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Die Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe zur Bereitstellung von vierzehn oder fünfzehn Vorwärtsgängen.
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Aus der
DE 10 2009 020 792 A1 ist ein Doppelkupplungsgetriebe zur Bereitstellung von zehn oder elf Vorwärtsgängen bekannt. Das aus diesem Stand der Technik bekannte Doppelkupplungsgetriebe verfügt über zwei Teilgetriebe mit separaten Getriebeeingangswellen, die selektiv abhängig von der Schaltstellung zweier reibschlüssiger Lastschaltkupplungen an eine Antriebswelle koppelbar sind. Beiden Teilgetrieben des Doppelkupplungsgetriebes ist eine gemeinsame Getriebeausgangswelle zugeordnet. Ferner verfügt das aus diesem Stand der Technik bekannte Getriebeausgangswelle über mehrere axial hintereinander angeordnete Radebenen sowie über mehrere formschlüssige Schaltelemente, wobei zur Bereitstellung von zehn Vorwärtsgängen acht formschlüssige Schaltelemente und zur Bereitstellung von elf Vorwärtsgängen neun formschlüssige Schaltelemente genutzt werden. Die Zahnräder der axial hintereinander angeordneten Radebenen sind den Getriebeeingangswellen, der gemeinsamen Getriebeausgangswelle sowie einer Vorgelegewelle zugeordnet.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Doppelkupplungsgetriebe zu schaffen, welches bei Bereitstellung von vierzehn oder fünfzehn Vorwärtsgängen einen einfacheren und damit kostengünstigeren Aufbau aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Doppelkupplungsgetriebe gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Das erfindungsgemäße, der Bereitstellung von vierzehn oder fünfzehn Vorwärtsgängen dienende Doppelkupplungsgetriebe verfügt über ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe; über eine erste Getriebeeingangswelle für das erste Teilgetriebe und eine separate, zweite Getriebeeingangswelle für das zweite Teilgetriebe; über eine der ersten Getriebeeingangswelle zugeordnete, erste reibschlüssige Lastschaltkupplung, die im geschlossenen Zustand das erste Teilgetriebe an eine Antriebswelle koppelt, und eine der zweiten Getriebeeingangswelle zugeordneten, zweiten reibschlüssigen Lastschaltkupplung, die im geschlossenen Zustand das zweite Teilgetriebe an die Antriebswelle koppelt.
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Für beide Teilgetriebe ist eine gemeinsamen Getriebeausgangswelle vorgesehen; wobei die zweite Getriebeeingangswelle als Hohlwelle ausgebildet ist und die erste Getriebeeingangswelle abschnittsweise radial außen koaxial umgibt; und wobei die Getriebeausgangswelle hinter der ersten Getriebeeingangswelle und der zweiten Getriebeeingangswelle koaxial zu den beiden Getriebeeingangswellen verläuft.
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Zur Bereitstellung der vierzehn oder fünfzehn Vorwärtsgänge umfasst das Doppelkupplungsgetriebe sieben axial hintereinander angeordnete Radebenen mit der ersten Getriebeeingangswelle, der zweiten Getriebeeingangswelle, der Getriebeausgangswelle, einer achsparallel zu denselben verlaufenden Vorgelegewelle und einer Zwischenwelle zugeordneten Zahnrädern, die abhängig von der Schaltstellung von neun formschlüssigen Schaltelementen an der Momentübertragung ausgehend von der Antriebswelle in Richtung auf die Getriebeausgangswelle beteiligt sind.
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Bei Bereitstellung von vierzehn Vorwärtsgängen sind die ersten vier Vorwärtsgänge Windungsgänge und bei Bereitstellung von fünfzehn Vorwärtsgängen sind die ersten fünf Vorwärtsgänge Windungsgänge, wobei der vorletzte Vorwärtsgang jeweils ein Direktgang ist, und wobei der letzte Vorwärtsgang jeweils ein Overdrive-Gang ist. Das erfindungsgemäße Doppelkupplungsgetriebe dient der Bereitstellung von vierzehn oder fünfzehn sequentiell lastschaltbaren Vorwärtsgängen mit geometrischem Stufungsverlauf der Gangsprünge. Dasselbe verfügt über einen einfachen und kostengünstigen Aufbau.
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Nach einer ersten vorteilhaften Weiterbildung ist ein der zweiten Getriebeeingangswelle zugeordnetes Zahnrad einer von der Antriebswelle aus gesehen ersten Radebene, die den kleinsten Abstand zur Antriebswelle aufweist, als Losrad und ein der Vorgelegewelle zugeordnetes Zahnrad der ersten Radebene als Festrad ausgebildet; wobei ein der zweiten Getriebeeingangswelle zugeordnetes Zahnrad einer von der Antriebswelle aus gesehen zweiten Radebene, die den zweitkleinsten Abstand zur Antriebswelle aufweist, als Losrad und ein der Vorgelegewelle zugeordnetes Zahnrad der zweiten Radebene als Festrad ausgebildet ist, welches mit dem der Vorgelegewelle zugeordneten Festrad der ersten Radebene fest verbunden ist; wobei ein der ersten Getriebeeingangswelle zugeordnetes Zahnrad einer von der Antriebswelle aus gesehen dritten Radebene nach einer ersten Alternative als Losrad oder nach einer zweiten Alterative als Festrad und ein der Vorgelegewelle zugeordnetes Zahnrad der dritten Radebene nach der ersten Alternative als Festrad oder nach der zweiten Alterative als Losrad ausgebildet ist; wobei ein der ersten Getriebeeingangswelle zugeordnetes Zahnrad und ein der Vorgelegewelle zugeordnetes Zahnrad einer von der Antriebswelle aus gesehen vierten Radebene als Losräder ausgebildet sind; wobei ein einer Zwischenwelle zugeordnetes Zahnrad einer von der Antriebswelle aus gesehen fünften Radebene als Festrad und ein der Vorgelegewelle zugeordnetes Zahnrad der fünften Radebene als Losrad ausgebildet ist; wobei die der Vorgelegewelle zugeordneten Zahnräder der vierten und fünften Radebene fest verbunden sind; wobei ein der Zwischenwelle zugeordnetes Zahnrad einer von der Antriebswelle aus gesehen sechsten Radebene, die den zweitgrößten Abstand von der Antriebswelle aufweist, als Losrad und ein der Vorgelegewelle zugeordnetes Zahnrad der sechsten Radebene als Festrad ausgebildet ist; und wobei wobei ein der Vorgelegewelle zugeordnetes Zahnrad und ein der Getriebeausgangswelle zugeordnetes Zahnrad einer von der Antriebswelle aus gesehen siebten Radebene, die den größten Abstand von der Antriebswelle aufweist, als Festräder ausgebildet sind, wobei die der Vorgelegewelle zugeordneten Zahnrad der sechsten und siebten Radebene fest verbunden sind. Ansprüche 3 bis 6 betreffen weitere Details dieser ersten vorteilhaften Weiterbildung. Dabei ist es möglich, anstelle einer Trennstelle der Vorgelegewelle und der Anordnung der Räder der sechsten und der siebten Radebene als Festräder auf dem nach der Trennstelle in Richtung des Abtriebs gelegenen Abschnitt der Vorgelegewelle diese auch ohne Trennstelle auszuführen. Bei dieser Ausführung sind der Räder der sechsten und der siebten Radebene als miteinander verbundene Losräder auf der Vorgelegewelle ausgeführt, die durch ein Schaltelement mit der Vorgelegewelle verbindbar sind.
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Nach einer zweiten, alternativen vorteilhaften Weiterbildung sind ein der zweiten Getriebeeingangswelle zugeordnetes Zahnrad einer von der Antriebswelle aus gesehen ersten Radebene, die den kleinsten Abstand zur Antriebswelle aufweist, als Losrad und ein der Vorgelegewelle zugeordnetes Zahnrad der ersten Radebene als Festrad ausgebildet; wobei ein der zweiten Getriebeeingangswelle zugeordnetes Zahnrad einer von der Antriebswelle aus gesehen zweiten Radebene, die den zweitkleinsten Abstand zur Antriebswelle aufweist, als Losrad und ein der Vorgelegewelle zugeordnetes Zahnrad der zweiten Radebene als Festrad ausgebildet ist, welches mit dem der Vorgelegewelle zugeordneten Festrad der ersten Radebene fest verbunden ist; wobei ein der ersten Getriebeeingangswelle zugeordnetes Zahnrad einer von der Antriebswelle aus gesehen dritten Radebene als Festrad und ein der Vorgelegewelle zugeordnetes Zahnrad der dritten Radebene als Losrad ausgebildet ist; wobei ein einer Zwischenwelle zugeordnetes Zahnrad und ein der Vorgelegewelle zugeordnetes Zahnrad einer von der Antriebswelle aus gesehen vierten Radebene als Losräder ausgebildet sind, wobei das der Vorgelegewelle zugeordnetes Losrad der vierten Radebene mit dem Vorgelegewelle zugeordnetes Losrad dritten Radebene fest verbunden ist; wobei ein der Zwischenwelle zugeordnetes Zahnrad einer von der Antriebswelle aus gesehen fünften Radebene als Festrad und ein der Vorgelegewelle zugeordnetes Zahnrad der fünften Radebene als Losrad ausgebildet ist; wobei ein der Zwischenwelle zugeordnetes Zahnrad einer von der Antriebswelle aus gesehen sechsten Radebene, die den zweitgrößten Abstand von der Antriebswelle aufweist, als Losrad und ein der Vorgelegewelle zugeordnetes Zahnrad der sechsten Radebene als Festrad ausgebildet ist; und wobei ein der Vorgelegewelle zugeordnetes Zahnrad und ein der Getriebeausgangswelle zugeordnetes Zahnrad einer von der Antriebswelle aus gesehen siebten Radebene, die den größten Abstand von der Antriebswelle aufweist, als Festräder ausgebildet sind, wobei die der Vorgelegewelle zugeordneten Zahnrad der sechsten und siebten Radebene fest verbunden sind. Ansprüche 8 bis 10 betreffen weitere Details dieser zweiten vorteilhaften Weiterbildung. Dabei ist es auch hier möglich, anstelle einer Trennstelle der Vorgelegewelle und der Anordnung der Räder der sechsten und der siebten Radebene als Festräder auf dem nach der Trennstelle in Richtung des Abtriebs gelegenen Abschnitt der Vorgelegewelle diese auch ohne Trennstelle auszuführen. Bei dieser Ausführung sind der Räder der sechsten und der siebten Radebene als miteinander verbundene Losräder auf der Vorgelegewelle ausgeführt, die durch ein Schaltelement mit der Vorgelegewelle verbindbar sind. Ferner ist es hier auch möglich, die der zweiten Getriebeeingangswelle zugeordneten Zahnräder der ersten und der zweiten Radebene nicht als Losräder mit Schaltelementen zur Verbindung mit der zweiten Eingangswelle vorzusehen, sondern als Festräder auf der zweiten Getriebeeingangswelle, und stattdessen den der Vorgelegewelle zugeordneten Zahnrädern der ersten und der zweiten Radebene Schaltelemente derart zuzuordnen, dass die der Vorgelegewelle zugeordneten Zahnräder der ersten und der zweiten Radebene mittels der Schaltelemente mit der Vorgelegewelle verbindbar sind.
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Nach einer dritten, alternativen vorteilhaften Weiterbildung sind ein der zweiten Getriebeeingangswelle zugeordnetes Zahnrad einer von der Antriebswelle aus gesehen ersten Radebene, die den kleinsten Abstand zur Antriebswelle aufweist, als Festrad und ein der Vorgelegewelle zugeordnetes Zahnrad der ersten Radebene als Festrad ausgebildet ist; wobei ein der zweiten Getriebeeingangswelle zugeordnetes Zahnrad einer von der Antriebswelle aus gesehen zweiten Radebene, die den zweitkleinsten Abstand zur Antriebswelle aufweist, als Festrad und ein der Vorgelegewelle zugeordnetes Zahnrad der zweiten Radebene als Losrad ausgebildet ist; wobei ein der ersten Getriebeeingangswelle zugeordnetes Zahnrad einer von der Antriebswelle aus gesehen dritten Radebene nach einer ersten Alternative als Losrad oder nach einer zweiten Alterative als Festrad und ein der Vorgelegewelle zugeordnetes Zahnrad der dritten Radebene nach der ersten Alternative als Festrad oder nach der zweiten Alterative als Losrad ausgebildet ist; wobei ein der ersten Getriebeeingangswelle zugeordnetes Zahnrad und ein der Vorgelegewelle zugeordnetes Zahnrad einer von der Antriebswelle aus gesehen vierten Radebene als Losräder ausgebildet sind; wobei ein einer Zwischenwelle zugeordnetes Zahnrad einer von der Antriebswelle aus gesehen fünften Radebene als Festrad und ein der Vorgelegewelle zugeordnetes Zahnrad der fünften Radebene als Losrad ausgebildet ist; wobei die der Vorgelegewelle zugeordneten Zahnräder der vierten und fünften Radebene fest verbunden sind; wobei ein der Zwischenwelle zugeordnetes Zahnrad einer von der Antriebswelle aus gesehen sechsten Radebene, die den zweitgrößten Abstand von der Antriebswelle aufweist, als Losrad und ein der Vorgelegewelle zugeordnetes Zahnrad der sechsten Radebene als Festrad ausgebildet ist; und wobei ein der Vorgelegewelle zugeordnetes Zahnrad und ein der Getriebeausgangswelle zugeordnetes Zahnrad einer von der Antriebswelle aus gesehen siebten Radebene, die den größten Abstand von der Antriebswelle aufweist, als Festräder ausgebildet sind, wobei die der Vorgelegewelle zugeordneten Zahnrad der sechsten und siebten Radebene fest verbunden sind. Ansprüche 12 bis 16 betreffen weitere Details dieser ersten vorteilhaften Weiterbildung. Dabei ist es auch hier möglich, anstelle einer Trennstelle der Vorgelegewelle und der Anordnung der Räder der sechsten und der siebten Radebene als Festräder auf dem nach der Trennstelle in Richtung des Abtriebs gelegenen Abschnitt der Vorgelegewelle diese auch ohne Trennstelle auszuführen. Bei dieser Ausführung sind der Räder der sechsten und der siebten Radebene als miteinander verbundene Losräder auf der Vorgelegewelle ausgeführt, die durch ein Schaltelement mit der Vorgelegewelle verbindbar sind. Ferner ist es hier auch möglich, das der zweiten Getriebeeingangswelle zugeordnete Zahnrad der ersten Radebene nicht als Losrad mit Schaltelement zur Verbindung mit der zweiten Eingangswelle vorzusehen, sondern als Festrad auf der zweiten Getriebeeingangswelle, und stattdessen dem der Vorgelegewelle zugeordneten Zahnrad der ersten Radebene Schaltelemente derart zuzuordnen, dass das der Vorgelegewelle zugeordnete Zahnrad der ersten Radebene mittels des Schaltelements mit der Vorgelegewelle verbindbar ist, so dass die Vorgelegewelle hier keine Trennstelle aufweist.
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Die obigen drei alternativen Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Radsätze des Doppelkupplungsgetriebes sind zur Bereitstellung eines einfachen und kostengünstigen Doppelkupplungsgetriebes, welches bei einem geometrischen Stufungsverlauf der Gangsprünge vierzehn oder fünfzehn sequentiell lastschaltbare, einen Direktgang und einen Overdrive-Gang umfassende Vorwärtsgänge bereitstellt, besonders bevorzugt.
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Vorzugsweise erstreckt sich im Bereich der sechsten Radebene und der siebten Radebene eine weitere Vorgelegewelle, die ebenso wie die Vorgelegwelle mit als Festräder ausgebildeten Zahnrädern in die der Getriebeausgangswelle und der Zwischenwelle zugeordneten Zahnräder dieser Radebenen kämmt. Hiermit können hohe Momente besonders vorteilhaft übertragen werden.
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Weitere Details betreffen die Bereitstellung mindestens eines Rückwärtsgangs unter Verwendung einer weiteren Radebene und eines weiteren formschlüssigen Schaltelements.
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Es sind auch Ausführungen denkbar, bei denen die ersten 5 Gänge Windungsgänge sind und bei denen theoretisch 15 Gänge bereitgestellt werden, aber wobei auf den Overdrive-Gang verzichtet wird, so dass das Getriebe als 14-Gang-Getriebe ohne Overdrive genutzt wird.
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Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 ein Schema eines ersten erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes;
- 2 ein Schema eines zweiten erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes;
- 3 ein Schema eines dritten erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes;
- 4 ein Schema eines vierten erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes;
- 5 ein Schema eines fünften erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes;
- 6 eine Schaltmatrix für die Doppelkupplungsgetriebe der 1 bis 5;
- 7 ein Schema eines sechsten erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes;
- 8 ein Schema eines siebten erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes;
- 9 eine Schaltmatrix für das Doppelkupplungsgetriebe der 8;
- 10 ein Schema eines achten erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes;
- 11 ein Schema eines neunten erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes;
- 12 eine Schaltmatrix für die Doppelkupplungsgetriebe der 10 und 11;
- 13 ein Schema eines zehnten erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes;
- 14 ein Schema eines elften erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes; und
- 15 eine Schaltmatrix für das Doppelkupplungsgetriebe der 14.
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Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe zur Bereitstellung von vierzehn oder fünfzehn Vorwärtsgängen.
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1 zeigt ein erstes erfindungsgemäßes Doppelkupplungsgetriebe 1. Das Doppelkupplungsgetriebe 1 der 1 verfügt über ein erstes Teilgetriebe mit einer ersten Getriebeeingangswelle 2 und über ein zweites Teilgetriebe mit einer zweiten, separaten Getriebeeingangswelle 3.
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Den beiden separaten Getriebeeingangswellen 2, 3 ist jeweils eine reibschlüssige Lastschaltkupplung K1, K2 zugeordnet, nämlich derart, dass dann, wenn die der ersten Getriebeeingangswelle 2 zugeordnete reibschlüssige Lastschaltkupplung K1 geschlossen ist, das erste Teilgetriebe über die erste Getriebeeingangswelle 2 an eine Antriebswelle 4 gekoppelt ist, wohingegen dann, wenn die der zweiten Getriebeeingangswelle 3 des zweiten Teilgetriebes zugeordnete, zwei reibschlüssige Lastschaltkupplung K2 geschlossen ist, das zweite Teilgetriebe über die zweite Getriebeeingangswelle 3 an die Antriebswelle 4 gekoppelt ist. Es ist entweder die erste reibschlüssige Lastschaltkupplung K1 oder die zweite reibschlüssige Lastschaltkupplung K2 geschlossen. Es ist demnach nicht vorgesehen, dass beide reibschlüssigen Lastschaltkupplungen K1 und K2 gleichzeitig geschlossen sind. Dann, wenn beide reibschlüssigen Lastschaltkupplungen K1 und K2 beide gleichzeitig geöffnet sind, ist das Doppelkupplungsgetriebe 1 von der Antriebswelle 4 abgekoppelt.
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Mit Teilgetrieben des Doppelkupplungsgetriebes 1 wirkt eine gemeinsame Getriebeausgangswelle 5 zusammen. Die zweite Getriebeeingangswelle 3 ist als Hohlwelle ausgebildet und umgibt die vorzugsweise als Vollwelle ausgebildete erste Getriebeeingangswelle 2 zumindest abschnittsweise radial außen konzentrisch. Die ebenfalls vorzugsweise als Vollwelle ausgebildete Getriebeausgangswelle 5 ist koaxial hinter den beiden Getriebeeingangswellen 2 und 3 positioniert. Zwischen denselben erstreckt sich eine Zwischenwelle 21, die koaxial zu den Getriebeeingangswellen 2, 3 und der Getriebeausgangswelle 5 zwischen denselben verläuft.
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Das Doppelkupplungsgetriebe 1 der 1 verfügt weiterhin über eine Vorgelegewelle 6, die achsparallel zu den Getriebeeingangswellen 2, 3, der Getriebeausgangswelle 5 und der Zwischenwelle 21 verläuft.
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Zur Bereitstellung von vierzehn oder fünfzehn Vorwärtsgängen umfasst das Doppelkupplungsgetriebe 1 sieben axial hintereinander angeordnete Radebenen a, b, c, d, e, f und g mit Zahnrädern, die der ersten Getriebeeingangswelle 2, der zweiten Getriebeeingangswelle 3, die Getriebeausgangswelle 5, der Vorgelegewelle 6 sowie der Zwischenwelle 21 zugeordnet sind. Die axial hintereinander angeordneten Radebenen a bis g sind abhängig von der Schaltstellung von neun formschlüssigen Schaltelementen S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 und S9 an der Momentübertragung ausgehend von der Antriebswelle 4 in Richtung auf die Getriebeausgangswelle 5 beteiligt.
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Das in 1 gezeigte Doppelkupplungsgetriebe 1 nutzt dabei die Schaltmatrix der 6 zur Bereitstellung der vierzehn oder fünfzehn Vorwärtsgänge, wobei bei der Bereitstellung von vierzehn Vorwärtsgängen die ersten vier und bei der Bereitstellung von fünfzehn Vorwärtsgängen die ersten fünf Vorwärtsgänge Windungsgänge sind, der letzte Vorwärtsgang jeweils ein Direktgang ist und wobei der letzte Vorwärtsgang jeweils ein Overdrive-Gang ist.
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Im Schaltschema der 6 sind die reibschlüssigen Lastschaltkupplungen K1 und K2 sowie die formschlüssigen Schaltelemente S1 bis S9, die im jeweiligen Vorwärtsgang geschlossen sind, mit einem Punkt gekennzeichnet. Weiterhin visualisiert 6 in der letzten Spalte die im jeweiligen Gang an der Momentübertragung beteiligten Radebenen.
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In einem Windungsgang sind vier oder sechs Radebenen an der Momentübertragung ausgehend von der Antriebswelle 4 in Richtung auf die Getriebeausgangswelle 5 beteiligt. In einem Direktgang ist die Getriebeeingangswelle 2 über die Zwischenwelle 21 direkt an die Getriebeausgangswelle 5 gekoppelt, sodass dann keine der Radebenen an der Momentübertragung beteiligt ist. Im Overdrive-Gang dreht die Antriebswelle 4 langsamer als die Getriebeausgangswelle 5.
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Beim Doppelkupplungsgetriebe 1 der 1 ist ein der zweiten Getriebeeingangswelle 3 zugeordnetes Zahnrad 7 ein von der Antriebswelle 4 aus gesehen ersten Radebene a, die den kleinsten Abstand zur Antriebswelle 4 aufweist, als Losrad ausgebildet, wohingegen an der Vorgelegewelle 6 zugeordnetes Zahnrad 8 dieser ersten Radebene a als Festrad ausgebildet ist.
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Ein der zweiten Getriebeeingangswelle 3 zugeordnetes Zahnrad 9 einer von der Antriebswelle 4 aus gesehen zweiten Radebene b, die den zweitkleinsten Abstand zur Antriebswelle 4 aufweist, ist wiederum als Losrad ausgebildet, wohingegen ein der Vorgelegewelle 6 zugeordnetes Zahnrad 10 der zweiten Radebene b wiederum als Festrad ausgebildet ist. Die der Vorgelegewelle 6 zugeordneten Festräder 8, 10 der beiden ersten Radebenen a und b sind fest verbunden.
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Dem der zweiten Getriebeeingangswelle 3 zugeordneten Zahnrad 7 der ersten Radebene a und dem zweiten Getriebeeingangswelle 3 zugeordneten Zahnrad 9 der zweiten Radebene b sind gemäß 1 zwei formschlüssige Schaltelemente S1 und S2 derart zugeordnet, dass dann, wenn ein erstes Schaltelement S1 dieser beiden formschlüssigen Schaltelemente S1 und S2 geschlossen ist, das der zweiten Getriebeeingangswelle 2 zugeordnete Zahnrad 7 der ersten Radebene a mit der zweiten Getriebeausgangswelle 3 gekoppelt ist, wohingegen dann, wenn ein zweites Schaltelement S2 dieser beiden formschlüssigen Schaltelemente S1 und S2 geschlossen ist, das der zweiten Getriebeeingangswelle 2 zugeordnete Zahnrad 9 der zweiten Radebene b mit der zweiten Getriebeeingangswelle 3 gekoppelt ist.
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Die beiden Schaltelemente S1 und S2, die zwischen der ersten Radebene a und der zweiten Radebene b positioniert sind, sind dabei von einem Doppelschaltelement bereitgestellt, wobei immer nur eines dieser beiden formschlüssigen Schaltelemente S1 und S2 geschlossen ist.
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Die obige Ausgestaltung der beiden ersten Radebenen a und b des Doppelkupplungsgetriebes 1 der 1 mit den zwischen denselben positionierten Schaltelementen S1 und S2 ist identisch auch in Doppelkupplungsgetrieben 1 der 2, 3, 7, 8, 10, 11, 13 und 14 genutzt.
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Beim Doppelkupplungsgetriebe 1 ist ein der ersten Getriebeeingangswelle 2 zugeordnetes Zahnrad 11 einer von der Antriebswelle 4 aus gesehen dritten Radebene c als Losrad und ein der Vorgelegewelle 6 zugeordnetes Zahnrad 12 der dritten Radebene c als Festrad ausgebildet. Demnach sind in 1 die Festräder 8, 10 und 12 der Vorgelegewelle 6 fest miteinander verbunden bzw. fest aneinander gekoppelt.
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Dem der ersten Getriebewelle 2 zugeordneten Losrad 11 der dritten Radebene c ist dabei gemäß 1 ein formschlüssiges Schaltelement S3 zugeordnet, wobei dann, wenn dieses formschlüssige Schaltelement S3 geschlossen ist, das der ersten Getriebeeingangswelle 2 zugeordnete Zahnrad 11 der dritten Radebene c an die erste Getriebeeingangswelle 2 gekoppelt ist.
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Beim Doppelkupplungsgetriebe 1 der 1 ist weiterhin vorgesehen, dass ein der ersten Getriebeeingangswelle 2 zugeordnetes Zahnrad 13 und ein Vorgelegewelle 6 zugeordnetes Zahnrad 14 einer von der Antriebswelle 4 aus gesehen vierten Radebene 5 jeweils als Losräder ausgebildet sind.
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Ferner ist in 1 ein der Zwischenwelle 21 zugeordnetes Zahnrad 15 einer von der Antriebswelle 4 aus gesehen fünften Radebene e als Festrad und ein der Vorgelegewelle 6 zugeordnetes Zahnrad 16 der fünften Radebene e als Losrad ausgebildet, wobei die der Vorgelegewelle 6 zugeordneten Losräder 14, 16 der vierten und fünften Radebenen d und e fest verbunden sind.
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Ferner ist in 1 ein der Zwischenwelle 21 zugeordnetes Zahnrad 17 einer von der Antriebswelle 4 aus gesehen sechsten Radebene f, die den zweitgrößten Abstand von der Antriebswelle 4 aufweist, als Losrad und ein der Vorgelegewelle 6 zugeordnetes Zahnrad 18 der sechsten Radebene f als Festrad ausgebildet.
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Darüber hinaus ist in 1 ein der Vorgelegewelle 6 zugeordnetes Zahnrad 20 und ein der Getriebeausgangswelle 5 zugeordnetes Zahnrad 19 einer von der Antriebswelle 4 aus gesehen siebten Radebene e, die den größten Abstand von der Antriebswelle 4 aufweist, jeweils als Festrad ausgebildet, wobei die der Vorgelegewelle 6 zugeordneten Zahnräder 18, 20 der sechsten und siebten Radebene f und g fest verbunden sind.
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Gemäß 1 sind zwischen der vierten Radebene d und der fünften Radebene e zwei weitere formschlüssige Schaltelemente S4 und S5 positioniert und dem der ersten Getriebeeingangswelle 2 zugeordneten Zahnrad 13 und dem der Zwischenwelle 21 zugeordneten Zahnrad 15 zugeordnet.
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Dann, wenn ein erstes Schaltelement S4 dieser beiden formschlüssigen Schaltelemente S4 und S5 geschlossen ist, ist das der ersten Getriebeeingangswelle 2 zugeordnete Zahnrad 13 an die erste Getriebewelle 2 gekoppelt, wohingegen dann, wenn ein zweites Schaltelement S5 dieser beiden formschlüssigen Schaltelemente S4 und S5 geschlossen ist, die Zwischenwelle 21 an die erste Getriebeeingangswelle 2 gekoppelt ist. Die formschlüssigen Schaltelemente S4 und S5 sind dabei von einem Doppelschaltelement bereitgestellt, wobei immer nur eines dieser beiden formschlüssigen Schaltelemente S4 und S5 geschlossen sein kann.
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Zwei weitere formschlüssige Schaltelemente S8 und S9 sind dem der Zwischenwelle 21 zugeordneten Zahnrad 17 der sechsten Radebene f und dem der Getriebeausgangswelle 5 zugeordneten Zahnrad 19 der siebten Radebene g derart zugeordnet, dass dann, wenn ein erstes Schaltelement S8 dieser beiden formschlüssigen Schaltelemente S8 und S9 geschlossen ist, das der Zwischenwelle 21 zugeordnete Zahnrad 17 der sechsten Radebene f mit der Zwischenwelle gekoppelt ist, wohingegen dann, wenn ein zweites Schaltelement S9 dieser beiden formschlüssigen Schaltelemente S8 und S9 geschlossen ist, die Zwischenwelle an die Getriebeausgangswelle 5 gekoppelt ist. Auch diese beiden formschlüssigen Schaltelemente S8 und S9 sind von einem Doppelschaltelement bereitgestellt, wobei immer nur eines dieser beiden formschlüssigen Schaltelemente S8 und S9 geschlossen sein kann.
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Ferner sind gemäß 1 zwischen der fünften Radebene e und der sechsten Radebene f zwei weitere formschlüssige Schaltelemente S6 und S7 positioniert und den der Vorgelegewelle 6 zugeordneten Zahnrädern 16, 18 dieser beiden Radebenen e und f derart zugeordnet, dass dann, wenn ein erstes Schalelement S6 dieser beiden formschlüssigen Schaltelemente S6 und S7 geschlossen ist, das der Vorgelegewelle 6 zugeordnete Zahnrad 16 der fünften Radebene e unter Ausbildung einer Trennstelle 22 der Vorgelegewelle 6 an die Vorgelegewelle 6 gekoppelt ist, nämlich an einen vorderen Abschnitt derselben, wohingegen dann, wenn ein zweites Schaltelement S7 dieser beiden formschlüssigen Schaltelemente S6, S7 geschlossen ist, diese Trennstelle 22 der Vorgelegewelle 6 überbrückt bzw. geschlossen ist. Dabei sind die formschlüssigen Schaltelemente S6 und S7 wieder von einem Doppelschaltelement bereitgestellt, wobei immer nur eines dieser beiden Schaltelemente S6 und S7 geschlossen sein kann.
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Die Ausgestaltung der Radebenen d, e, f und g mit den denselben zugeordneten Schaltelementen S4, S5, S6, S7, S8 und S9 ist identisch in den Doppelkupplungsgetrieben der 2, 3, 4, 5, 7 und 8 genutzt.
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2 zeigt eine Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes 1, welches ebenso wie das Doppelkupplungsgetriebe 1 der 1 die Schaltmatrix der 6 nutzt, und welches sich vom Doppelkupplungsgetriebe 1 der 1 lediglich durch die Ausgestaltung der dritten Radebene c und der Verschaltung des Schaltelements S3 unterscheidet, wobei beim Doppelkupplungsgetriebe 1 der 2 das der Getriebeeingangswelle 2 zugeordnete Zahnrad 11 der dritten Radebene c als Festrad und das der Vorgelegewelle 6 zugeordnete Zahnrad 12 der dritten Radebene c als Losrad ausgebildet ist. In diesem Fall wirkt das formschlüssige Schaltelemente S3 mit dem der Vorgelegewelle 6 zugeordneten Losrad 12 der dritten Radebene c derart zusammen, dass dann, wenn das formschlüssige Schaltelemente S3 geschlossen ist, das der Vorgelegewelle 6 zugeordnete Zahnrad 12 der dritten Radebene c an die Vorgelegewelle 6 gekoppelt ist.
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Das Doppelkupplungsgetriebe 1 der 3 entspricht hinsichtlich seiner Ausgestaltung der Radebenen sowie hinsichtlich der Verschaltung der Schaltelemente S1 bis S9 mit den Zahnrädern der Radebenen dem Ausführungsbeispiel der 2, das Ausführungsbeispiel der 3 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel der 2 lediglich dadurch, dass das formschlüssige Schaltelemente S3 nicht, wie in 2, zwischen der zweiten Radebene b und der dritten Radebene c positioniert ist, sondern vielmehr zwischen der dritten Radebene c und der vierten Radebene d.
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Wie bereits ausgeführt, nutzen nicht nur die Doppelkupplungsgetriebe 1 der 1 bis 3 die Schaltmatrix der 6, sondern vielmehr auch die Doppelkupplungsgetriebe der 4 und 5.
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Die Doppelkupplungsgetriebe der 4 und 5 unterscheiden sich von den Doppelkupplungsgetrieben der 1 bis 3 in erster Linie durch die Ausgestaltung ihrer ersten beiden Radebenen a und b sowie durch die Verschaltung der Schaltelemente S1 und S2 mit den Zahnrädern dieser beiden Radebenen a und b.
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So sind in den Ausführungsbeispielen der 4 und 5 die der zweiten Getriebeeingangswelle 3 zugeordneten Zahnräder 7 und 9 der ersten Radebene a und der zweiten Radebene b jeweils als Festräder ausgebildet. Das der Vorgelegewelle 6 zugeordnete Zahnrad 8 der ersten Radebene a ist als Festrad und das der Vorgelegewelle 6 zugeordnete Zahnrad 10 der zweiten Radebene b als Losrad ausgebildet.
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Mit diesen der Vorgelegewelle 6 zugeordneten Zahnrädern 8, 10 der beiden ersten Radebenen a und b wirken die beiden formschlüssigen Schaltelemente S1 und S2 derart zusammen, dass dann, wenn ein erstes Schaltelement S2 dieser beiden formschlüssigen Schaltelemente S1, S2 geschlossen ist, das der Vorgelegewelle 6 zugeordnete Losrad 10 der zweiten Radebene b unter Ausbildung einer ersten Trennstelle 22b der Vorgelegewelle 6 an dieselbe gekoppelt ist, wohingegen dann, wenn ein zweites Schaltelement S1 dieser beiden formschlüssigen Schaltelemente S1 und S2 geschlossen ist, diese erste Trennstelle 22b der Vorgelegewelle 6 überbrückt ist.
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Die Ausgestaltung der dritten Radebene c sowie die Verschaltung des formschlüssigen Schaltelements S3 entspricht im Ausführungsbeispiel der 4 dem Ausführungsbeispiel der 2 und im Ausführungsbeispiel der 5 dem Ausführungsbeispiel der 1. Es wird daher auf die obigen diesbezüglichen Ausführungen verweisen.
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Die Ausgestaltung der Radebenen d, e, f und g sowie die Verschaltung der formschlüssigen Schaltelemente S4, S5, S6, S7, S8 und S9 mit den Zahnrädern dieser Radebenen d bis g entspricht in den Ausführungsbeispielen der 4 und 5 den Ausführungsbeispielen der 1 bis 3. Es wird daher auf die obigen diesbezüglichen Ausführungen verweisen.
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Die in 1 bis 5 gezeigten Doppelkupplungsgetriebe 1 nutzen allesamt die Schaltmatrix der 6, können demnach bis zu fünfzehn Vorwärtsgänge bereitstellen. Werden fünfzehn Vorwärtsgänge bereitgestellt werden, handelt es sich bei den ersten fünf Vorwärtsgängen um Windungsgänge. Dann hingegen, wenn vierzehn Vorwärtsgänge bereitgestellt werden, wird vorzugsweise der erste Vorwärtsgang der 6 nicht genutzt, sodass dann die ersten vier Vorwärtsgänge jeweils Windungsgänge sind. In Windungsgängen sind vier oder sechs Radebenen an der Momentübertragung ausgehend von der Antriebswelle 4 in Richtung auf die Getriebeausgangswelle 5 beteiligt.
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Beim vorletzten Vorwärtsgang er Doppelkupplungsgetriebe 1 der 1 bis 5 handelt es sich um einen Direktgang.
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Beim letzten Vorwärtsgang der Doppelkupplungsgetriebe 1 der 1 bis 5 handelt es sich um einen Overdrive-Gang.
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7 zeigt eine vorteilhafte Weiterbildung des Doppelkupplungsgetriebes der 1, bei welchem sich im Bereich der beiden letzten Radebenen f und g eine zusätzliche Vorgelegewelle 23 mit derselben zugeordneten Festrädern 24 und 25 erstreckt, wobei diese Festräder 24 und 25 der zusätzlichen, relativ kurzen Vorgelegewelle 23 ebenso wie die Festräder 18 und 20 der Vorgelegewelle 6 in die Zahnräder 17 und 19 der Radebenen f und g kämmen. Durch das Vorsehen dieser zusätzlichen Vorgelegewelle 23 können besonders vorteilhaft hohe Momente übertragen werden. Obwohl nicht gezeigt, kann auch bei den Doppelkupplungsgetrieben 1 der 2 bis 5 die in 7 gezeigte Vorgelegewelle 23 zum Einsatz kommen.
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8 zeigt eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Doppelkupplungsgetriebes 1 der 1, nämlich eine Ausgestaltung, in welcher dasselbe mindestens einen Rückwärtsgang bereitstellt. Hierzu ist eine weitere Radebene R vorhanden, die in 8 zwischen die zweite Radebene b und die dritte Radebene c eingeschoben ist und ein der ersten Getriebeeingangswelle 2 zugeordnetes Losrad 26 und ein der Vorgelegewelle 6 zugeordnetes Festrad 27 umfasst, die unter Zwischenschaltung eines weiteren Zahnrads 28 ineinander kämmen. Ferner ist zur Bereitstellung mindestens eines Rückwärtsgangs ein zusätzliches Schaltelement S10 vorhanden, welches gemäß 8 vorzugsweise mit dem Schaltelement S3 ein Doppelschaltelement bildet. Dann, wenn das formschlüssige Schaltelement S10 geschlossen ist, ist das der ersten Getriebeeingangswelle 2 zugeordnete Losrad 26 der Rückwärtsgangradebene R an die erste Getriebeeingangswelle 2 gekoppelt.
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Das um mindestens einen Rückwärtsgang erweiterte Doppelkupplungsgetriebe 1 der 8 nutzt die Schaltmatrix der 9 und kann demnach bis zu acht Rückwärtsgänge bereitstellen.
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Weitere erfindungsgemäße Doppelkupplungsgetriebe zur Bereitstellung von vierzehn oder fünfzehn Vorwärtsgängen, die einen Direktgang und einen Overdrive-Gang umfassen, zeigen 10 und 11, wobei die Ausführungsbeispiele der 10 und 11 hinsichtlich der Ausgestaltung der Radebenen a und b sowie der Verschaltung der Schaltelemente S1 und S2 mit den Radebenen a und b den Ausführungsbeispielen der 1, 2, 3, 7 und 8 entsprechen. Es wird daher auf die obigen diesbezüglichen Ausführungen verweisen.
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Ferner entspricht die Ausgestaltung der Radebenen f und g sowie die Verschaltung der Schaltelemente S8 und S9 mit den Zahnrädern dieser Radebenen in den Ausführungsbeispielen der 10 und 11 den Ausführungsbeispielen der 1, 2, 3, 4, 5, 7 und 8. Es wird daher auf die obigen diesbezüglichen Ausführungen verweisen.
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In den Ausführungsbeispielen der 10 und 11 handelt es sich bei dem der ersten Getriebeeingangswelle 2 zugeordneten Zahnrad 11 der dritten Radebene c um ein Festrad und bei dem der Vorgelegewelle 6 zugeordneten Zahnrad 12 der dritten Radebene c um ein Losrad. Bei dem dem der Zwischenwelle 21 zugeordneten Zahnrad 13 der vierten Radebene d handelt es sich um ein Losrad und bei dem der Vorgelegewelle 6 zugeordneten Zahnrad 14 der vierten Radebene d handelt es sich ebenfalls um ein Losrad. Die Schaltelemente S4 und S5 sind in Ausführungsbeispielen der 10 und 11 zwischen der dritten Radebene c und der vierten Radebene d positioniert. Die Trennstelle zwischen der ersten Getriebeeingangswelle 2 und der Zwischenwelle 21 liegt demnach in den Ausführungsbeispielen der 10 und 11 zwischen den Radebenen c und d und nicht, wie in den Ausführungsbeispielen der 1 bis 5 und 7 bis 8 zwischen den Radebenen d und e. Dann, wenn in 10, 11 das Schaltelement S4 geschlossen ist, ist die zweite Getriebeeingangswelle 2 an die Zwischenwelle 21 gekoppelt. Dann, wenn das Schaltelement S5 geschlossen ist, ist das Losrad 13 der vierten Radebene d an die Zwischenwelle 21 gekoppelt.
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In 10 und 11 sind ferner die Losräder 12, 14 der Vorgelegewelle 6 der Radebenen c und d fest miteinander verbunden, die dann, wenn das Schaltelement S3 geschlossen ist, beide an die Vorgelegewelle 6 gekoppelt sind.
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In 10 und 11 besteht keine Verbindung zwischen den der Vorgelegewelle 6 zugeordneten Losrädern 14, 16 der vierten und fünften Radebene d und e, sodass dann, wenn das Schaltelement S6 geschlossen ist, in den Ausführungsbeispielen der 10 und 11 ausschließlich das Losrad 16 der fünften Radebene e an die Vorgelegewelle 6 gekoppelt ist.
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Die Doppelkupplungsgetriebe 1 der 10 und 11 nutzen die Schaltmatrix der 12 und können demnach bis zu fünfzehn Vorwärtsgänge bereitstellen, deren vorletzter Gang ein Direktgang und deren letzter Gang ein Overdrive-Gang ist.
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13 zeigt eine Weiterbildung des Doppelkupplungsgetriebes der 10, in welchem sich im Bereich der beiden letzten Radebenen f und g wiederum eine weitere Vorgelegewelle 23 mit den Festrädern 24 und 25 erstreckt, die ebenso wie die Festräder 18, 20 der Vorgelegewelle 6 in die Zahnräder 17, 19 der letzten Radebenen f und g eintreiben.
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14 zeigt eine Weiterbildung des Doppelkupplungsgetriebes der 11, welches mindestens einen Rückwärtsgang bereitstellen kann, wozu eine weitere Radebene R und ein weiteres Schaltelement S10 bereitgehalten wird. Dabei ist das der ersten Getriebeeingangswelle 2 zugeordnete Zahnrad 26 der Rückwärtsgangradebene R als Festrad und das der Vorgelegewelle 6 zugeordnete Zahnrad 27 der Rückwärtsgangradebene R als Losrad 27 ausgebildet, die unter Zwischenschaltung eines Zahnrads 28 ineinander treiben. Die Rückwärtsgangradebene R ist dabei wiederum zwischen die zweite Radebene b und die dritte Radebene c eingeschoben. Das Schaltelement S10 wirkt mit dem der Vorgelegewelle 6 zugeordneten Losrad 27 derart zusammen, dass dann, wenn das Schaltelement S10 geschlossen ist, das Losrad 27 der Rückwärtsgangradebene R an die Vorgelegewelle 6 gekoppelt ist. Dabei bildet das Schaltelement S10 mit dem Schaltelement S3 ein Doppelschaltelement, welches zwischen der Rückwärtsgangradebene R und der dritten Radebene c für die Vorwärtsgänge positioniert ist.
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Sämtlichen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass die Doppelkupplungsgetriebe 1 jeweils der Bereitstellung von vierzehn oder fünfzehn Vorwärtsgängen dienen, wobei die ersten fünf oder sechs Vorwärtsgänge Windungsgänge, der vorletzte Vorwärtsgang jeweils ein Direktgang und der letzte Gang jeweils ein Overdrive-Gang ist.
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Auf diese Weise können vierzehn oder fünfzehn sequentiell lastschaltbare Vorwärtsgänge mit geometrischem Stufungsverlauf der Gangsprünge bereitgestellt werden.
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Die Doppelkupplungsgetriebe verfügen über lediglich fünf Schaltstellen, wobei mindestens vier Schaltstellen von Doppelschaltelementen bereitgestellt sind. Die Doppelkupplungsgetriebe 1 verfügen über einen einfachen und kostengünstigen Aufbau.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Doppelkupplungsgetriebe
- 2
- Getriebeeingangswelle
- 3
- Getriebeeingangswelle
- 4
- Antriebswelle
- 5
- Getriebeausgangswelle
- 6
- Vorgelegewelle
- 7
- Zahnrad
- 8
- Zahnrad
- 9
- Zahnrad
- 10
- Zahnrad
- 11
- Zahnrad
- 12
- Zahnrad
- 13
- Zahnrad
- 14
- Zahnrad
- 15
- Zahnrad
- 16
- Zahnrad
- 17
- Zahnrad
- 18
- Zahnrad
- 19
- Zahnrad
- 20
- Zahnrad
- 21
- Zwischenwelle
- 22
- Trennstelle
- 22a
- Trennstelle
- 22b
- Trennstelle
- 23
- Vorgelegewelle
- 24
- Zahnrad
- 25
- Zahnrad
- 26
- Zahnrad
- 27
- Zahnrad
- 28
- Zahnrad
- a
- Radebene
- b
- Radebene
- c
- Radebene
- d
- Radebene
- e
- Radebene
- f
- Radebene
- g
- Radebene
- R
- Radebene
- K1
- Lastschaltkupplung
- K2
- Lastschaltkupplung
- S1
- Schaltelement
- S2
- Schaltelement
- S3
- Schaltelement
- S4
- Schaltelement
- S5
- Schaltelement
- S6
- Schaltelement
- S7
- Schaltelement
- S8
- Schaltelement
- S9
- Schaltelement
- S10
- Schaltelement
