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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe mit einer Doppelkupplungsanordnung, die eine erste und eine zweite Reibkupplung aufweist, mit einer Getriebeanordnung, die eine erste und eine zweite Eingangswelle sowie eine erste und eine zweite Vorgelegewelle aufweist, wobei die erste Reibkupplung mit der ersten Eingangswelle und die zweite Reibkupplung mit der zweiten Eingangswelle verbunden ist, wobei die Getriebeanordnung eine Mehrzahl von Radsätzen zur Einrichtung von Gangstufen aufweist, wobei ein erster Radsatz ein Festrad an der ersten Eingangswelle und ein Losrad an der zweiten Vorgelegewelle aufweist, wobei ein zweiter Radsatz ein Festrad an der zweiten Eingangswelle und ein Losrad an der zweiten Vorgelegewelle aufweist, und wobei die Getriebeanordnung einen Abtriebsradsatz aufweist, der ein mit der ersten Vorgelegewelle fest verbundenes erstes Abtriebszahnrad und ein zweites Abtriebszahnrad aufweist, das der zweiten Vorgelegewelle zugeordnet ist, wobei das erste und das zweite Abtriebszahnrad mit einem dritten Abtriebszahnrad in Eingriff stehen.
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Ein derartiges Doppelkupplungsgetriebe ist beispielsweise bekannt aus dem Dokument
EP 1 815 162 B1 .
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Bei Doppelkupplungsgetrieben sind die Vorwärtsgangstufen generell auf zwei Teilgetriebe aufgeteilt. Dabei sind ungerade Stufen generell einem Teilgetriebe zugeordnet, und gerade Gangstufen sind dem anderen Teilgetriebe zugeordnet. Jedes Teilgetriebe ist durch eine eigene Kupplung mit einer Abtriebswelle eines Antriebsmotors verbunden. Mit einem derartigen Doppelkupplungsgetriebe können durch überschneidendes Betätigen der zwei Kupplungen Gangwechsel ohne Zugkraftunterbrechung durchgeführt werden.
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Doppelkupplungsgetriebe in Längsbauweise weisen generell eine einzelne Vorgelegewelle auf, wobei eine Eingangswelle des Getriebes und eine Ausgangswelle koaxial miteinander ausgerichtet sind. Hierbei ist die axiale Bauweise relativ lang. Insbesondere für den Front-Quer-Einbau in Kraftfahrzeugen ist es bekannt, in der Getriebeanordnung zwei Vorgelegewellen vorzusehen. Aus dem eingangs genannten Dokument
EP 1 815 162 B1 ist es dabei bekannt, eine Rückwärtsgangstufe durch Verwendung beider Vorgelegewellen einzurichten, so dass eine separate Drehrichtungsumkehrwelle nicht notwendig ist. Das dort gezeigte Getriebe kann folglich mit genau drei Wellenachsen realisiert werden. Ferner ist es aus dem Dokument bekannt, wenigstens ein, vorzugsweise mehrere Festräder, die mit einer der Eingangswellen verbunden sind, doppelt zu nutzen. Ein Festrad steht dabei sowohl mit einem Losrad an der ersten Vorgelegewelle als auch mit einem Losrad an der zweiten Vorgelegewelle in Eingriff, so dass dieses Festrad zwei Gangstufen zugeordnet ist. Auch hierdurch kann die axiale Bauweise verkürzt werden.
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Aus dem Dokument
EP 1 815 162 B1 ist es ferner bekannt, ein Doppelkupplungsgetriebe mit sieben Vorwärtsgangstufen zu realisieren, so dass eine relativ große Spreizung realisierbar ist.
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Es ist generell denkbar, zur Vergrößerung der Spreizung wenigstens eine Windungsgangstufe einzurichten. Während bei herkömmlichen Gangstufen der Leistungsfluss generell von einer Eingangswelle auf eine der Vorgelegewellen geleitet wird, von wo die Leistung dann zu einem Abtrieb geleitet wird, beinhalten Windungsgangstufen generell einen Leistungsfluss, der bei dem eingangs genannten Layout beide Vorgelegewellen verwendet. Bei einer Windungsgangstufe sind zudem generell wenigstens zwei Schaltkupplungen geschlossen, wohingegen das Einlegen einer normalen Gangstufe durch Schließen lediglich einer einzelnen Schaltkupplung möglich ist.
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Beispiele von Doppelkupplungsgetrieben mit der Realisierung von Windungsgängen sind bekannt aus den Dokumenten
DE 10 2009 002 358 A1 sowie
WO 2009/050078 A2 . Aus dem Dokument
DE 10 2009 002 358 A1 ist es dabei bekannt, an einer der Vorgelegewellen ein Losrad anzuordnen, das als Abtriebszahnrad eines Abtriebsradsatzes dient. Hierdurch soll zumindest ein lastschaltbarer Windungsgang realisierbar sein, wenn eine diesem Losrad zugeordnete Koppelvorrichtung geöffnet ist. Ferner ist in diesen Dokumenten neben den zwei Vorgelegewellen generell eine weitere Welle zur drehbaren Lagerung eines Drehrichtungsumkehrrades für eine Rückwärtsgangstufe vorgesehen.
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Aus dem Dokument
EP 2 128 487 B1 ist ein weiteres Doppelkupplungsgetriebe bekannt, bei dem ebenfalls zur Einrichtung einer Rückwärtsgangstufe eine separate Welle zur Drehrichtungsumkehr vorgesehen ist. Ferner ist in diesem Dokument offenbart, zwei Primärwellen durch Reduzierung der Geschwindigkeit der zweiten Primärwelle im Verhältnis zur ersten Primärwelle miteinander zu verbinden, wobei zur Bildung einer sechsten Gangstufe eine zusätzliche Übersetzung vorgesehen ist, wobei die zweite Primärwelle durch zwei ein Räderwerk bildende Zahnräder direkt mit einer Sekundärwelle verbunden werden kann.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Doppelkupplungsgetriebe bereitzustellen, das insbesondere eine große Spreizung aufweist und vorzugsweise kompakt baut.
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Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Doppelkupplungsgetriebe dadurch gelöst, dass das zweite Abtriebszahnrad an einer Abtriebswelle festgelegt ist, die koaxial mit der zweiten Vorgelegewelle ausgerichtet und relativ zu der zweiten Vorgelegewelle drehbar gelagert ist, wobei die Abtriebswelle mit der zweiten Vorgelegewelle über eine Koppeleinrichtung koppelbar oder hiervon entkoppelbar ist, derart, dass über den ersten und den zweiten Radsatz bei geöffneter Koppeleinrichtung wenigstens eine Windungsgangstufe einrichtbar ist.
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Mit dem erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebe können neben den primären Gangstufen (beispielsweise sieben primäre Vorwärtsgangstufen) ein oder zwei oder sogar noch weitere Windungsgangstufen eingerichtet werden. Vorzugsweise ist dabei eine Windungsgangstufe als ”Crawler”-Gangstufe ausgebildet, mit einer Übersetzung, die kürzer ist als die Übersetzung der primären Vorwärtsgangstufe 1. Ferner kann eine Windungsgangstufe vorzugsweise als ”Overdrive”-Gangstufe ausgebildet sein, mit einer Übersetzung, die größer ist als die Übersetzung der höchsten primären Vorwärtsgangstufe. Insgesamt kann so die Spreizung deutlich erhöht werden. Ferner sind auch zwischen den einzelnen Primärgangstufen noch weitere Windungsgangstufen einrichtbar, sofern dies gewünscht ist.
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Das Doppelkupplungsgetriebe weist zwei koaxiale Eingangswellen sowie zwei Vorgelegewellen auf. Vorzugsweise erfolgt die Einrichtung einer Rückwärtsgangstufe, indem ein Rad der einen Vorgelegewelle direkt mit einem Rad der anderen Vorgelegewelle in Eingriff steht. Demzufolge kann das Doppelkupplungsgetriebe mit genau drei Wellenachsen realisiert werden. Eine separate Welle bzw. Achse zur Lagerung eines Drehrichtungsumkehrrades ist hier nicht erforderlich.
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Eine Schaltkupplung für die Rückwärtsgangstufe liegt dabei vorzugsweise auf der zweiten Vorgelegewelle. Ferner ist es bevorzugt, wenn die Rückwärtsgangstufe und die erste ”Primär”-Vorwärtsgangstufe auf unterschiedlichen Teilgetrieben liegen.
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Weiterhin ist es insgesamt vorteilhaft, wenn die niedrigste und die höchste Primär-Vorwärtsgangstufe auf demselben Teilgetriebe liegen, insbesondere auf einem ersten Teilgetriebe, das die ungeraden Gangstufen einrichtet.
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Die Koppeleinrichtung kann als Klauenkupplung oder als synchronisierte Schaltkupplung realisiert sein.
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Ein Übergang von der ”Crawler”-Vorwärtsgangstufe zu der ersten ”Primär”-Vorwärtsgangstufe kann unter Last erfolgen, also mit überschneidender Betätigung der zwei Reibkupplungen. Gleiches gilt für den Übergang von der ”Overdrive”-Windungsgangstufe in die höchste ”Primär”-Gangstufe.
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Die Getriebeanordnung weist vorzugsweise sieben Primär-Vorwärtsgangstufen auf. Eine ”Crawler”-Gangstufe wird vorzugsweise eingerichtet durch gleichzeitiges Schalten der Losräder der Vorwärtsgangstufen 4, 5 und 1 sowie durch Schließen der zweiten Reibkupplung. Die Koppeleinrichtung ist hierbei geöffnet. Die ”Overdrive”-Windungsgangstufe wird vorzugsweise realisiert durch gleichzeitiges Schalten der Primär-Vorwärtsgangstufen 4, 3 und 7 und durch Schließen der zweiten Reibkupplung, wobei die Koppeleinrichtung ebenfalls geöffnet ist.
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Das erfindungsgemäße Doppelkupplungsgetriebe ermöglicht, ausgehend von einem Radsatzaufbau für beispielsweise sieben Gangstufen, das Einrichten von acht oder neun Vorwärtsgangstufen. Es ist eine große Spreizung möglich, die beispielsweise größer sein kann als 9. Die Realisierung der Windungsgangstufen kann ohne Beeinträchtigung der Grundfunktionen des Doppelkupplungsgetriebes erfolgen. Mit anderen Worten werden die Primärgangstufen in gleicher Weise eingesetzt wie bei einem Getriebe, das aufgebaut ist wie es beispielhaft in dem Dokument
EP 1 815 162 B1 gezeigt ist. Auf dessen Offenbarungsgehalt wird ergänzenderweise vollumfänglich Bezug genommen. Somit kann ein hoher Wirkungsgrad in den Primärgangstufen beibehalten werden. Auch die Doppelnutzung eines Festrades ist vorzugsweise wenigstens zweimal möglich, insbesondere für die Vorwärtsgangstufen 5 und 7 sowie für die Vorwärtsgangstufen 4 und 6.
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Sofern die Vorwärtsgangstufe 1 und die Rückwärtsgangstufe auf unterschiedlichen Teilgetrieben des Doppelkupplungsgetriebes angeordnet sind, ist eine Freischaukelfunktion nach einem Festfahren eines Kraftfahrzeuges möglich.
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Eine Aktuatoranordnung für Schaltkupplungen des Doppelkupplungsgetriebes kann hydraulisch oder elektromechanisch realisiert sein, oder auch elektromagnetisch. Bei einer elektromechanischen Realisierung werden vorzugsweise zwei Schaltwalzen verwendet, von denen eine die Gangstufen des einen Teilgetriebes und die andere die Gangstufen des anderen Teilgetriebes schaltet.
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Bevorzugt ist es, wenn die Koppeleinrichtung ebenfalls mittels einer der zwei Schaltwalzen geschaltet wird, vorzugsweise mit jener Schaltwalze, die die ungeraden Gangstufen einrichtet. Dies wäre vorteilhaft insbesondere im Sinne der Funktionssicherheit, da beim Schalten aus einer ungeraden niedrigsten ”Primär”-Vorwärtsgangstufe oder einer ungeraden höchsten ”Primär”-Vorwärtsgangstufe in eine Windungsgangstufe jeweils durch Verdrehen der Schaltwalze gewährleistet werden kann, dass die Koppeleinrichtung geöffnet wird, bevor das Drehmoment vollständig auf die Windungsgangstufe übertragen ist. Hierdurch kann eine Blockade des Radsatzes verhindert werden.
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Insgesamt kann ein Doppelkupplungsgetriebe geschaffen werden, das aufbauend auf einem existierenden Radsatzaufbau zwei zusätzliche Gangstufen realisieren kann, wobei keine zusätzlichen Zahnräder notwendig sind, lediglich eine einseitig wirkende Koppeleinrichtung, insbesondere eine Synchronisierung.
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Das Bereitstellen der Abtriebswelle kann zudem Vorteile bei der Anordnung eines Parksperrenrades haben.
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Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Vorgelegewelle zumindest benachbart zu dem Abtriebsradsatz als Hohlwelle ausgebildet.
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Hierdurch kann die Lagerung der Abtriebswelle in Bezug auf die Vorgelegewelle vereinfacht werden.
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In einer Ausführungsform kann die Abtriebswelle dabei einen Hohlwellenabschnitt aufweisen, in den sich die zweite Vorgelegewelle hinein erstreckt.
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Hierdurch kann für die Lagerung der Abtriebswelle eine Lagerung mit einem großen Durchmesser realisiert werden.
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In einer alternativen Variante kann sich die Abtriebswelle in die Vorgelegewelle hinein erstrecken.
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Hierdurch kann eine radial kompaktere Bauweise erzielt werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Vorgelegewelle axial durchgehend als Hohlwelle ausgebildet.
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Hierdurch kann insbesondere die Zuführung von Fluid zu Lagern, Radsätzen etc. vereinfacht werden.
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Dabei ist es bevorzugt, wenn die Abtriebswelle sich durch die zweite Vorgelegewelle hindurch erstreckt und an ihrem der Koppeleinrichtung gegenüberliegenden Ende mit einem Parksperrenrad verbunden ist.
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Die Koppeleinrichtung ist vorzugsweise an dem gleichen axialen Ende der Vorgelegewelle angeordnet wie das zweite Abtriebszahnrad, kann jedoch auch an dem gegenüberliegenden Ende ausgebildet sein.
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Ein Parksperrenrad einer Parksperrenanordnung kann beispielsweise mit der ersten Vorgelegewelle verbunden sein, oder auch mit einem Glied eines sich anschließenden Differentials.
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Von besonderem Vorzug ist es, wenn die Abtriebswelle fest mit einem Parksperrenrad verbunden ist.
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Hierdurch lässt sich das Parksperrenrad räumlich auf günstige Art und Weise in das Doppelkupplungsgetriebe integrieren.
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Ferner kann das Parksperrenrad axial benachbart zu dem zweiten Abtriebszahnrad angeordnet sein. Auch diese Maßnahme trägt zu einer axial kompakten Bauweise bei.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Parksperrenrad auf der der zweiten Vorgelegewelle abgewandten Seite des zweiten Abtriebszahnrades angeordnet. Dabei kann das Parksperrenrad direkt benachbart zu dem zweiten Abtriebszahnrad angeordnet sein. Alternativ ist es möglich, zwischen dem Parksperrenrad und dem zweiten Abtriebszahnrad ein Lager zur Lagerung der Abtriebswelle vorzusehen. In diesem Fall könnte das Parksperrenrad folglich ”fliegend” gelagert sein. Diese ”fliegende” Lagerung des Parksperrenrades ermöglicht das einfache Anbringen eines speziellen Gehäusedeckels bzw. Lagerdeckels, der bereits mit weiteren Komponenten einer Parksperrenmechanik ausgerüstet bzw. vormontiert ist.
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Sofern ein derartiges Lager auf der der zweiten Vorgelegewelle abgewandten Seite des Abtriebszahnrades angeordnet ist, kann das Parksperrenrad auch zwischen dem Abtriebszahnrad und diesem Lager angeordnet sein. Das Anordnen des Parksperrenrades zwischen dem Lager und dem zweiten Abtriebszahnrad hat den Vorteil einer einfacheren statischen Lagerung.
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In einer alternativen Ausführungsform ist das Parksperrenrad auf der der zweiten Vorgelegewelle zugewandten Seite des zweiten Abtriebszahnrades angeordnet.
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Generell ist es möglich, die zweite Vorgelegewelle und die Abtriebswelle unabhängig voneinander zu lagern. Von besonderem Vorzug ist es jedoch, wenn die zweite Vorgelegewelle und die Abtriebswelle über ein Drehlager miteinander verbunden sind. Durch diese Maßnahme kann wenigstens ein Drehlager eingespart werden. Das Drehlager ist dabei vorzugsweise zwischen einem Innenumfang eines Hohlwellenabschnittes der Abtriebswelle und einem Außenumfang der zweiten Vorgelegewelle angeordnet.
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Gemäß einer weiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform ist die Abtriebswelle über wenigstens ein Wellendrehlager an einem Gehäuse des Doppelkupplungsgetriebes gelagert.
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Dieses Wellendrehlager ist vorzugsweise axial benachbart zu dem zweiten Abtriebszahnrad angeordnet, um die dort auftretenden Radial- und/oder Axialkräfte gut aufnehmen zu können.
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Ferner ist es insgesamt vorteilhaft, wenn das Abtriebszahnrad im Bereich von einem Ende der zweiten Vorgelegewelle angeordnet ist, das der ersten und der zweiten Reibkupplung zugewandt ist.
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Auch hierdurch kann eine axial kompakte Bauweise realisiert werden.
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Wie weiter oben erwähnt, kann die Koppeleinrichtung durch eine Klauen- oder eine Synchronkupplung realisiert sein. In einer bevorzugten Variante weist die Koppeleinrichtung eine Führungsmuffe auf, die fest mit der Abtriebswelle verbunden ist und an der eine Schiebemuffe axial verschieblich gelagert ist, wobei die zweite Vorgelegewelle fest mit einem Kupplungskörper verbunden ist, wobei die Schiebemuffe den Kupplungskörper in einer Axialposition freigibt und in einer zweiten Axialposition eine formschlüssige Verbindung mit dem Kupplungskörper herstellt.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Längsschnittansicht durch eine Ausführungsform eines Antriebsstranges mit einem erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebe;
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2 eine Detailansicht eines Doppelkupplungsgetriebes der erfindungsgemäßen Art gemäß einer weiteren Ausführungsform;
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3 eine Detailansicht eines Doppelkupplungsgetriebes der erfindungsgemäßen Art gemäß einer weiteren Ausführungsform;
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4 eine Detailansicht eines Doppelkupplungsgetriebes der erfindungsgemäßen Art gemäß einer weiteren Ausführungsform;
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5 eine Detailansicht eines Doppelkupplungsgetriebes der erfindungsgemäßen Art gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
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6 eine schematische Darstellung einer Aktuatoranordnung für ein erfindungsgemäßes Doppelkupplungsgetriebe.
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1 zeigt in schematischer Form einen Antriebsstrang 10 für ein Kraftfahrzeug. Der Antriebsstrang 10 beinhaltet einen Antriebsmotor 12 wie einen Verbrennungsmotor sowie ein Doppelkupplungsgetriebe 14. Das Doppelkupplungsgetriebe 14 beinhaltet eine Doppelkupplungsanordnung 16 mit einer ersten Reibkupplung 18 und einer zweiten Reibkupplung 20. Eingangsglieder der zwei Reibkupplungen 18, 20 sind mit einer Antriebswelle des Antriebsmotors 12 verbunden.
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Ferner weist das Doppelkupplungsgetriebe 14 eine Getriebeanordnung 22 auf, die mit den Reibkupplungen 18 und 20 verbunden ist. Ein Ausgang der Getriebeanordnung 22 ist mit einem Differential 24 gekoppelt, mittels dessen Antriebsleistung auf angetriebene Räder 26L, 26R verteilt wird.
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Die Getriebeanordnung 22 weist eine erste Eingangswelle 30 sowie eine konzentrisch hierzu angeordnete zweite Eingangswelle 32 in Form einer Hohlwelle auf. Die erste Eingangswelle 30 ist mit einem Ausgangsglied der ersten Reibkupplung 18 verbunden. Die zweite Eingangswelle 32 ist mit einem Ausgangsglied der zweiten Reibkupplung 20 verbunden.
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Ferner beinhaltet die Getriebeanordnung 22 eine erste Vorgelegewelle 34 und eine zweite Vorgelegewelle 36.
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Die Getriebeanordnung weist eine Mehrzahl von Radsätzen zur Einrichtung von Gangstufen auf, und zwar einschließlich von primären Vorwärtsgangstufen 1 bis 7 sowie einer Rückwärtsgangstufe R.
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Zur Einrichtung der Vorwärtsgangstufe 1 ist ein Radsatz mit einem Festrad 38 und einem Losrad 40 vorgesehen. Das Festrad 38 ist mit der ersten Eingangswelle 30 verbunden. Das Losrad 40 ist drehbar an der ersten Vorgelegewelle 34 gelagert. Ein Radsatz zur Einrichtung der Vorwärtsgangstufe 3 beinhaltet ein mit der ersten Eingangswelle 30 verbundenes Festrad 42 sowie ein drehbar an der zweiten Vorgelegewelle 36 gelagertes Losrad 44.
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Zur Einrichtung von Vorwärtsgangstufen 5 und 7 ist ein Radsatz vorgesehen, der ein mit der ersten Eingangswelle 30 verbundenes Festrad 46 sowie ein an der ersten Vorgelegewelle 34 drehbar gelagertes Losrad 48 für die Gangstufe 7 sowie ein an der zweiten Vorgelegewelle 36 drehbar gelagertes Losrad 50 für die Vorwärtsgangstufe 5 aufweist.
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Die Radsätze zur Einrichtung der Vorwärtsgangstufen 1, 3, 5, 7 bilden ein erstes Teilgetriebe 52 der Getriebeanordnung 22.
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Zur Einrichtung der Vorwärtsgangstufen 4 und 6 ist ein Radsatz vorgesehen, der ein mit der zweiten Eingangswelle 32 verbundenes Festrad 54 sowie ein drehbar an der ersten Vorgelegewelle 34 gelagertes Losrad 56 für die Vorwärtsgangstufe 6 sowie ein drehbar an der zweiten Vorgelegewelle 36 gelagertes Losrad 58 für die Vorwärtsgangstufe 4 aufweist. Zur Einrichtung der Vorwärtsgangstufe 2 ist ein Radsatz vorgesehen, der ein mit der zweiten Eingangswelle 32 verbundenes Festrad 60 sowie ein drehbar an der ersten Vorgelegewelle 34 gelagertes Losrad 62 aufweist.
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Zur Einrichtung der Rückwärtsgangstufe ist ein Zwischenrad 64 starr mit dem Losrad 62 verbunden, wobei das Zwischenrad 64 direkt in Eingriff steht mit einem Losrad 66, das an der zweiten Vorgelegewelle 36 drehbar gelagert ist.
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Die Radsätze zur Einrichtung der Vorwärtsgangstufen 2, 4, 6, R bilden ein zweites Teilgetriebe 68 der Getriebeanordnung 22.
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Die Getriebeanordnung 22 beinhaltet ferner einen Abtriebsradsatz 70. Der Abtriebsradsatz 70 weist ein erstes Abtriebszahnrad 72 auf, das starr mit der ersten Vorgelegewelle 34 verbunden ist. Ferner weist der Abtriebsradsatz 70 ein zweites Abtriebszahnrad 74 auf, das der zweiten Vorgelegewelle 36 zugeordnet ist. Das erste Abtriebszahnrad 72 und das zweite Abtriebszahnrad 74 stehen in Eingriff mit einem dritten Abtriebszahnrad 76, das in 1 schematisch radial außerhalb der Abtriebszahnräder 72, 74 dargestellt ist, und zwar aus Übersichtlichkeitsgründen. Das dritte Abtriebszahnrad 76 ist vorzugsweise mit einem Eingangsglied des Differentials 24 verbunden.
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Die Getriebeanordnung 22 beinhaltet ein erstes Schaltkupplungspaket 78 mit einer ersten Schaltkupplung 80 zum Einlegen der Vorwärtsgangstufe 1 und einer zweiten Schaltkupplung 82 zum Einlegen der Vorwärtsgangstufe 7. Ferner weist die Getriebeanordnung 22 ein zweites Schaltkupplungspaket 84 mit einer Schaltkupplung 86 zum Einlegen der Vorwärtsgangstufe 3 sowie einer Schaltkupplung 88 zum Einlegen der Vorwärtsgangstufe 5 auf. Die Getriebeanordnung 22 beinhaltet ferner ein drittes Schaltkupplungspaket 90 mit einer Schaltkupplung 92 zum Einlegen der Vorwärtsgangstufe 6 sowie einer Schaltkupplung 94 zum Einlegen der Vorwärtsgangstufe 2. Schließlich weist die Getriebeanordnung 22 ein viertes Schaltkupplungspaket 96 auf, das eine Schaltkupplung 98 zum Einlegen der Vorwärtsgangstufe 4 sowie eine Schaltkupplung 100 zum Einlegen der Rückwärtsgangstufe R aufweist.
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In axialer Richtung sind an der ersten Vorgelegewelle 34 das Losrad 40, das Schaltkupplungspaket 78, das Losrad 48, das Losrad 56, das Schaltkupplungspaket 90 sowie das Losrad 62 mit dem Zwischenrad 64, und schließlich das erste Abtriebszahnrad 72 angeordnet, und zwar von einem der Doppelkupplungsanordnung 16 gegenüberliegenden axialen Ende der Getriebeanordnung 22 aus gesehen.
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In der gleichen Richtung sind an der zweiten Vorgelegewelle 36 das Losrad 44, das Schaltkupplungspaket 84, das Losrad 50, das Losrad 58, das Schaltkupplungspaket 96 und das Losrad 66 angeordnet.
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Die Getriebeanordnung 22 weist ferner eine Abtriebswelle 104 auf, die koaxial mit der zweiten Vorgelegewelle 36 ausgerichtet und relativ zu dieser drehbar gelagert ist. Die Abtriebswelle 104 ist mittels einer Koppeleinrichtung 106 mit der zweiten Vorgelegewelle 36 koppelbar, das heißt vorzugsweise formschlüssig verbindbar, oder hiervon entkoppelbar, so dass die Vorgelegewelle 36 sich drehen kann, ohne die Abtriebswelle 104 mitzunehmen.
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Die Koppeleinrichtung 106 kann nach der Art einer Klauen- oder Synchron-Schaltkupplung ausgebildet sein, wobei eine Führungsmuffe 108 an der Abtriebswelle 104 festgelegt ist. An der Führungsmuffe 108 ist eine Schiebemuffe 109 axial verschieblich gelagert. Die Vorgelegewelle 36 ist mit einem Kupplungskörper 110 verbunden, wobei die Schiebemuffe den Kupplungskörper 110 in einer Axialposition (wie dargestellt) freigibt und in einer zweiten Axialposition eine formschlüssige Verbindung mit dem Kupplungskörper 110 herstellt.
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Bei der Nutzung der Primär-Gangstufen 1–7, R des oben beschriebenen Doppelkupplungsgetriebes 14 ist die Koppeleinrichtung 106 generell geschlossen, so dass die Abtriebswelle 104 mit der zweiten Vorgelegewelle 36 verbunden ist. Bei dieser Betriebsweise können in an sich bekannter Weise Lastschaltungen zwischen aufeinanderfolgenden Gangstufen durchgeführt werden, indem in einem passiven Teilgetriebe eine Gangstufe vorgewählt wird und die Reibkupplungen 18, 20 überschneidend betätigt werden.
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Durch die Entkoppelbarkeit der Vorgelegewelle 36 von der Abtriebswelle 104 ist es zusätzlich möglich, Windungsgangstufen einzurichten. Diese sind in 1 mit W bezeichnet. So ist beispielsweise eine ”Crawler”-Windungsgangstufe WC einrichtbar, indem die Koppeleinrichtung 106 geöffnet wird und indem die Schaltkupplung 98 für die Vorwärtsgangstufe 4, die Schaltkupplung 88 für die Vorwärtsgangstufe 5 und die Schaltkupplung 80 für die Vorwärtsgangstufe 1 geschlossen werden. Hierbei fließt die Leistung von der zweiten Reibkupplung 20 über die zweite Eingangswelle 32, das Festrad 54, das Losrad 58, die zweite Vorgelegewelle 36, das Losrad 50, das Festrad 46, die erste Eingangswelle 30, das Festrad 38 und das Losrad 40 hin zu der ersten Vorgelegewelle 34, von wo, mit einer Übersetzung kleiner als die Vorwärtsgangstufe 1, Antriebsleistung über das erste Abtriebszahnrad 72 auf den Abtrieb gelegt wird.
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In ähnlicher Weise ist eine ”Overdrive”-Windungsgangstufe WO einrichtbar, bei der die Schaltkupplungen 98, 86, 82 geschlossen werden. Hierdurch fließt Antriebsleistung von der zweiten Reibkupplung 20 sowie der zweiten Eingangswelle 32 über das Festrad 54, das Losrad 58, die zweite Vorgelegewelle 36, das Losrad 44, das Festrad 42, die erste Eingangswelle 30, das Festrad 46 und das Losrad 48 hin zu der ersten Vorgelegewelle 34, und von dort über das erste Abtriebszahnrad 72 auf den Abtrieb, und zwar mit einer Übersetzung, die größer ist als jene der Vorwärtsgangstufe 7.
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Mit der Crawler-Windungsgangstufe und der Overdrive-Vorwärtsgangstufe können folglich neun Vorwärtsgangstufen eingerichtet werden, mit einer Gesamtspreizung von vorzugsweise größer 8,5, insbesondere größer 9,0.
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Generell ist es bei dieser Ausgestaltung auch denkbar, weitere Windungsgangstufen zu realisieren, beispielsweise auch eine weitere Rückwärtsgangstufe oder Zwischengangstufen zwischen den Gangstufen 1 bis 7.
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An der Abtriebswelle 104 ist ferner ein Parksperrenrad 112 festgelegt, das Teil einer Parksperrenanordnung zum Immobilisieren eines Kraftfahrzeuges ist. In der Darstellung der 1 ist das Parksperrenrad 112 axial benachbart zu dem zweiten Abtriebszahnrad 74, wobei dazwischen (oder axial daneben) ein Wellendrehlager angeordnet sein kann.
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Die Vorgelegewelle 36 ist vorliegend als Hohlwelle dargestellt, kann jedoch auch als Vollwelle realisiert sein. Zwischen der Vorgelegewelle 36 und der Abtriebswelle 104 ist vorzugsweise ein Drehlager angeordnet, was in 1 jedoch nicht dargestellt ist.
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In den 2 bis 5 sind jeweils Varianten des Antriebsstranges 10 der 1 dargestellt, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell dem Antriebsstrang 10 der 1 entsprechen. Gleiche Elemente sind daher durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
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2 zeigt einen Ausschnitt einer Getriebeanordnung 22', mit der zweiten Vorgelegewelle 36, an der der Kupplungskörper 110 festgelegt ist. Es ist in 2 gezeigt, dass die Abtriebswelle 104 einen Hohlwellenabschnitt 114 aufweist, der einen Endabschnitt der zweiten Vorgelegewelle 36 umgreift. Die zweite Vorgelegewelle 36 und die Abtriebswelle 104 sind relativ zueinander über ein Drehlager 116 wie ein Nadellager oder Kugellager aneinander gelagert.
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Ferner ist in 2 dargestellt, dass die Abtriebswelle 104 mittels eines Wellendrehlagers 118 drehbar in Bezug auf ein Gehäuse 120 der Getriebeanordnung 22' gelagert ist. Das zweite Abtriebszahnrad 74 ist vorzugsweise zwischen dem Wellendrehlager 118 und dem Abschnitt der Abtriebswelle 104 angeordnet, der drehbar in Bezug auf die zweite Vorgelegewelle 36 gelagert ist. Diese Maßnahme ist auch bei sämtlichen anderen Ausführungsformen bevorzugt.
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In 2 ist gezeigt, dass das Parksperrenrad 112 anstelle einer Anordnung zwischen dem zweiten Abtriebszahnrad 74 und dem Wellendrehlager 118 auch zwischen dem zweiten Abtriebszahnrad 74 und der Koppeleinrichtung 106 angeordnet sein kann, wie es bei 112' dargestellt ist. Ferner ist in 2 dargestellt, dass das Parksperrenrad auf der dem Abtriebszahnrad 74 gegenüberliegenden axialen Seite des Wellendrehlagers 118 angeordnet sein kann, wie es bei 112'' nach der Art einer fliegenden Lagerung gezeigt ist. Das Parksperrenrad 112'' befindet sich damit auf der dem Abtriebszahnrad 74 gegenüberliegenden Seite des Lagers 118.
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Bei der Variante der 3 ist ein Endabschnitt der Abtriebswelle 104''' als Vollwellenabschnitt ausgebildet, der in die als Hohlwelle ausgebildete zweite Vorgelegewelle 36 eingeführt ist, wobei dazwischen ein Drehlager 116''' angeordnet ist. Ferner ist gezeigt, dass das Parksperrenrad 112 auf axial beiden Seiten des zweiten Abtriebszahnrades 74 angeordnet sein kann, wie es bei 112' und 112''' dargestellt ist.
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Bei der Getriebeanordnung 22 iv der 4 erstreckt sich die Abtriebswelle 104 iv in axialer Richtung durch die als Hohlwelle ausgebildete zweite Vorgelegewelle 36 hindurch. Die Koppeleinrichtung 106 kann dabei auf der dem Abtriebszahnrad 74 gegenüberliegenden Ende der Abtriebswelle 104 IV angeordnet sein (wie bei 106A angedeutet), ist in 4 jedoch wie bei den vorherigen Ausführungsformen auf der axial gleichen Seite angeordnet. Bei der Ausführungsform der 4 ist ein Parksperrenrad 112 IV jedoch an dem axial gegenüberliegenden Ende der Getriebeanordnung 22 fest mit der Abtriebswelle 104 IV verbunden, also benachbart zu dem Losrad 44 für die Vorwärtsgangstufe 3.
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Bei der Getriebeanordnung 22 V der 5 ist ein Abtriebszahnrad 74 V als Losrad an einer zweiten Vorgelegewelle 36 V drehbar gelagert, die in dieser Ausgestaltung als Vollwelle dargestellt ist, jedoch auch als Hohlwelle ausgebildet sein kann. Bei dieser Variante ist eine Koppeleinrichtung 106 V an der zweiten Vorgelegewelle 36 angeordnet, mit einer Führungsmuffe 108 V und einer daran verschiebbaren Schiebemuffe 109 V, die zwischen dem Abtriebszahnrad 74 V und dem Losrad 66 für die Rückwärtsgangstufe angeordnet sind.
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6 zeigt in schematischer Form eine Aktuatoranordnung 124 für die oben dargestellten Doppelkupplungsgetriebe. Die Aktuatoranordnung 124 beinhaltet eine erste Schaltwalze 126, an der eine Schaltnut 128 ausgebildet ist, mittels der die Schaltkupplungspakete 90, 96 des zweiten Teilgetriebes bedient werden. Die erste Schaltwalze 126 ist mittels eines ersten Elektromotors 130 angetrieben.
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Die Aktuatoranordnung 124 beinhaltet ferner eine zweite Schaltwalze 132, die vorliegend zwei oder, wie dargestellt, drei Schaltnuten 134, 136, 138 aufweist. Die Schaltnut 134 ist dem Schaltkupplungspaket 80 zugeordnet, die Schaltnut 136 ist dem Schaltkupplungspaket 84 zugeordnet. Die Schaltnuten 134, 136 können auch in eine Schaltnut integriert sein. Die Schaltnut 138 ist der Koppeleinrichtung 106 zugeordnet. Die zweite Schaltwalze 132 wird mittels eines zweiten Elektromotors 140 angetrieben. Die Motoren 130, 140 sind vorzugsweise unabhängig voneinander ansteuerbare Elektromotoren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1815162 B1 [0002, 0004, 0005, 0018]
- DE 102009002358 A1 [0007, 0007]
- WO 2009/050078 A2 [0007]
- EP 2128487 B1 [0008]
