DE102015202352A1

DE102015202352A1 - Doppelkupplungsgetriebe sowie Verfahren zum Betreiben eines Doppelkupplungsgetriebes

Info

Publication number: DE102015202352A1
Application number: DE102015202352.4A
Authority: DE
Inventors: Stefan Blattner; Christian Mittelberger; Eckhardt Lübke
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-02-10
Filing date: 2015-02-10
Publication date: 2016-08-11
Also published as: US10724617B2; US20180031096A1; WO2016128154A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe zum Einsatz in Kraftfahrzeugen, umfassend zwei Teilgetriebe, wobei jedes Teilgetriebe zumindest eine Eingangswelle umfasst und wobei die zwei Eingangswellen an einer Antriebsseite auf einer Eingangswellenachse des Getriebes angeordnet sind, eine Zwischenwelle und eine Ausgangswelle an einer Abtriebsseite des Getriebes als Abtriebswelle beider Teilgetriebe, wobei die Zwischenwelle mit zumindest einer der Eingangswellen und der Abtriebswelle zumindest mittelbar verbindbar oder verbunden ist, mindestens zwei Radebenen, insbesondere sieben Radebenen, und mindestens zwei Schaltelemente, insbesondere elf Schaltelemente und zwei Kupplungen sowie ein Vorgelege mit einer Vorgelegewellenachse, welche insbesondere parallel zur Eingangswellenachse angeordnet ist, wobei das Vorgelege zumindest zwei Vorgelegewellen umfasst, wobei eine erste der Vorgelegewellen mit Übertragungselementen aller Radebenen auf der Vorgelegewellenachse verbunden und/oder verbindbar ist und wobei eine zweite Vorgelegewelle fest mit Übertragungselementen zumindest zweier Radebenen verbunden ist und wobei mindestens ein Einzelschaltelement angeordnet ist und wobei die Mehrzahl der Schaltelemente als Doppelschaltelement ausgeführt ist und wobei zwei Schaltelemente auf der Eingangswellenachse und zwischen den beiden Radebenen angeordnet sind, deren Übertragungselemente mit der zweiten Vorgelegewelle fest verbunden sind und wobei eine Range-Gruppe, insbesondere in Planetenbauweise, mit der Zwischenwelle einerseits und mit der Abtriebswelle andererseits verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe zum Einsatz in Kraftfahrzeugen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Doppelkupplungsgetriebes sowie ein Kraftfahrzeug mit einem Doppelkupplungsgetriebe.
Getriebe für Kraftfahrzeuge werden unter anderem als sogenannte Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt, bei welchen jeweils eine Eingangswelle einem Teilgetriebe zugeordnet ist und bei welchen die Eingangswellen der beiden Teilgetriebe über je ein zugehöriges Lastschaltelement mit einem Antrieb, beispielsweise einem Verbrennungsmotor oder einem Elektromotor verbunden werden können, wobei die beiden Lastschaltelemente dabei in Form einer Doppelkupplung zusammengefasst werden. Die über ein solches Getriebe darstellbaren Gangstufen sind dann wechselweise auf die beiden Teilgetriebe aufgeteilt, so dass beispielsweise das eine Teilgetriebe die ungeraden Gänge und das entsprechend andere Teilgetriebe die geraden Gänge darstellt. Es ist weiterhin bekannt, die einzelnen Gangstufen durch eine oder mehrere Radstufen oder -ebenen, die jeweils unterschiedliche Übersetzungsstufen aufweisen, darzustellen. Mittels entsprechender Schaltelemente sind diese in den Kraft- bzw. Drehmomentfluss zwischen Antrieb und Abtrieb einbindbar, so dass eine entsprechende gewünschte Übersetzung zwischen Antrieb und Abtrieb des Getriebes jeweils dargestellt wird.
Durch eine wechselweise Aufteilung der Gänge auf die beiden Teilgetriebe ist es möglich, beim Fahren in einem dem einen Teilgetriebe zugeordneten Gang in dem jeweils anderen Teilgetriebe durch entsprechende Betätigung der Schalteinrichtungen bereits einen darauffolgenden Gang vorzuwählen, wobei ein letztendlicher Wechsel in den darauffolgenden Gang durch Öffnen des Lastschaltelementes des einen Teilgetriebes und ein kurz darauf folgendes Schließen des Lastschaltelementes des anderen Teilgetriebes ermöglicht wird. Auf diese Weise können die Gänge oder Gangstufen des Getriebes unter Last geschaltet werden, was ein Beschleunigungsvermögen des Kraftfahrzeugs aufgrund eines damit im Wesentlichen zugkraftunterbrechungsfreien Gangwechsels verbessert und komfortablere Schaltvorgänge für einen Fahrzeugführer ermöglicht.
Derartige Doppelkupplungsgetriebe können hierbei auch mit einem zu An- und Abtrieb zusätzlich angeordneten Vorgelege ausgeführt werden, so dass in axialer Richtung ein kompakter Aufbau ermöglicht wird. Weiterhin ist es bekannt geworden, Doppelkupplungsgetriebe mit einer Range-Gruppe abtriebsseitig zu versehen, um die Anzahl der durch das Getriebe darstellbaren Gänge zu erhöhen.
Aus der DE 10 2006 054 281 A1 ist ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug in Form eines Doppelkupplungsgetriebes bekanntgeworden. Das Doppelkupplungsgetriebe umfasst dabei zwei Teilgetriebe mit jeweils einer Eingangswelle. Durch Verbindung der jeweiligen Eingangswelle über ein jeweiliges Lastschaltelement können die beiden Teilgetriebe jeweils abwechselnd in einen Kraft- oder Drehmomentfluss von einem Antrieb zu einem Abtrieb eingebunden werden, wobei die Eingangswelle des ersten Teilgetriebes als Getriebezentral- und die Eingangswelle des zweiten Teilgetriebes als Getriebehohlwelle ausgeführt ist. Weiterhin ist eine Ausgangswelle angeordnet, die als Abtrieb beider Teilgetriebe ausgebildet ist, wobei eine Drehbewegung des Antriebs über mehrere Übersetzungsstufen auf den Abtrieb übersetzbar ist, in dem der Kraft- und Drehmomentfluss über ein Vorgelege geführt wird. Dabei werden zumindest zwei Radebenen mittels Betätigung zugehöriger Schaltelemente in den Kraft- und Drehmomentfluss geschaltet, wobei durch Kombination der Betätigung der Schaltelemente und dem Kraft- und Drehmomentfluss über entsprechende Radebene mehrere Übersetzungsstufen dargestellt werden können. Ebenso ist auch eine unübersetzte Übertragung der Drehbewegung des Antriebs auf eine Ausgangswelle des Abtriebs durch Betätigung entsprechender Schaltelemente möglich.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Doppelkupplungsgetriebe sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Doppelkupplungsgetriebes zur Verfügung zu stellen, welche möglichst viele Gänge mit möglichst wenig Radebenen und mit möglichst wenig Schaltelementen bereitstellen. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Doppelkupplungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Doppelkupplungsgetriebes bereitzustellen, welche einfach und kostengünstig herstellbar bzw. betreibbar ist, eine gute Lastschaltfähigkeit bereitstellen und gleichzeitig eine zuverlässige Übertragung von Drehmomenten zwischen Antrieb und Abtrieb ermöglichen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein alternatives Doppelkupplungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug sowie ein alternatives Verfahren zum Betreiben eines Doppelkupplungsgetriebes anzugeben.
Die vorliegende Erfindung löst die Aufgaben mit einem Doppelkupplungsgetriebe zum Einsatz in Kraftfahrzeugen, umfassend zwei Teilgetriebe, wobei jedes Teilgetriebe zumindest eine Eingangswelle umfasst und wobei die zwei Eingangswellen an einer Antriebsseite auf einer Eingangswellenachse des Getriebes angeordnet sind, eine Zwischenwelle und eine Ausgangswelle an einer Abtriebsseite des Getriebes als Abtriebswelle beider Teilgetriebe, wobei die Zwischenwelle mit zumindest einer der Eingangswellen und der Abtriebswelle zumindest mittelbar verbindbar oder verbunden ist, mindestens zwei Radebenen, insbesondere sieben Radebenen, und mindestens zwei Schaltelemente, insbesondere elf Schaltelemente und zwei Kupplungen sowie ein Vorgelege mit einer Vorgelegewellenachse, welche insbesondere parallel zur Eingangswellenachse angeordnet ist, wobei das Vorgelege zumindest zwei Vorgelegewellen umfasst, wobei eine erste der Vorgelegewellen mit Übertragungselementen aller Radebenen auf der Vorgelegewellenachse verbunden und/oder verbindbar ist und wobei eine zweite Vorgelegewelle fest mit Übertragungselementen zumindest zweier Radebenen verbunden ist und wobei mindestens ein Einzelschaltelement angeordnet ist und wobei die Mehrzahl der Schaltelemente als Doppelschaltelement ausgeführt ist und wobei zwei Schaltelemente auf der Eingangswellenachse und zwischen den beiden Radebenen angeordnet sind, deren Übertragungselemente mit der zweiten Vorgelegewelle fest verbunden sind und wobei eine Range-Gruppe, insbesondere in Planetenbauweise, mit der Zwischenwelle einerseits und mit der Abtriebswelle andererseits verbunden ist.
Die vorliegende Erfindung löst die Aufgaben ebenfalls bei einem Verfahren zum Betreiben eines Getriebes mit zwei Kupplungen und elf Schaltelementen dadurch, dass

– ein erster Gang mittels geschlossener zweiter Kupplung und geschlossenem ersten, achten und zehnten Schaltelement gebildet wird, und dass
– ein zweiter Gang mittels geschlossener erster Kupplung und geschlossenem fünften, achten und zehnten Schaltelement gebildet wird, und dass
– ein dritter Gang mittels geschlossener zweiter Kupplung und geschlossenem zweiten, achten und zehnten Schaltelement gebildet wird, und dass
– ein vierter Gang mittels geschlossener erster Kupplung und geschlossenem vierten und zehnten Schaltelement gebildet wird, und dass
– ein fünfter Gang mittels geschlossener zweiter Kupplung und geschlossenem ersten und sechstem und zehntem Schaltelement gebildet wird, und dass
– ein sechster Gang mittels geschlossener erster Kupplung und geschlossenem fünften, sechsten und zehnten Schaltelement gebildet wird, und dass
– ein siebter Gang mittels geschlossener zweiter Kupplung und geschlossenem zweiten, sechsten und zehnten Schaltelement gebildet wird, und dass
– ein achter Gang mittels geschlossener erster Kupplung und geschlossenem dritten und zehnten Schaltelement gebildet wird oder mittels geschlossener zweiter Kupplung und geschlossenem ersten, dritten, fünften und zehnten Schaltelement gebildet wird, und dass
– ein neunter Gang mittels geschlossener zweiter Kupplung und geschlossenem ersten und neunten Schaltelement gebildet wird oder mittels geschlossener erster Kupplung und geschlossenem dritten und zehnten Schaltelement gebildet wird, und dass
– ein zehnter Gang mittels geschlossener erster Kupplung und geschlossenem fünften und zehnten Schaltelement gebildet wird oder mittels geschlossener zweiter Kupplung und geschlossenem ersten und neunten Schaltelement gebildet wird, und dass
– ein elfter Gang mittels geschlossener zweiter Kupplung und geschlossenem zweiten und neunten Schaltelement gebildet wird oder mittels geschlossener erster Kupplung und geschlossenem fünften und neunten Schaltelement gebildet wird, und dass
– ein zwölfter Gang mittels geschlossener erster Kupplung und geschlossenem vierten und elften Schaltelement gebildet wird oder mittels geschlossener zweiter Kupplung und geschlossenem zweiten und neunten Schaltelement gebildet wird, und dass
– ein dreizehnter Gang mittels geschlossener zweiter Kupplung und geschlossenem ersten, sechsten und elften Schaltelement gebildet wird oder mittels geschlossener erster Kupplung und geschlossenem vierten und elften Schaltelement gebildet wird, und dass
– ein vierzehnter Gang mittels geschlossener erster Kupplung und geschlossenem fünften, sechsten und elften Schaltelement gebildet wird oder mittels geschlossener zweiter Kupplung und geschlossenem ersten, sechsten und elften Schaltelement gebildet wird, und dass
– ein fünfzehnter Gang mittels geschlossener zweiter Kupplung und geschlossenem zweiten, sechsten und elften Schaltelement gebildet wird oder mittels geschlossener erster Kupplung und geschlossenem fünften, sechsten und elften Schaltelement gebildet wird, und dass
– ein sechzehnter Gang mittels geschlossener erster Kupplung und geschlossenem dritten und elften Schaltelement gebildet wird oder mittels geschlossener zweiter Kupplung und geschlossenem zweiten, sechsten und elften Schaltelement gebildet wird, und dass
– ein siebzehnter Gang mittels geschlossener zweiter Kupplung und geschlossenem ersten oder zweiten Schaltelement sowie geschlossenem dritten, fünften und elften Schaltelement gebildet wird,

Die Aufgaben werden schließlich auch bei einem Kraftfahrzeug, insbesondere Personen- oder Lastkraftwagen mit einem Doppelkupplungsgetriebe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21 gelöst.
Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass damit eine hohe Anzahl von lastschaltbaren Gängen zur Verfügung gestellt werden kann sowie lastschaltbare Gänge über Stützgangschaltungen mit möglichst wenig Schaltelementen und Radebenen.
Unter dem Begriff „Radstufe“ oder „Radebene“ sind vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen, im Wesentlichen zwei miteinander zusammenwirkende Übertragungselemente zur Übertragung von Drehmomenten von dem einen Übertragungselement auf das andere Übertragungselement zu verstehen, die vorzugsweise eine Unter- oder Übersetzung für insbesondere mit den Übertragungselementen zusammenwirkenden Wellen im Getriebe bereitstellen.
Unter dem Begriff „Schaltelement“ ist vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen eine Vorrichtung zu verstehen, die zumindest einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand aufweist, wobei im geöffneten Zustand die Vorrichtung kein Drehmoment und wobei im geschlossenen Zustand die Vorrichtung ein Drehmoment zwischen zwei mit dieser Vorrichtung bzw. dem Schaltelement zusammenwirkenden Vorrichtungen übertragen kann.
Unter dem Begriff „Schalteinrichtung“ ist vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen zumindest ein Schaltelement und zumindest eine Schaltelementbetätigungseinrichtung zur Betätigung des zumindest einen Schaltelementes zu verstehen.
Unter dem Begriff „Übertragungselement“ ist vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen eine Vorrichtung zu verstehen, mit der Kraft und/oder Drehmomente übertragbar sind. Übertragungselemente können dabei vorzugsweise als Räder, vorzugsweise als Zahnräder, insbesondere Stirnräder, Kegelräder, Schneckenräder oder dergleichen ausgebildet sein.
Unter dem Begriff „Doppelschaltelement“ sind vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen zwei Schaltelemente und zwei getrennte Schaltelementbetätigungseinrichtungen, insbesondere in Form von Schiebemuffen, zu verstehen, die so betätigbar sind, dass zumindest eines der zwei Schaltelemente geschlossen und das jeweils andere Schaltelement gleichzeitig geöffnet ist.
Über eine Antriebswelle wird besonders bevorzugt ein Drehmoment bzw. eine Rotationsbewegung einer Antriebswelle, beispielsweise eines Verbrennungsmotors, in das Getriebe eingeleitet. In bevorzugter Weise befindet sich zwischen Antriebswelle und der Abtriebswelle ein Einfahrelement, wie etwa ein hydrodynamischer Drehmomentwandler oder eine Strömungskupplung.
Unter einer Welle ist nachfolgend nicht ausschließlich ein beispielsweise zylindrisches, drehbar gelagertes Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten zu verstehen, sondern vielmehr sind hierunter auch allgemeine Verbindungselemente zu verstehen, die einzelne Bauteile oder Elemente miteinander verbinden, insbesondere Verbindungselemente, die mehrere Elemente drehfest miteinander verbinden.
Zwei Elemente werden insbesondere als miteinander verbunden bezeichnet, wenn zwischen den Elementen eine feste, insbesondere drehfeste Verbindung, besteht. Insbesondere drehen solche verbundenen Elemente mit der gleichen Drehzahl.
Zwei Elemente werden im Weiteren als verbindbar bezeichnet, wenn zwischen diesen Elementen eine lösbare Verbindung besteht. Insbesondere drehen solche Elemente mit der gleichen Drehzahl, wenn die Verbindung besteht.
Die verschiedenen Bauteile und Elemente der genannten Erfindung können dabei über eine Welle bzw. ein Verbindungselement, aber auch direkt, beispielsweise mittels einer Schweiß-, Press- oder einer sonstigen Verbindung miteinander verbunden sein.
Unter einer Kupplung ist vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen, ein Schaltelement zu verstehen, welches, je nach Betätigungszustand, eine Relativbewegung zwischen zwei Bauteilen zulässt oder eine Verbindung zur Übertragung eines Drehmoments darstellt. Unter einer Relativbewegung ist beispielsweise eine Rotation zweier Bauteile zu verstehen, wobei die Drehzahl des ersten Bauteils und die Drehzahl des zweiten Bauteils voneinander abweichen. Darüber hinaus ist auch die Rotation nur eines der beiden Bauteile denkbar, während das andere Bauteil still steht oder in entgegengesetzter Richtung rotiert.
Im Folgenden ist unter einer nicht betätigten Kupplung eine geöffnete Kupplung zu verstehen. Dies bedeutet, dass eine Relativbewegung zwischen den beiden Bauteilen möglich ist. Bei betätigter bzw. geschlossener Kupplung rotieren die beiden Bauteile dementsprechend mit gleicher Drehzahl in dieselbe Richtung.
Grundsätzlich ist auch eine Verwendung von Schaltelementen möglich, die im nicht betätigten Zustand geschlossen und im betätigten Zustand geöffnet sind. Dementsprechend sind die Zuordnungen zwischen Funktion und Schaltzustand der oben beschriebenen Schaltzustände in umgekehrter Weise zu verstehen. Bei den nachfolgenden Ausführungsbeispielen anhand der Figuren, wird zunächst eine Anordnung zugrundegelegt, in der ein betätigtes Schaltelement geschlossen und ein nicht betätigtes Schaltelement geöffnet ist.
Durch die Verwendung von Planetenradsätzen können besonders kompakte Getriebe realisiert werden, wodurch eine große Freiheit bei der Anordnung des Getriebes in dem Fahrzeug erreicht wird.
Ein Planetenradsatz umfasst ein Sonnenrad, ein Planetenträger respektive Steg und ein Hohlrad. An dem Planetenträger respektive Steg drehbar gelagert sind Planetenräder oder Planeten, welche mit der Verzahnung des Sonnenrades und/oder der Verzahnung des Hohlrades kämmen.
Unter den Elementen eines Planetenradsatzes werden insbesondere das Sonnenrad, das Hohlrad, der Planetenträger respektive Steg und die Planetenräder respektive die Planeten des Planetenradsatzes verstanden.
Besonders bevorzugt sind die Schaltelemente selektiv, also einzeln und bedarfsgerecht betätigbar, wodurch unterschiedliche Gänge durch unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle realisierbar sind.
Je höher die Anzahl der Gänge, desto feiner kann eine Gangabstufung bei einer großen Getriebespreizung realisiert werden und somit kann beispielsweise ein Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs in einem optimalen Drehzahlbereich und damit möglichst wirtschaftlich betrieben werden. Gleichzeitig trägt dies zu einer Erhöhung des Fahrkomforts bei, da der Verbrennungsmotor bevorzugt auf einem niedrigen Drehzahlniveau betreibbar ist. So werden beispielsweise auch Lärmemissionen reduziert, welche durch den Betrieb des Verbrennungsmotors entstehen.
Hierzu eignen sich in besonderer Weise bedarfsgerecht betätigbare Schaltelemente, wie beispielsweise elektromechanische Schaltelemente oder elektromagnetische Schaltelemente. Sie zeichnen sich, insbesondere im Vergleich zu konventionell hydraulisch betätigbaren Schaltelementen, durch einen besonders geringen und effizienten Energiebedarf aus, da sie nahezu verlustfrei betreibbar sind. Darüber hinaus kann in vorteilhafter Weise darauf verzichtet werden, permanent einen Steuerdruck für die Betätigung der beispielsweise konventionell hydraulischen Schaltelemente vorzuhalten, bzw. das jeweilige Schaltelement in geschaltetem Zustand permanent mit dem erforderlichen Hydraulikdruck zu beaufschlagen. Hierdurch können beispielsweise weitere Bauteile wie eine Hydraulikpumpe entfallen, soweit diese ausschließlich der Ansteuerung und Versorgung der konventionell hydraulisch betätigbaren Schaltelemente dienen. Erfolgt die Versorgung weiterer Bauteile mit Schmiermitteln nicht über eine separate Schmiermittelpumpe, sondern über die gleiche Hydraulikpumpe, so kann diese zumindest kleiner dimensioniert werden. Auch eventuell auftretende Undichtigkeiten an Ölübergabestellen des Hydraulikkreislaufs, insbesondere bei rotierenden Bauteilen, entfallen. Dies trägt besonders bevorzugt ebenfalls zu einer Effizienzsteigerung des Getriebes in Form eines höheren Wirkungsgrades bei.
Bei der Verwendung von bedarfsgerecht betätigbaren Schaltelementen der oben genannten Art ist es besonders vorteilhaft, wenn diese von außen gut zugänglich sind. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass die benötigte Schaltenergie den Schaltelementen gut zugeführt werden kann. Daher sind Schaltelemente besonders gut bevorzugt so angeordnet, dass sie von außen gut zugänglich sind. Von außen gut zugänglich bedeutet im Sinne der Schaltelemente, das Zwischengehäuse des Getriebes und dem Schaltelement keine weiteren Bauteile angeordnet sind, bzw. dass die Schaltelemente besonders bevorzugt an der Antriebswelle oder an der Abtriebswelle angeordnet sind.
Unter dem Begriff „Bindbarkeit“ ist vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen zu verstehen, dass bei unterschiedlicher geometrischer Lage die gleiche Anbindung bzw. Bindung von Schnittstellen gewährleistet ist, ohne dass sich einzelne Verbindungselemente oder Wellen kreuzen.
Unter dem Begriff „Standübersetzung“ ist diejenige Übersetzung zu verstehen, die durch das Übersetzungsverhältnis zwischen Sonnenrad und Hohlrad des jeweiligen Planetenradsatzes realisiert ist, wenn der Planetenträger respektive Steg feststeht.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Zweckmäßigerweise sind sämtliche Schaltelemente bis auf ein Schaltelement in Doppelschaltelementen zusammengefasst ausgebildet. Damit ist die Mehrzahl von jeweils zwei Schaltelementen gemeinsam mittels jeweils einer Schaltelementbetätigungseinrichtung betätigbar, was platzsparend und kostengünstig ist.
Vorteilhafterweise sind die Schaltelemente in axialer Richtung im Getriebe zumindest teilweise symmetrisch verteilt und/oder zumindest teilweise abwechselnd auf Eingangswellenachse und Vorgelegewellenachse angeordnet. Auf diese Weise kann der Bauraum in axialer Richtung verringert werden, was vorteilhaft beim Einsatz des Getriebes in verschiedenen Fahrzeugen ist.
Zweckmäßigerweise ist ein Schaltelement auf der Abtriebsseite der am weitesten abtriebsseitig angeordneten Radebene der beiden Radebenen, deren Übertragungselemente mit der zweiten Vorgelegewelle direkt verbunden sind, angeordnet. Damit kann der Bauraum im Bereich der beiden Radebenen gesenkt werden, da die beiden Schaltelemente auf der Eingangswellenachse zwischen den beiden Radebenen angeordnet sind.
Vorteilhafterweise sind mittels besagtem Schaltelement die beiden Vorgelegewellen verbindbar. Damit kann auf einfache Weise eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten durch das besagte Schaltelement der beiden Vorgelegewellen zur Verfügung gestellt werden.
Zweckmäßigerweise ist eine der Radebenen als Rückwärtsgangstufe zur Bereitstellung zumindest eines Rückwärtsganges ausgebildet. Somit kann die Drehrichtung der Abtriebswelle in Bezug auf eine der Eingangswellen umgekehrt werden. Durch den zumindest einen Rückwärtsgang wird die Flexibilität des Getriebes hinsichtlich des Einsatzes in verschiedenen Fahrzeugen wesentlich erhöht.
Vorteilhafterweise ist die Rückwärtsgangstufe in der Abfolge der Radebenen von der Antriebs- zur Abtriebsseite an der vorletzten oder vorvorletzten Radebenen-Position angeordnet. Auf diese Weise kann die Belastung des Getriebes in der antriebsseitigen Hälfte, d.h. in der ersten Hälfte des Getriebes zwischen Antriebsseite und Range-Gruppe gesenkt werden.
Zweckmäßigerweise ist ein einzelnes Schaltelement zu jeweils zwei Doppelschaltelementen antriebsseitig und abtriebsseitig angeordnet. Damit kann der mittlere Bereich des Getriebes im Wesentlichen kompakt ausgeführt werden, da dort dann nur ein einzelnes Schaltelement angeordnet ist.
Vorteilhafterweise ist jeweils auf der Eingangswellenachse und der Vorgelegewellenachse ein einzelnes Schaltelement angeordnet. Damit kann beispielsweise eine ungerade Anzahl von Schaltelementen im Getriebe bei größtmöglicher Kompaktheit der anderen Schaltelemente in Form von jeweiligen Doppelschaltelementen ermöglicht werden. Gleichzeitig können mittels der Anordnung von Einzelschaltelementen diese jeweils unabhängig voneinander in flexibler Weise Radebenen und/oder Wellen koppeln.
Zweckmäßigerweise sind zwei Einzelschaltelemente auf der Eingangswellenachse oder auf der Vorgelegewellenachse angeordnet. Dies erhöht die Flexibilität des Getriebes noch weiter, da die Einzelschaltelemente, im Gegensatz zu Doppelschaltelementen, jeweils separat betätigbar sind. Sind die beiden Einzelschaltelemente auf der Eingangswellenachse oder der Vorgelegewellenachse angeordnet, wird somit die Flexibilität des Getriebes hinsichtlich der Darstellung von verschiedenen Gangstufen sowie beim Einsatz in verschiedenen Fahrzeugen weiter erhöht.
Vorteilhafterweise sind die beiden einzelnen Schaltelemente zwischen den gleichen Radebenen angeordnet. Dies senkt den Bauraum des Getriebes in axialer Richtung.
Zweckmäßigerweise sind die beiden direkt vor der Range-Gruppe angeordneten Schaltelemente und/oder die zur Antriebsseite nächst benachbarten Schaltelemente auf der Eingangswellenachse oder auf der Vorgelegewellenachse angeordnet, insbesondere wobei diese jeweils als Doppelschaltelement ausgebildet sind. Damit kann der Bauraum im Bereich der Antriebsseite und/oder im Bereich vor der Range-Gruppe jeweils flexibel an äußere Erfordernisse angepasst werden. Werden beispielsweise die beiden zur Antriebsseite nächstbenachbarten Schaltelemente auf der Vorgelegewellenachse angeordnet, kann der Bauraum im Bereich der Kupplungen erheblich gesenkt werden.
Vorteilhafterweise ist die Mehrzahl der Schaltelemente, insbesondere alle bis auf ein einzelnes Schaltelement auf der Eingangswellenachse angeordnet. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass der Bauraum des Vorgeleges erheblich reduziert wird und die Herstellung vereinfacht wird.
Zweckmäßigerweise sind zwei Schaltelemente zur Betätigung der Range-Gruppe angeordnet und ein Schaltelement zur Anbindung der Range-Gruppe, wobei mittels einem der Schaltelemente zur Betätigung der Range-Gruppe eine Verbindung mit einem drehfesten Gehäuse und mittels des anderen Schaltelements eine Kopplung zweier Elemente der Range-Gruppe bereitstellbar ist. Durch die zwei Schaltelemente kann die Range-Gruppe flexibel betätigt werden und so verschiedene Zustände bereitstellen, so dass weitere Gangstufen durch das Getriebe insgesamt zur Verfügung gestellt werden können. Ebenso kann die Range-Gruppe in flexibler Weise mittels des einen Schaltelements zusätzlich in den Kraft- und Drehmomentfluss eingebunden werden.
Vorteilhafterweise ist mittels des Schaltelements zur Anbindung der Range-Gruppe ein Element der Range-Gruppe direkt mit einem Übertragungselement der letzten Radebene auf der Eingangswellenachse verbindbar, insbesondere welche in Form einer Abtriebskonstante ausgebildet ist. Damit wird die Flexibilität der Anbindung der Range-Gruppe weiter erhöht, so dass die Anzahl der möglichen Schaltzustände des Getriebes erhöht und damit die Bereitstellung weiterer Gangstufen erheblich vereinfacht wird.
Zweckmäßigerweise sind sieben Radebenen, umfassend eine Rückwärtsgangstufe und elf Schaltelemente angeordnet und es sind mittels dieser zumindest siebzehn Vorwärtsgänge, insbesondere achtzehn Vorwärtsgänge oder zumindest drei Rückwärtsgänge darstellbar. Ein Vorteil ist die hohe Flexibilität und Zuverlässigkeit des Getriebes, so dass sich dieses für den Einsatz in einer Vielzahl von unterschiedlichen Kraftfahrzeugen eignet. Darüber hinaus kann durch die hohe Zahl von Vorwärtsgängen ein Kraftfahrzeug mit dem Getriebe besser im optimalen Bereich der Verbrennungskraftmaschine betrieben werden, was insbesondere Kraftstoffkosten reduziert.
Vorteilhafterweise sind zumindest sechszehn Vorwärtsgänge und/oder die Rückwärtsgänge sequentiell voll lastschaltbar. Damit wird eine hohe Lastschaltfähigkeit des Getriebes insgesamt erreicht.
Zweckmäßigerweise sind einer der durch das Getriebe darstellbaren Gänge als OverDrive-Gang und ein anderer als Direktgang darstellbar. Mittels des OverDrive-Gangs kann die Drehzahl des Getriebes erheblich reduziert werden, was den Kraftstoffverbrauch eines damit betriebenen Kraftfahrzeugs senkt. Ein Direktgang ermöglicht eine besonders direkte Übertragung von Kraft und Drehmomenten, was hinsichtlich der Lebensdauer des Getriebes vorteilhaft ist.
Zweckmäßigerweise erfolgt ein Gangwechsel in den Direktgang über eine Stützgangschaltung mittels des jeweiligen nächsthöheren Ganges. Damit wird die Lastschaltbarkeit des Getriebes weiter verbessert.
Vorteilhafterweise ist die Range-Gruppe lastschaltbar. Auch damit wird die Lastschaltbarkeit des Getriebes weiter verbessert.
Vorteilhafterweise wird bei einem Verfahren gemäß Anspruch 22 ein achtzehnter Gang mittels geschlossener erster Kupplung und geschlossenem dritten und elften Schaltelement gebildet. Damit wird auf einfache Weise ein weiterer Gang mittels des Doppelkupplungsgetriebes zur Verfügung gestellt.
Zweckmäßigerweise wird bei einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 22 bis 23 ein erster Rückwärtsgang mittels geschlossener zweiter Kupplung und geschlossenem ersten, siebten und zehnten Schaltelement gebildet, und ein zweiter Rückwärtsgang mittels geschlossener erster Kupplung und geschlossenem fünften, siebten und zehnten Schaltelement gebildet, und ein dritter Rückwärtsgang mittels geschlossener zweiter Kupplung und geschlossenem zweiten, siebten und zehnten Schaltelement gebildet. Dies hat den Vorteil, dass das Doppelkupplungsgetriebe mehrere Rückwärtsgänge zur Verfügung stellen kann.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen, und aus dazugehöriger Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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.
Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen.
Dabei zeigen jeweils in schematischer Form
1 ein Getriebe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
4 ein Getriebe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
1 zeigt ein Getriebe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 ein Doppelkupplungsgetriebe. Das Doppelkupplungsgetriebe 1 weist zwei Lastschaltelemente in Form von Kupplungen in KL1, KL2 auf. Mittels der Doppelkupplung KL1, KL2 kann dabei die Antriebsseite AN mit der Abtriebsseite AB des Getriebes 1 zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten gekoppelt bzw. verbunden werden. Hierzu ist die erste Kupplung KL1 mit einer ersten Eingangswelle EW1 verbunden und die zweite Kupplung KL2 ist mit einer zweiten Eingangswelle EW2 verbunden. Die zweite Eingangswelle EW2 ist dabei als Hohlwelle ausgebildet, wohingegen die erste Eingangswelle EW1 als Vollwelle ausgebildet ist. Beide Eingangswellen EW1, EW2 sind dabei koaxial und parallel zueinander angeordnet.
Eine Antriebswelle kann dabei die beiden Kupplungen KL1, KL2 bspw. mit einem Motor verbinden.
Weiterhin umfasst das Getriebe 1 zwei Teilgetriebe 2, 3. Das erste Teilgetriebe 2 ist mit der ersten Eingangswelle EW1, das zweite Teilgetriebe 3 ist mit der zweiten Eingangswelle EW2 koppelbar bzw. gekoppelt. Dem ersten Teilgetriebe 2 ist dabei zumindest eine dritte Radebene III zugeordnet, wohingegen dem zweiten Teilgetriebe 3 zumindest eine erste und zweite Radebene I, II zugeordnet ist.
Weiter umfasst das Getriebe 1 eine Eingangswellenachse 4, auf der die beiden Eingangswellen EW1, EW2 angeordnet sind. Auf der Eingangswellenachse 4 ist weiterhin drehmomentabwärts der beiden Eingangswellen EW1, EW2 eine Zwischenwelle SW, eine Planeten-Rangegruppe GP sowie eine Abtriebswelle AW angeordnet.
Drehmoment- und kraftflussabwärts der Antriebsseite AN des Getriebes 1 beginnend von den beiden Kupplungen KL1, KL2 umfasst das Getriebe 1 auf der Eingangswellenachse 4 zunächst die erste Radebene I, die zweite Radebene II, die dritte Radebene III, ein drittes Schaltelement C, ein viertes Schaltelement D, eine vierte Radebene IV, ein sechstes Schaltelement F, eine fünfte Radebene V, eine sechste Radebene VI, ein siebtes Schaltelement G, ein achtes Schaltelement H, sowie eine siebte Radebene VII, ein neuntes Schaltelement I, die Planeten-Rangegruppe GP, ein zehntes Schaltelement J und ein elftes Schaltelement K.
Jede der genannten Radebenen I, II, III, IV, V, VI und VII weist zwei Übertragungselemente, insbesondere in Form von Zahnrädern auf, die hier jeweils mit einer Welle und/oder einem der Schaltelemente A-K des Getriebes 1 verbunden sind.
Parallel zur Eingangswellenachse 4 ist eine Vorgelegewellenachse 5 für ein Vorgelege 6 angeordnet. Das Vorgelege 6 umfasst eine als Vollwelle ausgebildete Vorgelegewelle VW1 mit einer koaxial und parallel dazu angeordneten, als Hohlwelle ausgebildeten Vorgelegewelle VW2. Zwischen der Eingangswellenachse 4 und der Vorgelegewellenachse 5 weist die sechste Radebene VI ein Zwischenrad ZR zur Umkehrung der Drehrichtung auf, so dass mittels der Abtriebswelle AW bei gleicher Drehrichtung einer Eingangswellen EW1, EW2 eine umgekehrte Drehrichtung zur Bereitstellung zumindest eines Rückwärtsgangs ermöglicht wird. Die sechste Radebene VI ist somit als Rückwärtsgangstufe ausgebildet.
Beginnend von der Antriebsseite AN umfasst die Vorgelegewellenachse 5 die erste Radebene I, ein erstes Schaltelement A, ein zweites Schaltelement B, die zweite Radebene II, die dritte Radebene III, die vierte Radebene IV, ein fünftes Schaltelement E, die fünfte Radebene V, die sechste Radebene VI sowie die siebte Radebene VII.
Im Folgenden werden nun die elf Schaltelemente A, B, C, D, E, F, G und H sowie I, J, K beschrieben.
Das erste Schaltelement A ist auf der Vorgelegewellenachse 5 angeordnet und einerseits mit der ersten Vorgelegewelle VW1, andererseits mit einem Übertragungselement der ersten Radebene I verbunden. Das erste Schaltelement A stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der ersten Radebene I und der ersten Vorgelegewelle VW1 her.
Das zweite Schaltelement B ist auf der Vorgelegewellenachse 5 angeordnet und einerseits mit der ersten Vorgelegewelle VW1, andererseits mit einem Übertragungselement der zweiten Radebene II verbunden. Das zweite Schaltelement B stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der ersten Vorgelegewelle VW1 und der zweiten Radebene II her.
Das dritte Schaltelement C ist auf der Eingangswellenachse 4 angeordnet und einerseits mit der ersten Eingangswelle EW1 verbunden und andererseits mit der Zwischenwelle SW sowie mit einem Übertragungselement der dritten Radebene III. Das dritte Schaltelement C stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der ersten Eingangswelle EW, der dritten Radebene III und der Zwischenwelle SW her.
Das vierte Schaltelement D ist auf der Eingangswellenachse 4 angeordnet und ist einerseits mit der Zwischenwelle SW, andererseits mit einem Übertragungselement der vierten Radebenen IV verbunden. Das vierte Schaltelement D stellt bei Betätigung einer Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der vierten Radebene IV und der Zwischenwelle SW her.
Das fünfte Schaltelement E ist auf der Vorgelegewellenachse 5 angeordnet und einerseits mit der ersten Vorgelegewelle VW1 verbunden, andererseits mit der zweiten Vorgelegewelle VW2. Auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 sind Übertragungselemente der dritten Radebene III und der vierten Radebenen IV im Sinne von Festrädern angeordnet. Bei Betätigung stellt das fünfte Schaltelement E eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der ersten Vorgelegewelle VW1 und der zweiten Vorgelegewelle VW2 her.
Das sechste Schaltelement F ist auf der Eingangswellenachse 4 angeordnet und einerseits mit der Zwischenwelle SW verbunden, andererseits mit einem Übertragungselement der fünften Radebene V. Das sechste Schaltelement F ermöglicht bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der Zwischenwelle SW und der fünften Radebene V.
Das siebte Schaltelement G ist auf der Eingangswellenachse 4 angeordnet und einerseits mit der Zwischenwelle SW, andererseits mit einem Übertragungselement der sechsten Radebene IV verbunden. Das siebte Schaltelement G stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der sechsten Radebene VI und der Zwischenwelle SW her.
Das achte Schaltelement H ist auf der Eingangswellenachse 4 angeordnet und einerseits mit einem Übertragungselement der siebten Radebene VII verbunden, andererseits mit der Zwischenwelle SW. Das achte Schaltelement H stellt bei Betätigung eine Verbindung zur Übertragung von Kraft und Drehmomenten zwischen der siebten Radebene VII und der Zwischenwelle SW her.
Weiterhin ist eine Range-Gruppe GP in Planetenbauweise angeordnet, welche mit der Zwischenwelle SW, welche als Sonnenwelle des Planetengetriebes GP ausgebildet ist, verbunden ist, wobei das Planetengetriebe GP in üblicher Weise ausgebildet ist. Mittels des Schaltelementes I kann der Planetenradträger PT mit dem Übertragungselement der siebten Radebene VII auf der Eingangswellenachse 4 verbunden werden. Mittels des Schaltelementes J kann das Hohlrad HR des Planetengetriebes GP mit dem Gehäuse G drehfest gekoppelt werden. Mittels des Schaltelementes K kann die Abtriebswelle AW mit dem Hohlrad HR des Planetengetriebes GP gekoppelt werden.
Das erste und zweite Schaltelement A, B, das dritte und vierte Schaltelement C, D, das fünfte und sechste Schaltelement E, F sowie das siebte und achte Schaltelement G, H und das zehnte und elfte Schaltelement J, K sind jeweils in einer Schalteinrichtung zusammengefasst und mittels jeweils einer gemeinsamen Schaltelementbetätigungseinrichtung betätigbar.
Auf der ersten Eingangswelle EW1 ist das Übertragungselement der dritten Radebene III fest angeordnet. Auf der zweiten Eingangswelle EW2 sind Übertragungselemente der ersten Radebene I und der zweiten Radebene II fest angeordnet. Auf der ersten Vorgelegewelle VW1 sind die Übertragungselemente der fünften, sechsten und siebten Radebene V, VI, VII fest angeordnet, wohingegen auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 die Übertragungselemente der dritten Radebene III und der vierten Radebene IV im Sinne von Festrädern angeordnet sind.
2 zeigt eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 2 ist eine Schaltmatrix für ein Getriebe 1 gemäß der 1 gezeigt. Waagerecht sind dabei Spalten für jeweils ein Schaltelement A bis K sowie für die beiden Kupplungen KL1 und KL2 dargestellt. Senkrecht hierzu nach unten sind zunächst die siebzehn Vorwärtsgänge V1 bis V17 dargestellt sowie drei Rückwärtsgänge bezeichnet mit R1, R2 und R3. Die in der Schaltmatrix freigelassenen Einträge, beispielsweise bei dem Vorwärtsgang V1, bei der Kupplung KL1 und den Schaltelementen B, C, D, F, G, I, K zeigen an, dass das entsprechende Schaltelement bzw. die entsprechende Kupplung geöffnet ist, d.h., dass das Schaltelement bzw. die Kupplung hierbei keine Kräfte bzw. kein Drehmoment von den an das Schaltelement bzw. an die Kupplung angeschlossenen oder mit diesem bzw. dieser verbundenen jeweiligen Wellen überträgt.
Ein mit einem Punkt versehener Eintrag in der Schaltmatrix bezeichnet ein entsprechend betätigtes bzw. geschlossenes Schaltelement bzw. Kupplung, also in der Schaltmatrix bei dem Vorwärtsgang V1 bei der Kupplung KL2 sowie bei den Schaltelementen A, H und J.
Insgesamt weist das Doppelkupplungsgetriebe 1 gemäß der 1 bzw. 2 eine lastschaltbare Bereichsgruppe GP in Planetenbauweise auf. Die zwei Teilgetriebe 2, 3 sind jeweils mit der Eingangswelle EW1 bzw. EW2 verbunden. Dem zweiten Teilgetriebe 3 sind dabei die erste Radebene I und II sowie die Schaltelemente A und B zugeordnet und dem ersten Teilgetriebe 2 die Radebenen III und IV sowie die Schaltelemente C, D und E mit dem Direktgang, wenn das Schaltelement C betätigt ist. Die Radebenen V, VI und VII dienen als Abtriebskonstanten für vorwärts und rückwärts und werden mit den Schaltelementen F, G und H jeweils betätigt. Der Direktgang ist der achte Vorwärtsgang V8 im Hauptgetriebe, d.h. der vordere Teil des Getriebes ohne die Range-Gruppe. Die Abtriebskonstante in Form der siebten Radebene VII ist zum Steg/Planetenradträger PT der Planeten-Range-Gruppe GP hin schaltbar mittels des Schaltelements I. Die Abtriebskonstante des ersten Vorwärtsgangs V1 liegt auf der letzten Radebene des Hauptgetriebes, hier der siebten Radebene VII. Beim siebzehnten Vorwärtsgang V17, der als OverDrive-Gang ausgebildet ist, sind die beiden Teilgetriebe 2, 3 miteinander verkoppelt. Bei diesem Koppelgang V17 wird die Antriebsradebene III des ersten Teilgetriebes 2 als Abtriebs-Radebene für das zweite Teilgetriebe 3 genutzt. Der Abtrieb führt letztlich über das Direktgangschaltelement C. Darüber hinaus weist das Getriebe drei volllastschaltbare Rückwärtsgänge R1–R3 auf, sowohl für die langsame wie auch die schnelle Range-Gruppenübersetzung, sodass insgesamt sechs Rückwärtsgänge darstellbar sind
3 zeigt eine Schaltmatrix für ein Getriebe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 3 ist eine alternative Schaltmatrix für ein Getriebe 1 gemäß 1 gezeigt. Hierbei sind beim achten Vorwärtsgang V8 bzw. siebzehnten Vorwärtsgang V17 die beiden Teilgetriebe 2, 3 verkoppelt. Bei den beiden Koppelgängen V8 bzw. V17 wird die Antriebsradebene III des ersten Teilgetriebes 2 als Abtriebsradebene für das zweite Teilgetriebe 3 genutzt. Der Abtrieb führt letztlich über das Schaltelement C für den Direktgang. Der jeweilige Koppelgang liegt auf derselben Kupplung wie die nächstkleineren Gänge V7 bzw. V16, hier also auf der zweiten Kupplung KL2. Wird somit vom siebten Vorwärtsgang V7 in den achten Vorwärtsgang V8 bzw. vom sechszehnten Vorwärtsgang V16 in den siebzehnten Vorwärtsgang V17 geschaltet, erfolgt dies als Stützgangschaltung über den neunten Vorwärtsgang V9 bzw. achtzehnten Vorwärtsgang V18 mit dem Stützgang V9 bzw. V18. Auch hier stehen wieder drei voll lastschaltbare Rückwärtsgänge R1, R2 und R3 für die langsame wie auch die schnelle Range-Gruppenübersetzung zur Verfügung, so dass sich insgesamt sechs Rückwärtsgänge ergeben, wobei anstelle des Schaltelementes J dann das Schaltelement K betätigt ist für die drei weiteren Rückwärtsgänge.
4 zeigt ein Getriebe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 4 ist im Wesentlichen ein Getriebe 1 gemäß 1 gezeigt. Im Unterschied zum Getriebe 1 gemäß 1 sind beim Getriebe 1 gemäß 4 nun die beiden Schaltelemente F und G sowie H und I jeweils in einem Doppelschaltelement zusammengefasst, was die Anzahl der Schaltstellen im Getriebe 1 weiter reduziert. Dabei ist das Schaltelement H dann auf der Abtriebsseite der siebten Radebene VII zusammen mit dem Schaltelement I angeordnet, wohingegen das Schaltelement G nun auf der Antriebsseite der sechsten Radebene VI und das Schaltelement F nun auf der Abtriebsseite der fünften Radebene V angeordnet sind.
Bei den in den 1 bis 4 dargestellten Varianten können die Radebene I und die Radebene II getauscht werden. Darüber hinaus können die erste Radebene I und die zweite Radebene II auch jeweils fest mit der Vorgelegewelle verbunden werden und über das jeweilige Schaltelemente A, B mit der zweiten Eingangswelle EW2, welche als Hohlwelle ausgebildet ist, gekoppelt werden. Des Weiteren kann die Reihenfolge der Radebenen V und VI sowie deren jeweilige Anbindung mit Doppelschaltelement oder Einzelschaltelement F, G, H beliebig verändert werden. Jede der Radebenen V, VI und VII kann auch fest mit der Abtriebswelle des Hauptgetriebes, also dem Bereich des Getriebes ohne die Range-Gruppe verbunden sein und über das jeweilige Schaltelement F, G, H mit der Vorgelegewelle VW1, welche als Vollwelle ausgebildet ist, verbunden werden.
Zusammenfassend bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass ein siebzehn- bzw. achtzehn-Gang Doppelkupplungsgetriebe in Vorgelegebauweise mit einer lastschaltbaren Bereichsgruppe zur Verfügung gestellt wird, welche möglichst wenig Radebenen und Schaltelemente aufweist. Ein weiterer Vorteil ist, dass siebzehn bzw. sechszehn volllastschaltbare Gänge und lastschaltbare Gänge mittels einer Stützgangschaltung sowie weitere nicht lastschaltbare Gänge zur Verfügung gestellt werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
Bezugszeichenliste

1: Doppelkupplungsgetriebe
2, 3: Teilgetriebe
4: Eingangswellenachse
5: Vorgelegewellenachse
6: Vorgelege
AN: Antriebsseite
AB: Abtriebsseite
EW1, EW2: Eingangswellenachse
VW1, VW2: Vorgelegewellenachse
AW: Abtriebswelle
A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K: Schaltelement
I, II, III, IV, V, VI, VII: Radebene
ZR: Zwischenrad
KL1, KL2: Kupplung
V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, V10, V11, V12, V13, V14, V15, V16, V17, V18: Vorwärtsgang
R1, R2, R3: Rückwärtsgang
GP: Planeten-Range-Gruppe
SW: Sonnenwelle
PT: Planetenradträger/Steg
HR: Hohlrad

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006054281 A1 [0006]

Claims

Doppelkupplungsgetriebe (1) zum Einsatz in Kraftfahrzeugen, umfassend – zwei Teilgetriebe (2, 3), wobei jedes Teilgetriebe (2, 3) zumindest eine Eingangswelle (EW1, EW2) umfasst und wobei die zwei Eingangswellen (EW1, EW2) an einer Antriebsseite (AN) auf einer Eingangswellenachse (4) des Getriebes (1) angeordnet sind, – eine Zwischenwelle (SW) und – eine Ausgangswelle an einer Abtriebsseite (AB) des Getriebes (1) als Abtriebswelle (AW) beider Teilgetriebe (2, 3), wobei die Zwischenwelle (SW) mit zumindest einer der Eingangswellen und der Abtriebswelle zumindest mittelbar verbindbar oder verbunden ist, – mindestens zwei Radebenen (I, II, III, IV, V, VI, VII), insbesondere sieben Radebenen (I, II, III, IV, V, VI, VII), – mindestens zwei Schaltelemente (A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K), insbesondere elf Schaltelemente (A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K) und – zwei Kupplungen (KL1, KL2) sowie – ein Vorgelege (6) mit einer Vorgelegewellenachse (5), welche insbesondere parallel zur Eingangswellenachse (4) angeordnet ist, wobei das Vorgelege (6) zumindest zwei Vorgelegewellen (VW1, VW) umfasst, wobei eine erste der Vorgelegewellen (VW1) mit Übertragungselementen aller Radebenen (I, II, III, IV, V, VI, VII) auf der Vorgelegewellenachse (5) verbunden und/oder verbindbar ist und wobei eine zweite Vorgelegewelle (VW2) fest mit Übertragungselementen zumindest zweier Radebenen (III, IV) verbunden ist und wobei mindestens ein Einzelschaltelement (E) angeordnet ist und wobei die Mehrzahl der Schaltelemente (A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K) als Doppelschaltelement ausgeführt ist und wobei zwei Schaltelemente (C, D) auf der Eingangswellenachse (4) und zwischen den beiden Radebenen (III, IV) angeordnet sind, deren Übertragungselemente mit der zweiten Vorgelegewelle (VW2) fest verbunden sind und wobei eine Range-Gruppe (PG), insbesondere in Planetenbauweise, mit der Zwischenwelle (SW) einerseits und mit der Abtriebswelle (AW) andererseits verbunden ist.
Doppelkupplungsgetriebe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Schaltelemente (A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K) bis auf ein Schaltelement (E) in Doppelschaltelementen zusammengefasst ausgebildet sind.
Doppelkupplungsgetriebe gemäß einem der Ansprüche 1–2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente (A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K) in axialer Richtung im Getriebe (1) zumindest teilweise symmetrisch verteilt und/oder zumindest teilweise abwechselnd auf Eingangswellenachse (4) und Vorgelegewellenachse (5) angeordnet sind.
Doppelkupplungsgetriebe gemäß einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltelement (E) auf der Abtriebsseite der am weitesten abtriebsseitig angeordneten Radebene (IV) der beiden Radebenen (III, IV), deren Übertragungselemente mit der zweiten Vorgelegewelle (VW2) direkt verbunden sind, angeordnet ist.
Doppelkupplungsgetriebe gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels besagtem Schaltelement (E) die beiden Vorgelegewellen (VW1, VW2) verbindbar sind.
Doppelkupplungsgetriebe gemäß einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Radebenen (VI) als Rückwärtsgangstufe zur Bereitstellung zumindest eines Rückwärtsgangs ausgebildet ist.
Doppelkupplungsgetriebe gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwärtsgangstufe (VI) in der Abfolge der Radebenen von der Antriebs-(AN) zur Abtriebsseite (AB) an der vorletzten (VI) oder vorvorletzten (V) Radebenen-Position angeordnet ist.
Doppelkupplungsgetriebe gemäß einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass ein einzelnes Schaltelement (E) zu jeweils zwei Doppelschaltelementen (A, B; C, D; F, G; H, I) antriebsseitig und abtriebsseitig angeordnet ist.
Doppelkupplungsgetriebe gemäß einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils auf Eingangswellenachse (4) und Vorgelegewellenachse (5) ein einzelnes Schaltelement (E, F) angeordnet ist.
Doppelkupplungsgetriebe gemäß einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Einzelschaltelemente (E, F) auf der Eingangswellenachse (4) oder Vorgelegewellenachse (5) angeordnet sind.
Doppelkupplungsgetriebe gemäß einem der Ansprüche 9–10, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden einzelnen Schaltelemente (E, F) zwischen den gleichen Radebenen (IV, V) angeordnet sind.
Doppelkupplungsgetriebe gemäß einem der Ansprüche 1–11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden direkt vor der Range-Gruppe (PG) angeordneten Schaltelemente (G, H) und/oder die zur Antriebsseite (AN) nächstbenachbarten Schaltelemente (A, B) auf der Eingangswellenachse (4) oder auf der Vorgelegewellenachse (5) angeordnet sind, insbesondere wobei diese jeweils als Doppelschaltelement ausgebildet sind.
Doppelkupplungsgetriebe gemäß einem der Ansprüche 1–12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der Schaltelemente (A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K), insbesondere alle bis auf ein einzelnes Schaltelement (E), auf der Eingangswellenachse (4) angeordnet ist.
Doppelkupplungsgetriebe gemäß einem der Ansprüche 1–13, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schaltelemente (J, K) zur Betätigung der Range-Gruppe (PG) angeordnet sind, und ein Schaltelement (I) zur Anbindung der Range-Gruppe (PG) angeordnet ist, wobei mittels einem der Schaltelemente (J) zur Betätigung der Range-Gruppe (PG) eine Verbindung mit einem Gehäuse (G) und mittels des anderen Schaltelementes (K) eine Kopplung zweier Elemente (HR, PT) der Range-Gruppe (PG) bereitstellbar ist.
Doppelkupplungsgetriebe gemäß einem der Ansprüche 1–14, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Schaltelements (I) zur Anbindung der Range-Gruppe (PG) ein Element (PT) der Range-Gruppe (PG) direkt mit einem Übertragungselement der letzten Radebene (VII), insbesondere welche in Form einer Abtriebskonstante ausgebildet ist, auf der Eingangswellenachse (4) verbindbar ist.
Doppelkupplungsgetriebe gemäß einem der Ansprüche 1–15, dadurch gekennzeichnet, dass sieben Radebenen (I, II, III, IV, V, VI, VII), umfassend eine Rückwärtsgangstufe, und elf Schaltelemente (A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K) angeordnet sind und mittels dieser zumindest siebzehn Vorwärtsgänge (V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, V10, V11, V12, V13, V14, V15, V16, V17, V18), insbesondere achtzehn Vorwärtsgänge (V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, V10, V11, V12, V13, V14, V15, V16, V17, V18) und/oder zumindest drei Rückwärtsgänge (R1, R2, R3) darstellbar sind.
Doppelkupplungsgetriebe gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest siebzehn Vorwärtsgänge (V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, V10, V11, V12, V13, V14, V15, V16, V17) und/oder die Rückwärtsgänge (R1, R2, R3) sequentiell voll lastschaltbar sind.
Doppelkupplungsgetriebe gemäß einem der Ansprüche 1–17, dadurch gekennzeichnet, dass einer der durch das Getriebe (1) darstellbaren Gänge als OverDrive-Gang (V17) und ein anderer als Direktgang (V8, V16) darstellbar sind.
Doppelkupplungsgetriebe gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der OverDrive-Gang (V17) mittels einer Kopplung der beiden Teilgetriebe (2, 3) darstellbar ist.
Doppelkupplungsgetriebe gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gangwechsel in den Direktgang (V8, V16) über eine Stützgangschaltung mittels des jeweiligen nächsthöheren Ganges (V9, V17) erfolgt.
Doppelkupplungsgetriebe gemäß einem der Ansprüche 1–20, dadurch gekennzeichnet, dass die Range-Gruppe (GP) lastschaltbar ist.
Verfahren zum Betreiben eines Getriebes (1) gemäß einem der Ansprüche 1–21 mit zwei Kupplungen (KL1, KL2) und elf Schaltelementen (A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K), dadurch gekennzeichnet, dass – ein erster Gang (V1) mittels geschlossener zweiter Kupplung (KL2) und geschlossenem ersten, achten und zehnten Schaltelement (A, H, J) gebildet wird, und dass – ein zweiter Gang (V2) mittels geschlossener erster Kupplung (KL1) und geschlossenem fünften, achten und zehnten Schaltelement (E, H, J) gebildet wird, und dass – ein dritter Gang (V3) mittels geschlossener zweiter Kupplung (KL2) und geschlossenem zweiten, achten und zehnten Schaltelement (B, H, J) gebildet wird, und dass – ein vierter Gang (V4) mittels geschlossener erster Kupplung (KL1) und geschlossenem vierten und zehnten Schaltelement (D, J) gebildet wird, und dass – ein fünfter Gang (V5) mittels geschlossener zweiter Kupplung (KL2) und geschlossenem ersten und sechstem und zehntem Schaltelement (A, F, J) gebildet wird, und dass – ein sechster Gang (V6) mittels geschlossener erster Kupplung (KL1) und geschlossenem fünften, sechsten und zehnten Schaltelement (E, F, J) gebildet wird, und dass – ein siebter Gang (V7) mittels geschlossener zweiter Kupplung (KL2) und geschlossenem zweiten, sechsten und zehnten Schaltelement (B, F, J) gebildet wird, und dass – ein achter Gang (V8) mittels geschlossener erster Kupplung (KL1) und geschlossenem dritten und zehnten Schaltelement (C, J) gebildet wird oder mittels geschlossener zweiter Kupplung (KL2) und geschlossenem ersten, dritten, fünften und zehnten Schaltelement (A, C, E, J) gebildet wird, und dass – ein neunter Gang (V9) mittels geschlossener zweiter Kupplung (KL2) und geschlossenem ersten und neunten Schaltelement (A, I) gebildet wird oder mittels geschlossener erster Kupplung (KL1) und geschlossenem dritten und zehnten Schaltelement (C, J) gebildet wird, und dass – ein zehnter Gang (V10) mittels geschlossener erster Kupplung (KL1) und geschlossenem fünften und zehnten Schaltelement (E, J) gebildet wird oder mittels geschlossener zweiter Kupplung (KL2) und geschlossenem ersten und neunten Schaltelement (A, I) gebildet wird, und dass – ein elfter Gang (V11) mittels geschlossener zweiter Kupplung (KL2) und geschlossenem zweiten und neunten Schaltelement (B, I) gebildet wird oder mittels geschlossener erster Kupplung (KL1) und geschlossenem fünften und neunten Schaltelement (E, I) gebildet wird, und dass – ein zwölfter Gang (V12) mittels geschlossener erster Kupplung (KL1) und geschlossenem vierten und elften Schaltelement (D, K) gebildet wird oder mittels geschlossener zweiter Kupplung (KL2) und geschlossenem zweiten und neunten Schaltelement (B, I) gebildet wird, und dass – ein dreizehnter Gang (V13) mittels geschlossener zweiter Kupplung (KL2) und geschlossenem ersten, sechsten und elften Schaltelement (A, F, K) gebildet wird oder mittels geschlossener erster Kupplung (KL1) und geschlossenem vierten und elften Schaltelement (D, K) gebildet wird, und dass – ein vierzehnter Gang (V14) mittels geschlossener erster Kupplung (KL1) und geschlossenem fünften, sechsten und elften Schaltelement (E, F, K) gebildet wird oder mittels geschlossener zweiter Kupplung (KL2) und geschlossenem ersten, sechsten und elften Schaltelement (A, F, K) gebildet wird, und dass – ein fünfzehnter Gang (V15) mittels geschlossener zweiter Kupplung (KL2) und geschlossenem zweiten, sechsten und elften Schaltelement (B, F, K) gebildet wird oder mittels geschlossener erster Kupplung (KL1) und geschlossenem fünften, sechsten und elften Schaltelement (E, F, K) gebildet wird, und dass – ein sechzehnter Gang (V16) mittels geschlossener erster Kupplung (KL1) und geschlossenem dritten und elften Schaltelement (C, K) gebildet wird oder mittels geschlossener zweiter Kupplung (KL2) und geschlossenem zweiten, sechsten und elften Schaltelement (B, F, K) gebildet wird, und dass – ein siebzehnter Gang (V17) mittels geschlossener zweiter Kupplung (KL2) und geschlossenem ersten oder zweiten Schaltelement (A, B) sowie geschlossenem dritten, fünften und elften Schaltelement (C, E, K) gebildet wird, wobei jeweils alle anderen Kupplungen und Schaltelemente geöffnet sind.
Verfahren gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein achtzehnter Gang (V18) mittels geschlossener erster Kupplung (KL1) und geschlossenem dritten und elften Schaltelement (C, K) gebildet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 22–23, dadurch gekennzeichnet, dass – ein erster Rückwärtsgang (R1) mittels geschlossener zweiter Kupplung (KL2) und geschlossenem ersten, siebten und zehnten Schaltelement (A, G, J) gebildet wird, und dass – ein zweiter Rückwärtsgang (R2) mittels geschlossener erster Kupplung (KL1) und geschlossenem fünften, siebten und zehnten Schaltelement (E, G, J) gebildet wird, und dass – ein dritter Rückwärtsgang (R3) mittels geschlossener zweiter Kupplung (KL2) und geschlossenem zweiten, siebten und zehnten Schaltelement (B, G, J) gebildet wird.
Kraftfahrzeug, insbesondere Personen- oder Lastkraftwagen, mit einem Doppelkupplungsgetriebe (1) gemäß einem der Ansprüche 1–21.