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Die Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.
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Aus der
DE 10 2009 002 353 A1 ist bereits ein Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Eingangswellen, die jeweils zur Anbindung an eine Lastschaltkupplung vorgesehen sind, mit einer zu den Eingangswellen parallel versetzt angeordneten ersten Vorgelegewelle, mit einer zu den Eingangswellen parallel versetzt angeordneten zweiten Vorgelegewelle sowie mit zumindest fünf Zahnradebenen und acht Schalteinheiten zur Herstellung einer Verbindung zwischen den Eingangswellen und den Vorgelegewellen, wobei die fünf Zahnradebenen und die acht Schalteinheiten konstruktiv zur Schaltung von zumindest acht Vorwärtsgetriebegängen vorgesehen sind, bekannt.
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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 zwei Eingangswellen, die jeweils zur Anbindung an eine Lastschaltkupplung vorgesehen sind, mit einer zu den Eingangswellen parallel versetzt angeordneten ersten Vorgelegewelle, mit einer zu den Eingangswellen parallel versetzt angeordneten zweiten Vorgelegewelle sowie mit zumindest fünf Zahnradebenen und sieben Schalteinheiten zur Herstellung einer Verbindung zwischen den Eingangswellen, der Zwischenwelle und den Vorgelegewellen, wobei die fünf Zahnradebenen und die sieben Schalteinheiten konstruktiv zur Schaltung von zumindest acht Vorwärtsgetriebegängen, wobei das Doppelkupplungsgetriebe eine koaxial zu der zweiten Vorgelegewelle angeordnete Zwischenwelle aufweist, wobei eine der Schalteinheiten dazu vorgesehen ist, die Zwischenwelle und die zweite Vorgelegewelle drehfest miteinander zu verbinden, 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, durch eine Vorgelegewelle definierte Rotationsachse verstanden werden.
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Weiter soll unter einer „Schalteinheit” 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 eine rein formschlüssige Schalteinheit, beispielsweise als Klauenkupplung, als eine form- und reibschlüssige Schalteinheit, beispielsweise in Form einer synchronisierten Klauenkupplung, oder als eine rein reibschlüssige Schalteinheit, beispielsweise in Form einer Lamellenkupplung, ausgeführt werden. Unter „Bildung eines Getriebegangs” soll dabei insbesondere eine Vorbereitung zur Schaltung eines Getriebegangs verstanden werden, indem mittels der Schalteinheiten drehfeste Verbindungen hergestellt werden, wodurch der Getriebegang durch Schließen einer zusätzlichen Kupplung, insbesondere einer Eingangskupplung, geschaltet werden kann. Demgegenüber soll unter „Schaltung eines Getriebegangs” insbesondere verstanden werden, dass sämtliche Schalteinheiten und/oder Kupplungen zur Übertragung eines Leistungsflusses geschlossen sind, wodurch in einem geschalteten Getriebegang ein Drehmoment zwischen einer Antriebsmaschine und Antriebsrädern übertragen werden kann.
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Unter einer „Zahnradebene” soll insbesondere eine Getriebeebene verstanden werden, in der zumindest zwei miteinander kämmende Zahnräder angeordnet sind, die in einem Teil der Getriebegänge zur Übertragung eines Leistungsflusses vorgesehen sind. Unter einer „Ausgangszahnradebene” soll insbesondere eine zusätzliche Zahnradebene verstanden werden, über die in sämtlichen Getriebegängen ein Leistungsfluss aus dem Doppelkupplungsgetriebe ausgeleitet wird. Unter einem „Festrad” soll dabei insbesondere ein Zahnrad einer Zahnradebene verstanden werden, das permanent drehfest mit einer der Eingangswellen, einer der Vorgelegewellen oder einem weiteren Festrad verbunden ist. Unter einem „Losrad” soll insbesondere ein einzelnes, drehbar zu einer Welle angeordnetes Zahnrad einer Zahnradebene verstanden werden, das lediglich mit zumindest einem Kopplungselement einer Schalteinheit permanent drehfest verbunden ist. Unter einer „Zwischenwelle” soll insbesondere eine von den Eingangswellen und/oder den Vorgelegewellen getrennt ausgeführte Welle verstanden werden, die zumindest zwei Festräder permanent drehfest miteinander verbindet.
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Unter einer „Windungsstufe” soll insbesondere eine Losradpaarung mit zwei koaxial zueinander angeordneten Losrädern verstanden werden, die zur direkten Kopplung der Zahnradebenen vorgesehen ist, welche die Losräder aufweisen. Unter einer „direkten Kopplung” soll insbesondere eine drehfeste Verbindung der Losräder mittels einer Schalteinheit verstanden werden, die unabhängig von einer Drehmomentübertragung über eine der Eingangswellen oder eine der Vorgelegewellen ist.
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Eine in der Figurenbeschreibung und den Patentansprüchen verwendete Nummerierung der Zahnradebenen, die zur Bildung der Vorwärtsgetriebegänge vorgesehen sind, 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 und/oder der Schalteinheiten ein kinematisch gleichwertiges Doppelkupplungsgetriebe zu realisieren.
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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 ein Getriebeschema eines erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes und
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2 eine Schaltlogik für das Doppelkupplungsgetriebe aus 1.
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Die 1 und 2 zeigen ein Getriebeschema und ein Schaltschema eines Doppelkupplungsgetriebes für ein Kraftfahrzeug. Das Doppelkupplungsgetriebe ist für einen Front-Quer-Einbau vorgesehen, d. h. für ein Kraftfahrzeug, das eine quer zur Fahrtrichtung angeordnete Antriebsmaschine und eine angetriebene Vorderachse aufweist. Das Doppelkupplungsgetriebe umfasst eine Getriebeeingangswelle 10, die zur drehfesten Anbindung an die Antriebsmaschine vorgesehen ist. Weiter umfasst das Doppelkupplungsgetriebe eine Eingangskupplung, die zwei im Kraftfluss parallel angeordnete Lastschaltkupplungen K1, K2 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 und zumindest einem Rückwärtsgetriebegang R1 vorgesehen. Die Vorwärtsgetriebegänge V1–V8 sind unter Last zumindest sequentiell schaltbar.
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Das Doppelkupplungsgetriebe ist in Vorgelegewellenbauweise ausgeführt. Die Getriebeeingangswelle 10 und das Abtriebszahnrad 16 sind parallel versetzt zueinander angeordnet. Zur Herstellung einer Wirkverbindung zwischen der Getriebeeingangswelle 10 und dem Abtriebszahnrad 16 umfasst das Doppelkupplungsgetriebe zwei Eingangswellen 11, 12. Die Lastschaltkupplungen K1, K2 umfassen jeweils ein eingangsseitiges Lastschaltkupplungselement, das drehfest mit der Getriebeeingangswelle 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 K1 zugeordnet. Die Eingangswelle 12 ist der zweiten Lastschaltkupplung K2 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, und eine Zwischenwelle 15, die koaxial zu der zweiten Vorgelegewelle 14 angeordnet ist. Die Getriebeeingangswelle 10 und die beiden Eingangswellen 11, 12 sind entlang einer Haupterstreckungsrichtung des Doppelkupplungsgetriebes hintereinander angeordnet. Die beiden Eingangswellen 11, 12 sind koaxial zueinander angeordnet, wobei die erste Eingangswelle 11 die zweite Eingangswelle 12 durchsetzt. Die zweite Vorgelegewelle 14 durchsetzt die Zwischenwelle 15, die drehbar auf der zweiten Vorgelegewelle 14 gelagert ist. Die Getriebeeingangswelle 10 und die Eingangswellen 11, 12 definieren eine Hauptrotationsachse des Doppelkupplungsgetriebes. Die beiden Vorgelegewellen 13, 14 definieren jeweils eine Nebenrotationsachse. In einer nicht näher dargestellten Schnittebene spannen die Hauptrotationsachse, die Nebenrotationsachsen und eine durch das Abtriebszahnrad 16 definierte Rotationsachse ein Viereck auf.
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Das Doppelkupplungsgetriebe umfasst fünf Zahnradebenen Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, die zur Bildung der Vorwärtsgetriebegänge V1–V8 und des Rückwärtsgetriebegangs R1 vorgesehen sind, sowie eine Ausgangszahnradebene Z0, die lediglich zur Ausleitung eines Drehmoments aus dem Doppelkupplungsgetriebe vorgesehen sind. Die erste Zahnradebene Z1 dient zur Verbindung der zweiten Eingangswelle 12 mit der zweiten Vorgelegewelle 14. Die zweite Zahnradebene Z2 dient zur Verbindung der zweiten Eingangswelle 12 mit der ersten Vorgelegewelle 13. Die dritte Zahnradebene Z3 dient insbesondere zur Verbindung der ersten Eingangswelle 11 mit der Zwischenwelle 15. Die vierte Zahnradebene Z4 dient insbesondere zur Verbindung der ersten Eingangswelle 11 mit der ersten Vorgelegewelle 13 und zur Verbindung der ersten Eingangswelle 11 mit der Zwischenwelle 15, wobei über die vierte Zahnradebene Z4 die Zwischenwelle 15 und die erste Vorgelegewelle 13 direkt miteinander verbindbar sind. Die fünfte Zahnradebene Z5 dient insbesondere zur Verbindung der ersten Eingangswelle 11 mit der ersten Vorgelegewelle 13.
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Das Doppelkupplungsgetriebe kann grundsätzlich um ein Hybridantriebsmodul erweitert werden. Beispielsweise ist es denkbar, dass das Doppelkupplungsgetriebe eine permanent an die Getriebeeingangswelle 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 angebundene Antriebsmaschine aufweist.
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Die Ausgangszahnradebene Z0 ist räumlich zwischen der Eingangskupplung und den restlichen Zahnradebenen Z1, Z2, Z3, Z4, Z5 angeordnet. Grundsätzlich kann die Ausgangszahnradebene Z0 aber an einer beliebigen Stelle angeordnet werden. 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 in dem Rückwärtsgetriebegang R1 dazu vorgesehen, ein Drehmoment aus dem Doppelkupplungsgetriebe auszuleiten.
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Die Zahnradebene Z1 liegt in Bezug auf die restlichen Zahnradebenen Z2, Z3, Z4, Z5 der Eingangskupplung am nächsten. Die erste Zahnradebene Z1 umfasst ein Festrad Z11 und ein Losrad Z12. Das Festrad Z11, das koaxial zu den Eingangswellen 11, 12 angeordnet ist, ist permanent drehfest mit der zweiten Eingangswelle 12 verbunden. Das Losrad Z12 ist koaxial zu der zweiten Vorgelegewelle 14 angeordnet und drehbar zu der Vorgelegewelle 14 gelagert. Das Festrad Z11 und das Losrad Z12 bilden eine Zahnradpaarung der Zahnradebene Z1 aus, die zur Bildung der Vorwärtsgetriebegänge V6, V8 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 und ein Losrad Z22. Das Festrad Z21 ist koaxial zu den Eingangswellen 11, 12 angeordnet und permanent drehfest mit der zweiten Eingangswelle 12 verbunden. Das Losrad Z22 ist koaxial zu der ersten Vorgelegewelle 13 angeordnet und drehbar zu der Vorgelegewelle 13 gelagert. Das Festrad Z21 und das Losrad Z22 bilden eine Zahnradpaarung der Zahnradebene Z2 aus, die zur Bildung der Vorwärtsgetriebegänge V2, V4 vorgesehen ist.
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Die Zahnradebene Z3 ist ausgehend von der Eingangskupplung entlang der Haupterstreckungsrichtung nach der Zahnradebene Z2 angeordnet. Die Zahnradebene Z3 umfasst ein Losrad Z31 und ein Festrad Z32. Das Losrad Z31 ist koaxial zu den Eingangswellen 11, 12 angeordnet und drehbar zu den Eingangswellen 11, 12 gelagert. Das Festrad Z32 ist koaxial zu der zweiten Vorgelegewelle 14 angeordnet und permanent drehfest mit der Zwischenwelle 15 verbunden. Das Losrad Z31 und das Festrad Z32 bilden eine Zahnradpaarung der Zahnradebene Z3 aus, die zur Bildung der Vorwärtsgetriebegänge V1, V3 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 zwei Losräder Z41, Z42 und ein Festrad Z43. Das Losrad Z41 ist koaxial zu den Eingangswellen 11, 12 angeordnet und drehbar zu den Eingangswellen 11, 12 angeordnet. Das Losrad Z42 ist koaxial zu der ersten Vorgelegewelle 13 angeordnet und drehbar zu der ersten Vorgelegewelle 13 gelagert. Das Festrad Z43 ist koaxial zu der zweiten Vorgelegewelle 14 angeordnet und permanent drehfest mit der Zwischenwelle 15 verbunden. Das Losrad Z41 und das Losrad Z42 bilden eine Zahnradpaarung der Zahnradebene Z4 aus, die zur Bildung der Vorwärtsgetriebegänge V1, V4 vorgesehen ist. Das Losrad Z41 und das Festrad Z43 bilden eine Zahnradpaarung der Zahnradebene Z4 aus, die zur Bildung der Vorwärtsgetriebegänge V1, V4, V5, V8 vorgesehen ist.
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Die Zahnradebene Z5 ist ausgehend von der Eingangskupplung entlang der Haupterstreckungsrichtung nach der Zahnradebene Z4 angeordnet. Die Zahnradebene Z5 umfasst ein Festrad Z51 und ein Losrad Z52. Das Festrad Z51 ist koaxial zu den Eingangswellen 11, 12 angeordnet und permanent drehfest mit der ersten Eingangswelle 11 verbunden. Das Losrad Z52 ist koaxial zu der ersten Vorgelegewelle 13 angeordnet und drehbar zu der Vorgelegewelle 13 gelagert. Das Festrad Z51 und das Losrad Z52 bilden eine Zahnradpaarung der Zahnradebene Z5 aus, die zur Bildung der Vorwärtsgetriebegänge V7, V8 vorgesehen ist.
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Zur Bildung des Rückwärtsgetriebegangs R1 umfasst die dritte Zahnradebene Z3 ein zusätzliches Losrad ZR1 und ein Umkehrrad ZR2. Das Losrad ZR1 ist koaxial zu der ersten Vorgelegewelle 13 angeordnet und lediglich für die Bildung des Rückwärtsgetriebegangs R1 vorgesehen. Das Umkehrrad ZR2 kämmt einerseits mit dem Losrad Z31 und andererseits mit dem Losrad ZR1. Das Losrad ZR1, das Umkehrrad ZR2 und das Losrad Z31 stellen eine Drehrichtungsumkehr zur Schaltung des Rückwärtsgetriebegangs R1 dar. Konstruktiv ist mittels des Losrads ZR1 zumindest der eine Rückwärtsgetriebegang R1 schaltbar. Weitere, konstruktiv grundsätzlich schaltbare Rückwärtsgetriebegänge sind nicht dargestellt. Zudem kann für eine Bildung von Rückwärtsgetriebegängen konstruktiv auch eine andere Ausgestaltung vorgesehen werden, beispielsweise durch ein Losrad und ein Umkehrrad in einer anderen Zahnradebene oder eine Zahnradpaarung zweier auf den unterschiedlichen Vorgelegewellen 13, 14 liegenden Losrädern. Insbesondere bei einer Ausgestaltung mit einem Hybridantriebsmodul kann, beispielsweise wenn ein elektrischer Rückwärtsgetriebegang vorgesehen ist, auch vollständig auf einen mechanisch schaltbaren Rückwärtsgetriebegang verzichtet werden.
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Zur Bildung der Vorwärtsgetriebegänge V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8 umfasst das Doppelkupplungsgetriebe sieben Schalteinheiten S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7. Zur Bildung des Rückwärtsgetriebegangs R1 umfasst das Doppelkupplungsgetriebe eine weitere Schalteinheit S8. Die Schalteinheit S8 ist lediglich für die Bildung des Rückwärtsgetriebegangs R1 vorgesehen. Die Schalteinheiten S1, S2 sind koaxial zu den Eingangswellen 11, 12 angeordnet. Die Schalteinheiten S3, S4, S5 sind koaxial zu der ersten Vorgelegewelle 13 angeordnet. Die Schalteinheiten S6, S7 sind koaxial zu der zweiten Vorgelegewelle 14 angeordnet. Die Schalteinheit S8 zur Bildung des Rückwärtsgetriebegangs R1 ist ebenfalls koaxial zu der ersten Vorgelegewelle 13 angeordnet. Sämtliche Schalteinheiten S1–S8 umfassen jeweils zwei drehfest miteinander verbindbare Kopplungselemente. Die Schalteinheiten S1–S8 sind dabei als synchronisierte Formschlusskupplungen ausgeführt, die mittels Schiebemuffen geschaltet werden. Grundsätzlich sind aber auch andere Ausgestaltungen denkbar. Insbesondere können die Schalteinheiten S1–S8 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–S8 mittels der Eingangskupplung synchronisiert werden.
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Die acht Schalteinheiten S1, S2, S3, S4, S8, S5 sind jeweils paarweise zu drei Doppelschalteinheiten zusammengefasst. Die Schalteinheiten S1, S2, die Schalteinheiten S3, S4 und die Schalteinheiten S8, S5 sind jeweils paarweise zusammengefasst. Die jeweils zusammengefassten Schalteinheiten S1, S2, S3, S4, S8, S5 bilden jeweils eine Doppelschalteinheit aus. Die Doppelschalteinheiten umfassen jeweils eine Schiebemuffe, die zur Schaltung der jeweils ersten Schalteinheit S1, S3, S8 in eine erste Schaltstellung, zur Entkopplung in eine mittlere Neutralstellung und zur Schaltung der jeweils zweiten Schalteinheit S2, S4, S8 in eine zweite Schaltstellung geschaltet wird. Die als Doppelschalteinheiten zusammengefassten Schalteinheiten S1, S2, S3, S4, S8, S5 sind jeweils nur einseitig schaltbar, d. h. es kann jeweils lediglich eine einzelne Schalteinheit S1, S2, S3, S4, S8, S5 einer Doppelschalteinheit geschaltet werden. Die Schalteinheiten S6, S7 sind jeweils als eine Einzelschalteinheit ausgeführt. Sie umfassen jeweils eine Schiebemuffe, die in eine Schaltstellung und eine Neutralstellung schaltbar ist.
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Die Schalteinheiten S1, S2, die zu einer Doppelschalteinheit zusammengefasst sind, sind koaxial zu den Eingangswelle 11, 12 angeordnet. Die Schalteinheiten S1, S2 sind zwischen der dritten Zahnradebene Z3 und der vierten Zahnradebene Z4 angeordnet. Die Schalteinheit S1 ist dazu vorgesehen, das koaxial zu den Eingangswellen 11, 12 angeordnete Losrad Z31 der dritten Zahnradebene Z3 und die erste Eingangswelle 11 miteinander zu verbinden. Die Schalteinheit S2 ist dazu vorgesehen, das koaxial zu den Eingangswellen 11, 12 angeordnete Losrad Z41 der vierten Zahnradebene Z4 und die erste Eingangswelle 11 drehfest miteinander zu verbinden. Das mittlere Kopplungselement der Schalteinheiten S1, S2, das beiden Schalteinheiten S1, S2 zugeordnet ist, ist permanent drehfest mit der ersten Eingangswelle 11 verbunden. Das der Schalteinheit S1 zugeordnete Kopplungselement, das auf einer kupplungszugewandten Seite des mittleren Kopplungselements angeordnet ist, ist permanent drehfest mit dem Losrad Z31 verbunden. Das der Schalteinheit S2 zugeordnete Kopplungselement, das auf einer kupplungsabgewandten Seite des mittleren Kopplungselements angeordnet ist, ist permanent drehfest mit dem Losrad Z41 verbunden. Die Schalteinheit S1 ist in den Vorwärtsgetriebegängen V1, V3 geschlossen. Die Schalteinheit S2 ist in den Vorwärtsgetriebegängen V5, V8 geschlossen.
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Die Schalteinheiten S8, S5, die zu einer Doppelschalteinheit zusammengefasst sind, sind koaxial zu der ersten Vorgelegewelle 13 angeordnet. Die Schalteinheiten S8, S5 sind zwischen der dritten Zahnradebene Z3 und der vierten Zahnradebene Z4 angeordnet. Die Schalteinheit S8 ist dazu vorgesehen, das koaxial zu der ersten Vorgelegewelle 13 angeordnete Losrad Z22 der zweiten Zahnradebene Z2 und das koaxial zu der ersten Vorgelegewelle 13 angeordnete Losrad ZR1 der dritten Zahnradebene Z3 drehfest miteinander zu verbinden. Die Schalteinheit S5 ist dazu vorgesehen, das koaxial zu der ersten Vorgelegewelle 13 angeordnete Losrad Z22 der zweiten Zahnradebene Z2 und das koaxial zu der ersten Vorgelegewelle 13 angeordnete Losrad Z42 der vierten Zahnradebene Z4 drehfest miteinander zu verbinden. Das mittlere Kopplungselement der Schalteinheiten S8, S5, das beiden Schalteinheiten S8, S5 zugeordnet ist, ist permanent drehfest mit dem Losrad Z22 verbunden. Das der Schalteinheit S8 zugeordnete Kopplungselement, das auf einer kupplungszugewandten Seite des mittleren Kopplungselements angeordnet ist, ist permanent drehfest mit dem Losrad ZR1 verbunden. Das der Schalteinheit S5 zugeordnete Kopplungselement, das auf einer kupplungsabgewandten Seite des mittleren Kopplungselements angeordnet ist, ist permanent drehfest mit dem Losrad Z42 verbunden. Die Schalteinheit S8 ist in dem Rückwärtsgetriebegang R1 geschlossen. Die Schalteinheit S5 ist in den Vorwärtsgetriebegängen V1, V4 geschlossen.
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Bei einer Umgestaltung des Doppelkupplungsgetriebes, in der für die Bildung des Rückwärtsgetriebegangs R1 eine andere Ausgestaltung vorgesehen ist oder auf das Losrad ZR1 zur Bildung des Rückwärtsgetriebegangs R1 vollständig verzichtet wird, kann die Schalteinheit S5 als Einzelschalteinheit an beliebiger Stellen zwischen der zweiten Zahnradebene Z2 und der vierten Zahnradebene Z4 angeordnet werden. In einer Ausgestaltung als Einzelschalteinheit weist die Schalteinheit S5 vorzugsweise ein kupplungszugewandtes Kopplungselement auf, das permanent drehfest mit dem Losrad Z22 verbunden ist, und ein kupplungsabgewandtes Kopplungselement auf, das permanent drehfest mit dem Losrad Z42 verbunden ist.
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Die Schalteinheit S7 ist koaxial zu der zweiten Vorgelegewelle 14 angeordnet. Die Schalteinheit S7 ist zwischen der ersten Zahnradebene Z1 und der dritten Zahnradebene Z3 angeordnet. Die Schalteinheit S7 ist dazu vorgesehen, das koaxial zu der zweiten Vorgelegewelle 14 angeordnete Losrad Z12 der ersten Zahnradebene Z1 und die Zwischenwelle 15 drehfest miteinander zu verbinden. Das kupplungszugewandte Kopplungselement der Schalteinheit S7 ist permanent drehfest mit dem Losrad Z12 verbunden. Das kupplungsabgewandte Kopplungselement der Schalteinheit S7 ist permanent drehfest mit der Zwischenwelle 15 verbunden. Die Schalteinheit S7 ist in den Vorwärtsgetriebegängen V6, V8 geschlossen.
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Die Schalteinheit S6 ist koaxial zu der zweiten Vorgelegewelle 14 angeordnet. Die Schalteinheit S6 ist auf einer der kupplungsabgewandten Seite der vierten Zahnradebene Z4 angeordnet. Die Schalteinheit S6 ist dazu vorgesehen, die Zwischenwelle 15 und die zweite Vorgelegewelle 14 drehfest miteinander zu verbinden. Das kupplungszugewandte Kopplungselement der Schalteinheit S6 ist permanent drehfest mit der Zwischenwelle 15 verbunden. Das kupplungsabgewandte Kopplungselement der Schalteinheit S6 ist permanent drehfest mit der Vorgelegewelle 14 verbunden. Die Schalteinheit S6 ist in den Vorwärtsgetriebegängen V3, V4, V5, V6 geschlossen.
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Das mittlere Kopplungselement der Schalteinheiten S3, S4, das beiden Schalteinheiten S3, S4 zugeordnet ist, ist permanent drehfest mit der ersten Vorgelegewelle 13 verbunden. Das der Schalteinheit S3 zugeordnete Kopplungselement, das auf einer kupplungszugewandten Seite des mittleren Kopplungselements angeordnet ist, ist permanent drehfest mit dem Losrad Z22 verbunden. Das der Schalteinheit S4 zugeordnete Kopplungselement, das auf einer kupplungsabgewandten Seite des mittleren Kopplungselements angeordnet ist, ist permanent drehfest mit dem Losrad Z52 verbunden. Die Schalteinheit S3 ist in dem Rückwärtsgetriebegang R1 und in den Vorwärtsgetriebegängen V1, V2 geschlossen. Die Schalteinheit S4 ist in den Vorwärtsgetriebegängen V7, V8 geschlossen.
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Das koaxial zu der ersten Vorgelegewelle 13 angeordnete Losrad Z42 der vierten Zahnradebene Z4 ist räumlich zwischen dem mittleren Kopplungselement der Schalteinheiten S8, S5 und dem mit diesem Kopplungselement verbundenen kupplungszugewandten Kopplungselement der Schalteinheiten S3 angeordnet. Das koaxial zu der ersten Vorgelegewelle 13 angeordnete Losrad ZR1 der dritten Zahnradebene Z4 ist räumlich zwischen dem koaxial zu der ersten Vorgelegewelle 13 angeordneten Losrad Z22 der zweiten Zahnradebene Z2 und dem mit diesem Losrad Z22 verbundenen mittleren Kopplungselement der Schalteinheiten S8, S5 angeordnet. Eine Verbindung zwischen dem Losrad Z22, dem mittleren Kopplungselement der Schalteinheiten S8, S5 und dem kupplungszugewandten Kopplungselement der Schalteinheit S3 ist in Form einer Hohlwelle ausgebildet, auf der das Losrad ZR1 und das Losrad Z42 gelagert sind. Das mittlere Kopplungselement der Schalteinheiten S8, S6 ist zwischen den Losrädern ZR1, Z42 angeordnet.
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Eine Schaltlogik für die Vorwärtsgetriebegänge V1–V8 und den Rückwärtsgetriebegang R1 ist in 2 gezeigt. Benachbarte Vorwärtsgetriebegänge V1–V8 sind dabei grundsätzlich untereinander 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 K1, K2, die dem zu schaltenden Vorwärtsgetriebegang V1–V8 zugeordnet ist, sukzessive geschlossen, während zeitgleich die andere Lastschaltkupplung K1, K2, die dem abzuschaltenden Vorwärtsgetriebegang V1–V8 zugeordnet ist, sukzessive geöffnet wird. Die ungeraden Vorwärtsgetriebegänge V1, V3, V5, V7 sind der ersten Lastschaltkupplung K1 zugeordnet. Die geraden Vorwärtsgetriebegänge V2, V4, V6, V8 sind der zweiten Lastschaltkupplung K2 zugeordnet. Zusätzlich mögliche Lastschaltungen zwischen den Vorwärtsgetriebegängen V1–V8, die über eine rein sequentielle Lastschaltbarkeit hinausgehen, ergeben sich unmittelbar aus der Schaltlogik in 2.
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In den Vorwärtsgetriebegängen V1–V8 und in dem Rückwärtsgetriebegang R1 wird der Leistungsfluss über eines der Ausgangszahnräder Z01, Z02 der Ausgangszahnradebene Z0 aus dem Doppelkupplungsgetriebe ausgeleitet. Das Ausgangszahnrad Z01, das permanent drehfest mit der ersten Vorgelegewelle 13 verbunden ist, ist dabei zur Ausleitung des Leistungsflusses in den vier Vorwärtsgetriebegängen V1, V2, V7, V8 vorgesehen. Das Ausgangszahnrad Z02, das permanent drehfest mit der zweiten Vorgelegewelle 14 verbunden ist, ist zur Ausleitung des Leistungsflusses in den vier Vorwärtsgetriebegängen V3, V4, V5, V6 vorgesehen. Die beiden Ausgangszahnräder Z01, Z02 stellen für die Schaltung der Vorwärtsgetriebegänge V1–V8 unterschiedliche Final-Drive-Übersetzungen bereit.
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Der erste Vorwärtsgetriebegang V1, der vierte Vorwärtsgetriebegang V4 und der achte Vorwärtsgetriebegang V8 sind als Windungsgänge ausgebildet. In den Vorwärtsgetriebegängen V1, V4, V8 sind jeweils zumindest drei der Zahnradpaarungen, die durch die Zahnradebenen Z1–Z5 gebildet werden, an einer Übertragung eines Leistungsflusses beteiligt. In den restlichen Vorwärtsgetriebegängen V2, V3, V5, V6, V7 ist jeweils lediglich eine der Zahnradpaarungen der Zahnradebenen Z1–Z5 an einer Übertragung eines Leistungsflusses beteiligt.
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Für die Bildung der Vorwärtsgetriebegänge V1, V8 umfasst das Doppelkupplungsgetriebe mehrere Windungsstufen. Die Festräder Z32, Z43 bilden die erste Windungsstufe aus, die für den Vorwärtsgetriebegang V1 vorgesehen ist. Das Losrad Z22 und das Losrad Z42 bilden die zweite Windungsstufe aus, die für den Vorwärtsgetriebegang V4 vorgesehen ist. Die beiden Losräder Z22, Z42 sind durch die Schalteinheit S5 direkt drehfest miteinander verbindbar. Gleichzeitig sind sie gegenüber der Vorgelegewelle 13 verdrehbar. Das Losrad Z12 und das Festrad Z43 bilden die dritte Windungsstufe aus, die für den Vorwärtsgetriebegang V8 vorgesehen ist. Das Losrad Z12 und das Festrad Z43 sind durch die Schalteinheit S7 direkt drehfest miteinander verbindbar. Gleichzeitig sind sie gegenüber der Vorgelegewelle 14 verdrehbar. Mittels der Windungsstufen sind jeweils zwei der Zahnradpaarungen unterschiedlicher Zahnradebenen Z1, Z2, Z3, Z4 wirkungsmäßig miteinander verbindbar.
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Die acht Schalteinheiten S1–S8 des Doppelkupplungsgetriebes weisen insgesamt fünf Schiebemuffen auf. Zur Schaltung der Schiebemuffen der Schalteinheiten S1, S2, S3, S4, S8, S5, die als Doppelschalteinheiten ausgebildet sind, weist das Doppelkupplungsgetriebe jeweils einen Schaltaktuator auf. Für die Schalteinheiten S6, S7 ist jeweils ein weiterer Aktuator vorgesehen. Das Doppelkupplungsgetriebe umfasst somit fünf nicht näher dargestellte Aktuatoren zur Bildung der Vorwärtsgetriebegänge V1–V8 und des Rückwärtsgetriebegangs R1. Die Aktuatoren können dabei beispielsweise in Form doppelt wirkender Zylinder ausgebildet sein. Es sind aber auch elektrische oder pneumatische Aktuatoren zur Schaltung der Schiebemuffen denkbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009002353 A1 [0002]
