, die über wenigstens eine der Schalteinrichtungen mit der einen Eingangswelle und/ oder mit der anderen Eingangswelle drehfest verbindbar ist. Mit den Hohlwellen sind Zahnräder der Radsätze drehfest verbunden und wenigstens zwei 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 weiteren Übersetzungen sind jeweils durch schaltelementseitiges Zuschalten von jeweils einem der Radsätze in den Kraftfluss einlegbar. 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 elf 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 einer auf einer der Vorgelegewellen drehbar gelagerten und dazu koaxial angeordneten Hohlwelle, die mit der Vorgelegewelle über eine der Schalteinrichtungen drehfest koppelbar ist, und mit wenigstens einer auf einer der Eingangswellen ebenfalls drehbar angeordneten Hohlwelle, die über wenigstens eine der Schalteinrichtungen mit der einen Eingangswelle und/ oder mit der anderen Eingangswelle drehfest verbindbar ist, bietet in Verbindung mit der Darstellung von wenigstens zwei 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.
Zusätzlich bieten die auf einer der Vorgelegewellen und auf wenigstens einer der Eingangswellen angeordneten Hohlwellen die Möglichkeit, das erfindungsgemäße Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Windungsgängen und mit einer guten Lastschaltfähigkeit zur Verfügung stellen zu können.
Ist eine der beiden 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 beiden Übersetzungen eine dritte Übersetzung für Vorwärtsfahrt, sind Verlustleistungen im Bereich des Doppelkupplungsgetriebes aufgrund der mehrfachen Zahneingriffe während der Darstellung der beiden Übersetzungen gering, da sowohl die erste Übersetzung als auch die dritte Übersetzung für Vorwärtsfahrt nur geringe Fahranteile über die gesamte Lebensdauer des Doppelkupplungsgetriebes und auch im Verbrauchszyklus aufweisen. Des Weiteren ist durch die Windung der ersten Übersetzung für Vorwärtsfahrt 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.
Die auf einer der Vorgelegewellen und auf einer der Eingangswellen drehbar gelagerten und dazu koaxial angeordneten Hohlwellen, die jeweils über eine der Schalteinrichtungen drehfest mit der Vorgelegewelle bzw. mit der einen Eingangswelle und/ oder mit der anderen Eingangswelle koppelbar sind und mit den Zahnrädern der Radsätze drehfest verbunden sind, sind die Windungsgänge auf konstruktiv einfache Art und Weise bei gleichzeitig geringem Bauraumbedarf darstellbar.
Bei der weiteren bauraumgünstigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes bilden die Radsätze sieben Radebenen und sind über fünf vorzugsweise als Synchronisierungen ausgeführte Schalteinrichtungen, welchen jeweils wenigstens zwei Radsätze zugeordnet sind, sowie einer vorzugsweise als Synchronisierung ausgeführten Schalteinrichtung, der 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 fünf der Schalteinrichtungen vorzugsweise als Doppelschaltelemente ausgeführt sind, die im Vergleich zu zwei Einzelschaltelementen in axialer Richtung jeweils 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 einer Übersetzung M für Rückwärtsfahrt über acht Radsätze R2, R4, R5, R6, R7, R8, R9 und RR, die über sechs Schalteinrichtungen SE1 bis SE6 in den Kraftfluss des Doppelkupplungsgetriebes 1 zu- oder abschaltbar sind, mit der ersten Vorgelegewelle VW1 oder der zweiten Vorgelegewelle VW2 verbindbar, die über einen neunten Radsatz RA miteinander verbunden sind. Die acht Radsätze R2 bis RR und der neunte Radsatz RA bilden in axialer Richtung sieben nebeneinander angeordnete Radebenen I bis VII. Der Schalteinrichtung SE1 sind vier Radsätze R5, R9, R7 und R2 zugeordnet, während der Schalteinrichtung SE2 die beiden Radsätze R8 und R4, der dritten Schalteinrichtung SE3 die Radsätze R9, R2 und R7, der vierten Schalteinrichtung SE4 die Radsätze R2, R7, R6 und R8 und der fünften Schalteinrichtung SE5 die Radsätze R6 und RR zugeordnet sind. Über die sechste Schalteinrichtung SE6 ist der Radsatz R5 betätigbar.
Der die beiden Vorgelegewellen VW1 und VW2 permanent miteinander verbindende Radsatz RA 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 SE5 sind vorliegend als so genannte Doppelsynchronisierungen ausgeführt und umfassen jeweils zwei Schaltelemente S1, S2 bzw. S3, S4 bzw. S6, S7 bzw. S8, S9 bzw. S10, S11, über die jeweils wenigstens eine der Zahnradstufen R5, R9 und R7 oder R2, R8 oder R4, R9 oder R2 und R7, R2 und R7 oder R6 und R8, R6 oder RR 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 SE6 bzw. dessen Schaltelement S5 ist der Radsatz R5 mit der zweiten Eingangswelle EW2 drehfest verbindbar. Eine auf der ersten Vorgelegewelle VW1 drehbar angeordnete Hohlwelle 9 ist über die Schalteinrichtung SE1 drehfest mit der ersten Vorgelegewelle VW1 verbindbar. Auf der Hohlwelle 9 sind Zahnräder 18, 13 und 29 der Radsätze R5, R9 und R7 als Festräder vorgesehen, die mit als Losräder ausgeführten Zahnrädern 21, 20 und 12 der Radsätze R5, R9 und R7 kämmen, die drehbar auf der ersten Eingangswelle EW1 bzw. der zweiten Eingangswelle EW2 gelagert sind.
Zusätzlich ist auf der zweiten Eingangswelle EW2 eine weitere Hohlwelle 10 drehbar angeordnet, mit der zwei Zahnräder 12 und 17 der Radsätze R7 und R2 drehfest verbunden sind. Die Hohlwelle 10 ist über die Schalteinrichtung SE3 drehfest mit der zweiten Eingangswelle EW2 verbindbar, während die Hohlwelle 10 bei geschlossenem Schaltelement S8 der vierten Schalteinrichtung SE4 drehfest mit der ersten Eingangswelle EW1 gekoppelt ist. Zusätzlich ist ein mit dem Zahnrad 13 des Radsatzes R9 in Eingriff stehendes und als Losrad ausgeführtes Zahnrad 20 über die Schalteinrichtung SE3 mit der zweiten Eingangswelle EW2 verbindbar. Des Weiteren kämmt mit dem Zahnrad 18 des Radsatzes R5 ein als Losrad ausgeführtes Zahnrad 21, das über die sechste Schalteinrichtung SE6 drehfest mit der zweiten Eingangswelle EW2 verbindbar ist.
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 S11 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 bzw. 3 durch entsprechendes Öffnen und Schließen der betreffenden Schaltelemente S1 bis S11 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 Übersetzung B, die einer zweiten Übersetzung für Vorwärtsfahrt entspricht, und die Übersetzungen D bis J, die jeweils einer vierten bis neunten Übersetzung für Vorwärtsfahrt entsprechen und die Übersetzung M für Rückwärtsfahrt sind im Doppelkupplungsgetriebe 1 jeweils durch alleiniges schaltelementseitiges Zuschalten der Radsätze R2, R4, R5, R6, R7, R8, R9 oder RR darstellbar.
Die erste Übersetzung A für Vorwärtsfahrt ist durch gleichzeitiges Zuschalten der Radsätze R5, R7 und R2 in den Kraftfluss des Doppelkupplungsgetriebes 1 darstellbar und stellt somit einen so genannten Windungsgang dar. Des Weiteren ist die dritte Übersetzung C für Vorwärtsfahrt durch gleichzeitiges schaltelementseitiges Zuschalten der drei Radsätze R7, R9 und R2 im Doppelkupplungsgetriebe 1 einlegbar. Damit stellt auch die dritte Übersetzung C für Vorwärtsfahrt einen so genannten Windungsgang dar.
Die Radsätze R5, R9, R7, R2, R8 und R4 sind über die Schalteinrichtungen SE1 und SE2 mit der ersten Vorgelegewelle VW1 in Wirkverbindung bringbar. Ein als Losrad ausgeführtes Zahnrad 15 des Radsatzes R2 kämmt mit dem mit der weiteren Hohlwelle 10 verbundenen Zahnrad 17 und ist über das Schaltelement S2 der ersten Schalteinrichtung SE1 drehfest mit der ersten Vorgelegewelle VW1 koppelbar. Ebenfalls als Losräder ausgeführte Zahnräder 16 und 22 der Radsätze R8 und R4 kämmen mit Zahnrädern 19 und 11, wobei das Zahnrad 19 als Losrad ausgebildet ist und drehbar auf der ersten Eingangswelle EW1 gelagert ist sowie über das Schaltelement S9 der vierten Schalteinrichtung SE4 drehfest mit dieser koppelbar ist. Mit dem Zahnrad 19 des Radsatzes R8 kämmt ein auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 drehbar vorgesehenes Zahnrad 14 des sechsten Radsatzes R6, der gemeinsam mit dem achten Radsatz R8 in der fünften Radebene V angeordnet ist. Zusätzlich ist auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 ein Zahnrad 23 des Radsatzes RR drehbar angeordnet und über die fünfte Schalteinrichtung SE5 drehfest mit dieser in Wirkverbindung bringbar. Das als Losrad ausgeführte Zahnrad 23 des Radsatzes RR kämmt mit einem Zwischenrad 24, das wiederum in Eingriff mit dem Zahnrad 11 steht, welches ein Festrad der ersten Eingangswelle EW1 darstellt. 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 R2, R8, R4, R6, RR sind dem zweiten Teilgetriebe 3, über das die zweite Übersetzung B, die achte Übersetzung H, die vierte Übersetzung D, die sechste Übersetzung F für Vorwärtsfahrt bzw. die Übersetzung M für Rückwärtsfahrt darstellbar sind, und die Radsätze R5, R9 und R7 sind dem ersten Teilgetriebe 2 zugeordnet, in dessen Bereich die fünfte Übersetzung E, die siebte Übersetzung G und die neunte Übersetzung J für Vorwärtsfahrt darstellbar sind.
Die Schaltelemente S1 bis S11 sind zur Darstellung der Übersetzungen A bis J für Vorwärtsfahrt und zur Darstellung der Übersetzung M für Rückwärtsfahrt gemäß der in 2 näher dargestellten Schaltlogik zu betätigen, wobei jeweils die Schaltelemente S1 bis S11 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 S11, 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, R4, R5, R6, R7, R8, R9, RR und RA zueinander sowie der Schalteinrichtungen SE1 bis SE6 bzw. deren Schaltelemente S1 bis S11 funktionsgleich veränderbar, wobei die vorzugsweise als Synchronisierungen ausgeführten Schaltelemente S1 bis S11 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 den Radsätzen R5, R9 und R7, das Schaltelement S2 ist dem Radsatz R2, das Schaltelement S3 ist dem Radsatz R8, das Schaltelement S4 ist dem Radsatz R4, das Schaltelement S5 ist dem Radsatz R5, das Schaltelement S6 ist dem Radsatz R9, das Schaltelement S7 ist den Radsätzen R2 und R7, das Schaltelement S8 ist den Radsätzen R2 und R7, das Schaltelement S9 ist den Radsätzen R6 und R8, das Schaltelement S10 ist dem Radsatz R6 und das Schaltelement S11 ist dem Radsatz RR zugeordnet.
Bei der Darstellung des Doppelkupplungsgetriebes 1 gemäß 1 sind die Radsätze R7, R9 und R5 des ersten Teilgetriebes 2 zwischen den Lastschaltelementen K1 und K2 und dem neunten Radsatz RA bzw. den dem zweiten Teilgetriebe 3 zugeordneten Radsätzen R2, R4, R6, R8 und RR angeordnet. Bei einer hiervon abweichenden Ausführungsform des Doppelkupplungsgetriebes 1 sind die Radsätze R2, R4, R6, R8, RR und RA zwischen den Lastschaltelementen K1 und K2 und den Radsätzen R5, R7 und R9 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. Der neunte Radsatz RA, der prinzipiell weder dem ersten Teilgetriebe 2 noch dem zweiten Teilgetriebe 3 zugeordnet ist, kann auch an einer beliebigen anderen axialen Position im Doppelkupplungsgetriebe 1 vorgesehen sein.
Alternativ zu letztbeschriebener Anordnungsvariante der Zahnradstufen R8 und R4 sowie der Zahnradstufen R6 und RR oder kumulativ dazu sind die Zahnräder 16 und 22 der Radsätze R8 und R4 gemeinsam mit der zweiten Schalteinrichtung SE2 auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 anordenbar, wobei dann die Zahnräder 14 und 23 der Radsätze R6 und RR gemeinsam mit der fünften Schalteinrichtung SE5 auf der ersten Vorgelegewelle VW1 zu montieren sind, ohne die zu 1 näher beschriebene Funktionalität des Doppelkupplungsgetriebes 1 zu verändern.
Zusätzlich alternativ oder wiederum kumulativ zu den vorbeschriebenen Ausführungsformen des Doppelkupplungsgetriebes 1 besteht auch die Möglichkeit, die in der fünften Radebene V angeordneten Radsätze R8 und R6 und die in der sechsten Radebene VI vorgesehenen Radsätze R4 und RR abweichend von der Darstellung in 1 und 4 miteinander zu vertauschen und somit die Radsätze R8 und R6 in der sechsten Radebene VI und die Radsätze R4 und RR in der fünften Radebene V 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 S6 der Schalteinrichtung SE3 drehfest mit der zweiten Eingangswelle EW2 verbindbar. Generell besteht die Möglichkeit, die Elektromaschine EM mit einer der Wellen EW1, EW2, VW1, VW2, 9, 10 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, R9, R2, R6 oder R8.
Eine während der Darstellung der Windungsgänge A und C auftretende Beeinträchtigung des Gesamtwirkungsgrades des Doppelkupplungsgetriebes 1, die durch die jeweils gleichzeitig in den Kraftfluss zugeschalteten drei Radsätze R5, R7 und R2 bzw. R7, R9 und R2 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: Hohlwelle
11: Zahnrad des Radsatzes R4 und RR
12: Zahnrad des Radsatzes R7
13: Zahnrad des Radsatzes R9
14: Zahnrad des Radsatzes R6
15: Zahnrad des Radsatzes R2
16: Zahnrad des Radsatzes R8
17: Zahnrad des Radsatzes R2
18: Zahnrad des Radsatzes R5
19: Zahnrad des Radsatzes R8 und R6
20: Zahnrad des Radsatzes R9
21: Zahnrad des Radsatzes R5
22: Zahnrad des Radsatzes R4
23: Zahnrad des Radsatzes RR
24: Zwischenrad des Radsatzes RR
25: Zahnrad des Radsatzes RA
26: Zahnrad des Radsatzes RA
27: Getriebewelle
28: Zahnrad des Radsatzes RA
29: Zahnrad des Radsatzes R7
30: weitere Hohlwelle
31: zusätzliche Hohlwelle
I bis VII: Radebene
A bis M: Übersetzung
EM: Elektromaschine
EW1, EW2: Eingangswelle
K1, K2: Lastschaltelement
SE1 bis SE6: Schalteinrichtung
S1 bis S11: Schaltelement
R2 bis R9: Radsatz Vorwärtsgang
RR: Radsatz Rückwärtsgang
RA: 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 (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, SE5) jeweils wenigstens zwei Radsätze ((R5, R7, R9, R2), (R8, R4), (R9, R2, R7), (R2, R7, R6, R8), (RR, R6)) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer der Vorgelegewellen (VW1) eine dazu koaxial angeordnete Hohlwelle (9) drehbar gelagert ist, die mit der Vorgelegewelle (VW1) über eine der Schalteinrichtungen (SE1) drehfest koppelbar ist, und auf wenigstens einer der Eingangswellen (EW1, EW2) ebenfalls wenigstens eine Hohlwelle (10) drehbar angeordnet ist, die über wenigstens eine der Schalteinrichtungen (SE3, SE4) mit der einen Eingangswelle (EW2) und/ oder mit der anderen Eingangswelle (EW1) drehfest verbindbar ist, wobei mit den Hohlwellen (9, 10) Zahnräder (18, 13, 29 bzw. 12, 17) der Radsätze (R5, R7, R9 bzw. R7, R2) drehfest verbunden sind und wenigstens zwei Übersetzungen (A, C) durch schaltelementseitiges Zuschalten von jeweils drei der Radsätze ((R5, R7, R2), (R7, R9, R2)) in den Kraftfluss darstellbar sind, über die durch jeweils alleiniges schaltelementseitiges Zuschalten in den Kraftfluss jeweils eine Übersetzung (B, E, G, J) darstellbar ist und die weiteren Übersetzungen (D, F, H, M) jeweils durch schaltelementseitiges Zuschalten von jeweils einem der Radsätze (R4, R6, R8, RR) in den Kraftfluss einlegbar sind, wobei die Vorgelegewellen (VW1, VW2) über einen weiteren Radsatz (RA) miteinander wirkverbunden sind.
Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Radsätze (R2 bis RR, RA) sieben Radebenen (I bis VII) bilden und über fünf vorzugsweise als Synchronisierungen ausgeführte Schalteinrichtungen (SE1 bis SE5), welchen jeweils wenigstens zwei Radsätze ((R5, R7, R9, R2), (R8, R4), (R9, R2, R7), (R2, R6, R7, R8), (RR, R6)) zugeordnet sind, sowie eine vorzugsweise als Synchronisierung ausgeführte Schalteinrichtung (SE6) in den Kraftfluss zuschaltbar sind, wobei die Radsätze (R2 bis RR, RA) vorzugsweise insgesamt 18 Zahnräder umfassen.
Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Losräder (16, 22) von Radsätzen (R8, R4), über die in zugeschaltetem Zustand vorzugsweise eine achte Übersetzung (H) oder eine vierte Übersetzung (D) für Vorwärtsfahrt darstellbar ist, jeweils über eine gemeinsame Schalteinrichtung (SE2) mit einer Vorgelegewelle (VW1) koppelbar sind, wobei das Losrad (16) des achten Radsatzes (R8) mit einem auf einer der Eingangswellen (EW1) angeordneten Losrad (19) und das Losrad (22) des vierten Radsatzes (R4) mit einem Festrad (11) einer der Eingangswellen (EW1) kämmt.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 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 (SE5) mit einer Vorgelegewelle (VW2) drehfest verbindbar ist und über ein Zwischenrad (24) mit einem mit einer der Eingangswellen (EW1) drehfest gekoppelten Festrad (11) in Eingriff steht, mit dem ein mit der anderen Vorgelegewelle (VW1) drehfest verbindbares Losrad (22) eines weiteren Radsatzes (R4) kämmt, über den in zugeschaltetem Zustand vorzugsweise eine vierte Übersetzung (D) für Vorwärtsfahrt darstellbar ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils drehfest mit der auf einer der Vorgelegewellen (VW1) drehbar angeordneten Hohlwelle (9) verbundenen Zahnräder (18, 13, 29) mit auf wenigstens einer der Eingangswellen (EW1, EW2) drehbar angeordneten Losrädern (21, 20, 12) kämmen, wobei die Losräder (21, 20, 12) über Schalteinrichtungen (SE3, SE6, SE4) mit wenigstens einer der Eingangswellen (EW1, EW2) koppelbar sind.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwellen (9, 10) und jeweils ein Losrad (15, 19, 20) eines Radsatzes (R2, R8, R9) jeweils über eine gemeinsame Schalteinrichtung (SE1, SE4, SE3) mit einer der Vorgelegewellen (VW1) oder einer der Eingangswellen (EW1, EW2) in Wirkverbindung bringbar sind.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Radsätze (R5, R7, R9) 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 (R5, R7, R9) 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 (R5, R7, R9) des ersten Teilgetriebes (2) und den Lastschaltelementen (K1, K2) anordenbar sind.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Radsätze (R8 und R6, R4 und RR), über die vorzugsweise die achte Übersetzung (H) und/ oder die sechste Übersetzung (F) für Vorwärtsfahrt oder die vierte Übersetzung (D) für Vorwärtsfahrt und/ oder die Übersetzung (M) für Rückwärtsfahrt darstellbar sind, in einer gemeinsamen Radebene (V oder VI) angeordnet sind.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Radsätze (R8 und R6), über die vorzugsweise die achte Übersetzung (H) und/ oder die sechste Übersetzung (F) für Vorwärtsfahrt darstellbar sind, zwischen den Lastschaltelementen (K1, K2) und den Radsätzen (R4 und RR), über die vorzugsweise die vierte Übersetzung (D) für Vorwärtsfahrt und/ oder die Übersetzung (M) für Rückwärtsfahrt darstellbar sind, angeordnet sind.
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 (RA) drehfest verbunden ist, über den die Vorgelegewellen (VW1, VW2) miteinander gekoppelt sind, verbindbar ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektromaschine (EM) vorgesehen ist, über die Drehmoment in den Leistungsstrang des Doppelkupplungsgetriebes (1) einleitbar ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Losrad (14) eines Radsatzes (R6) über den in zugeschaltetem Zustand vorzugsweise ein sechste Übersetzung (F) für Vorwärtsfahrt darstellbar ist, über eine Schalteinrichtung (SE5) mit einer Vorgelegewelle (VW2) drehfest verbindbar ist und mit einem mit einer der Eingangswellen (EW1) drehfest verbindbaren Losrad (19) in Eingriff steht, mit dem ein mit der anderen Vorgelegewelle (VW1) drehfest verbindbares Losrad (16) eines weiteren Radsatzes (R8) kämmt, über den in zugeschalteten Zustand vorzugsweise eine achte Übersetzung (H) für Vorwärtsfahrt darstellbar ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Radsätze (R4 und RR), über die vorzugsweise die vierte Übersetzung (D) für Vorwärtsfahrt und/ oder die Übersetzung (M) für Rückwärtsfahrt darstellbar sind zwischen den Lastschaltelementen (K1, K2) und den Radsätzen (R8 und R6) über die vorzugsweise die achte Übersetzung und/ oder die sechste Übersetzung (F) für Vorwärtsfahrt darstellbar sind, angeordnet sind.