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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe mit einer Doppelkupplungsanordnung, die eine erste Reibkupplung und eine zweite Reibkupplung aufweist, wobei die erste Reibkupplung und die zweite Reibkupplung ein gemeinsames Eingangsglied aufweisen, das mit einer Antriebswelle verbindbar ist, wobei die erste Reibkupplung ein erstes Ausgangsglied aufweist und wobei die zweite Reibkupplung ein zweites Ausgangsglied aufweist, mit einer Getriebeanordnung, die eine erste Getriebeeingangswelle und eine zweite Getriebeeingangswelle sowie eine Getriebeausgangswellenanordnung aufweist, wobei die erste und die zweite Getriebeeingangswelle jeweils über wenigstens einen Radsatz mit der Getriebeausgangswellenanordnung verbunden sind.
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Ein derartiges Doppelkupplungsgetriebe ist beispielsweise bekannt aus dem Dokument
DE 10 2013 104 468 A1 .
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Klassische Doppelkupplungsgetriebe weisen neben der Doppelkupplungsanordnung eine Getriebeanordnung auf, die zwei Teilgetriebe beinhaltet. Das eine Teilgetriebe ist dabei üblicherweise den ungeraden Gangstufen zugeordnet. Das andere Teilgetriebe ist dabei üblicherweise den geraden Gangstufen zugeordnet. Mit einem derartigen Doppelkupplungsgetriebe können Gangwechsel durch überschneidendes Betätigen der zwei Kupplungen ohne Zugkraftunterbrechung durchgeführt werden.
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Überwiegend werden solche Getriebe in Kraftfahrzeugantriebssträngen verbaut, insbesondere für Personenkraftwagen, aber auch für Nutzfahrzeuge.
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In derartigen Anwendungsumgebungen müssen Getriebe unterschiedlichste Anforderungen erfüllen. Zum einen sollte die Anzahl der Gangstufen möglichst hoch sein, um letztlich eine möglichst hohe Spreizung zu erzielen, was dem Fahrkomfort aber auch dem Kraftstoffverbrauch zugutekommen kann. Andererseits unterliegen derartige Getriebe engen Bauraumeinschränkungen, und zwar sowohl hinsichtlich der axialen Länge als auch der radialen Größe.
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Bei Kraftfahrzeuggetrieben kennt man generell solche Getriebe, die in Längsbauweise ausgeführt sind. Hierbei wird das Getriebe mit den Wellen parallel zu einer Längsrichtung des Fahrzeugs eingebaut. Ein vorderes Ende des Getriebes ist dabei mit der Doppelkupplungsanordnung verbunden, die wiederum mit einer Antriebseinheit wie einem Verbrennungsmotor verbunden ist. Das andere axiale Ende der Getriebeanordnung ist dann in der Regel über eine Kardanwelle mit einem Hinterachsdifferential verbunden.
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Derartige Getriebe in Längsbauweise sind generell in sogenannter Zwei-Wellen-Bauweise ausgeführt, wobei eine Getriebeeingangswelle häufig koaxial zu einer Getriebeausgangswelle angeordnet ist und eine einzelne Vorgelegewelle vorgesehen ist, die über Radsätze mit der Eingangswelle oder der Ausgangswelle verbunden ist. Da solche Getriebe in Längsbauweise häufig im Bereich eines Kardantunnels unterzubringen sind, ist die Längsabmessung nicht so kritisch wie die radiale Abmessung.
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Bei Getrieben, die für einen Quereinbau in einem Kraftfahrzeug vorgesehen sind, insbesondere für Fahrzeuge mit Vorderradantrieb, bestehen hingegen erhebliche Einschränkungen hinsichtlich des axialen Bauraumes. Hier müssen das Getriebe, die Doppelkupplungsanordnung und die Antriebseinheit in Reihe hintereinander quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs im Motorraum untergebracht werden.
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Aus dem genannten Dokument
DE 10 2013 104 468 A1 ist ein solches Getriebe bekannt, das in Drei-Wellen-Bauweise ausgeführt ist, also mit einer Getriebeeingangswellenanordnung und zwei parallel hierzu versetzt angeordneten Ausgangswellen, die jeweils über Abtriebszahnräder mit einem Differential in Eingriff stehen. Hierdurch kann für eine bestimmte Anzahl von Vorwärtsgangstufen die axiale Baulänge deutlich verringert werden. Zudem können sogenannte Doppelnutzungen realisiert werden, bei denen ein mit einer Getriebeeingangswelle verbundenes Festrad sowohl mit einem Losrad an der einen Ausgangswelle als auch mit einem Losrad an der anderen Ausgangswelle in Eingriff steht.
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Ferner weist das Doppelkupplungsgetriebe, das aus dem Dokument
DE 10 2013 104 468 A1 bekannt geworden ist, eine Brückenkupplung auf. Diese Brückenkupplung ist bei dem bekannten Getriebe an einer der Ausgangswellen angeordnet und ist dazu ausgelegt, die zwei Getriebeeingangswellen der Getriebeeingangswellenanordnung über zwei Radsätze miteinander zu verbinden, von denen einer dem ersten Teilgetriebe und der andere dem anderen Teilgetriebe zugeordnet ist.
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Das Bereitstellen einer derartigen Brückenkupplung ermöglicht das Einrichten von sogenannten Windungsgangstufen, die in der Regel Radsätze von beiden Teilgetrieben nutzen. Zum Einrichten einer Windungsgangstufe wird bei solchen Getrieben generell sowohl die Brückenkupplung geschaltet, als auch wenigstens eine weitere Schaltkupplung betätigt, so dass zum Einrichten einer Windungsgangstufe generell zwei Schaltkupplungen zu betätigen sind. Im Gegensatz hierzu können bei einem derartigen Getriebe auch Direkt-Gangstufen eingerichtet werden, bei denen nur ein Teilgetriebe genutzt wird, die Brückenkupplung geöffnet ist und folglich nur eine Schaltkupplung in dem Getriebe geschlossen wird.
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Auch mittels einer solchen Brückenkupplung und der Möglichkeit der Einrichtung von Windungsgangstufen kann zum einen die Ganganzahl gegenüber herkömmlichen Doppelkupplungsgetrieben erhöht werden. Auch die Spreizung kann verbessert werden.
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Aus dem Dokument
DE 10 2013 106 896 A1 ist ein weiteres Drei-Wellen-Doppelkupplungsgetriebe bekannt, bei dem eine Abtriebswelle mit einer zweiten Vorgelegewelle über eine Koppeleinrichtung koppelbar ist, derart, dass bei geöffneter Koppeleinrichtung wenigstens eine Windungsgangstufe einrichtbar ist.
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Das Dokument
EP 2 791 548 B1 offenbart ein Doppelkupplungsgetriebe mit lastschaltbarer Bereichsgruppe, wie es insbesondere für Nutzfahrzeuge verwendbar ist.
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Aus dem Dokument
DE 10 2015 200 067 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Hybridantriebsstranges bekannt, wobei die Ausgangsglieder von zwei Reibkupplungen und eine elektrische Maschine über einen Planetenradsatz gekoppelt sind.
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Das Dokument
EP 2 742 258 B1 offenbart ein Zwei-Wellen-Doppelkupplungsgetriebe für den Längseinbau, wobei eine Getriebezentralwelle eines ersten Teilgetriebes mittels einer Schalteinrichtung direkt mit einer Ausgangswelle verbindbar ist.
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Aus dem Dokument
EP 0 933 558 B1 ist ein weiteres Doppelkupplungsgetriebe bekannt, bei dem eine Getriebeeingangswelle über eine Schaltkupplung mit einer Getriebeausgangswelle drehfest verbindbar ist, wobei die gleiche Getriebeeingangswelle über einen Konstanten-Radsatz mit einer Vorgelegewelle verbunden ist, über die alle weiteren Gangstufen des Getriebes einrichtbar sind, bis auf die Vorwärtsgangstufe
2. Die Vorwärtsgangstufe
2 ist als einzige Gangstufe über die andere Getriebeeingangswelle und eine Nebenwellenanordnung mit der Getriebeausgangswelle verbunden.
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Schließlich ist aus dem Dokument
WO 2017/203050 A1 ein Kupplungssystem bekannt, bei dem eine Reibkupplung ein Eingangsglied aufweist und ein Ausgangsglied, das mit einer ersten Getriebeeingangswelle verbunden ist. Die Reibkupplung weist einen Außenlamellenträger auf, der mit einem Hohlrad eines Planetenradsatzes fest verbunden ist. Ein Planetenträger des Planetenradsatzes ist mit einer zweiten Getriebeeingangswelle verbunden. Ein Sonnenrad des Planetenradsatzes ist mit einer außerhalb des Kupplungssystems angeordneten Bremseinrichtung koppelbar.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Doppelkupplungsgetriebe für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang anzugeben.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Doppelkupplungsgetriebe mit einer Doppelkupplungsanordnung, die eine erste Reibkupplung und eine zweite Reibkupplung aufweist, wobei die erste Reibkupplung und die zweite Reibkupplung ein gemeinsames Eingangsglied aufweisen, das mit einer Antriebswelle verbindbar ist, wobei die erste Reibkupplung ein erstes Ausgangsglied aufweist und wobei die zweite Reibkupplung ein zweites Ausgangsglied aufweist, mit einer Getriebeanordnung, die eine erste Getriebeeingangswelle und eine zweite Getriebeeingangswelle sowie eine Getriebeausgangswellenanordnung aufweist, wobei die erste und die zweite Getriebeeingangswelle jeweils über wenigstens einen Radsatz mit der Getriebeausgangswellenanordnung verbunden sind, wobei die Getriebeausgangswellenanordnung eine erste Getriebeausgangswelle und eine zweite Getriebeausgangswelle aufweist, die parallel versetzt zu der ersten Getriebeeingangswelle und/oder zu der zweiten Getriebeeingangswelle angeordnet sind, wobei die erste Getriebeeingangswelle starr mit dem ersten Ausgangsglied verbunden ist, und wobei die zweite Getriebeeingangswelle mit dem zweiten Ausgangsglied über eine Drehzahländerungseinrichtung verbunden ist, so dass die zweite Getriebeeingangswelle mit einer anderen Drehzahl dreht als das zweite Ausgangsglied.
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Das Doppelkupplungsgetriebe kann dabei für die Getriebeeingangswellen unterschiedliche Drehzahlen einrichten und kann aufgrund der zwei Getriebeausgangswellen axial sehr kompakt bauen.
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Insgesamt kann auf diese Weise mit einer relativ geringen Anzahl von Bauteilen eine relativ hohe Anzahl von Gangstufen, insbesondere Vorwärtsgangstufen, realisiert werden, so dass sich eine Kosteneinsparung hinsichtlich der Anzahl der Zahnräder ergibt.
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Das Doppelkupplungsgetriebe ist dabei vorzugsweise nicht einer strengen Unterscheidung unterlegen, wonach die geraden Gangstufen einem Teilgetriebe bzw. einer Getriebeeingangswelle zugeordnet sind, und die ungeraden Gangstufen dem anderen Teilgetriebe bzw. der anderen Getriebeeingangswelle. Vielmehr können einer Getriebeeingangswelle sowohl gerade als ungerade Gangstufen zugeordnet sein.
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Die Getriebeeingangswellen sind vorzugsweise konzentrisch zueinander angeordnet, wobei die zweite Getriebeeingangswelle vorzugsweise als Hohlwelle um die erste Getriebeeingangswelle herum ausgebildet ist.
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Vorzugsweise sind sowohl die erste als auch die zweite Getriebeeingangswelle jeweils über wenigstens einen schaltbare Radsatz mit der Getriebeausgangswellenanordnung verbunden.
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Die erste Getriebeeingangswelle ist starr mit dem ersten Ausgangsglied verbunden und ist vorzugsweise koaxial hierzu ausgerichtet.
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Die zweite Getriebeeingangswelle ist vorzugsweise ebenfalls koaxial zu dem zweiten Ausgangsglied angeordnet.
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Die Drehzahländerungseinrichtung führt vorzugsweise dazu, dass die Drehzahl der zweiten Getriebeeingangswelle generell kleiner ist als jene des zweiten Ausgangsgliedes.
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Die Drehzahländerungseinrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sich die zwei Getriebeeingangswellen zwangsläufig mit unterschiedlichen Drehzahlen drehen, wenn beide Reibkupplungen geschlossen sind. Vorzugsweise ist die Drehzahländerungseinrichtung also nicht schaltbar.
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Die erste und die zweite Reibkupplung sind vorzugsweise als nasslaufende Lamellenkupplungen realisiert, könnten jedoch auch als trockenlaufende Reibkupplungen ausgebildet sein.
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Das Doppelkupplungsgetriebe kann eine Mehrzahl von Vorwärtsgangstufen einrichten, insbesondere fünf, sechs, sieben, acht, neun oder mehr Vorwärtsgangstufen. Ferner kann das Doppelkupplungsgetriebe vorzugsweise wenigstens eine Rückwärtsgangstufe einrichten.
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Die Doppelkupplungsanordnung kann eine Standard-Doppelkupplungsanordnung sein, wie sie auch in klassischen Doppelkupplungsgetrieben verwendet wird. Demzufolge kann die Doppelkupplungsanordnung kostengünstig bereitgestellt werden.
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Die Radsätze der Getriebeanordnung können über Aktuatoren geschaltet werden, vorzugsweise über elektromechanische Aktuatoren. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Radsätze mittels einer Schaltwalzenanordnung geschaltet werden, wie es auch in klassischen Doppelkupplungsgetrieben üblich ist.
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Das Doppelkupplungsgetriebe ist insbesondere für den Einbau in Querrichtung in einem Fahrzeug ausgelegt, da es axial sehr kompakt bauen kann.
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Die Spreizung des Doppelkupplungsgetriebes ist vorzugsweise größer 6, insbesondere größer 7.
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Die Aufgabe wird vollkommen gelöst.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Drehzahländerungseinrichtung eine Nebenwelle auf, die über einen ersten Nebenradsatz mit dem zweiten Ausgangsglied verbunden ist und die über einen zweiten Nebenradsatz mit der zweiten Getriebeeingangswelle verbunden ist.
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Auf diese Art und Weise kann die Drehzahländerungseinrichtung als eine Art Neben-Vorgelege realisiert werden, wobei ein Übersetzungsverhältnis zwischen Eingang der Drehzahländerungseinrichtung und Ausgang der Drehzahländerungseinrichtung in einem Bereich von 1,1:1 bis 1,7:1 liegen kann.
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Wenigstens einer der Nebenradsätze kann als schaltbarer Radsatz ausgeführt sein. Von besonderem Vorzug ist es jedoch, wenn der erste Nebenradsatz und/oder der zweite Nebenradsatz als Konstanten-Radsatz ausgebildet ist.
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Hierdurch wird eine feste Drehzahlübersetzung zwischen zweitem Ausgangsglied und zweiter Getriebeeingangswelle eingerichtet, die unveränderlich ist. Der Aufwand an zu schaltenden Baugruppen kann hierdurch verringert werden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der erste Nebenradsatz und/oder der zweite Nebenradsatz ein an der Nebenwelle gelagertes Zahnrad auf, das mit einem Zahnrad in Eingriff steht, das an der Getriebeausgangswelle gelagert ist.
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Bei dieser Ausführungsform kann die Nebenwelle z.B. als Drehzahlumkehrwelle genutzt werden. Das an der Nebenwelle gelagerte Zahnrad dient dabei quasi als Rückwärtsgang-Zwi schenrad.
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Bei einem Zwei-Wellen-Layout eines Doppelkupplungsgetriebes ist es in der Regel ohnehin erforderlich, zum Einrichten einer Rückwärtsgangstufe eine Nebenwelle vorzusehen, an der ein solches Drehzahlumkehrrad gelagert ist.
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Demzufolge führt die Ausgestaltung der Drehzahländerungseinrichtung mittels einer Nebenwelle, an der zwei Nebenradsätze gelagert sind, vorzugsweise nicht zu einer starken Bauraumvergrößerung in radialer Richtung.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist dabei das an der Nebenwelle gelagerte Zahnrad ein Festrad, wobei das an der Getriebeausgangswelle gelagerte Zahnrad ein schaltbares Losrad ist, das einer Gangstufe zugeordnet ist, insbesondere der Rückwärtsgangstufe.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Drehzahländerungseinrichtung einen Planetenradsatz auf, der drei Glieder beinhaltet, von denen ein erstes Glied mit dem zweiten Ausgangsglied verbunden ist, von denen ein zweites Glied mit der zweiten Getriebeeingangswelle verbunden ist, und von denen ein drittes Glied an einem Gehäuse festgelegt ist.
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Hierdurch wird der Planetenradsatz dazu benutzt, um ein festes Drehzahlverhältnis zwischen zweiter Getriebeeingangswelle und zweitem Ausgangsglied einzurichten.
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Bevorzugt ist es hierbei, wenn das zweite Ausgangsglied mit dem Hohlrad des Planetenradsatzes verbunden ist und/oder wenn die zweite Getriebeeingangswelle mit einem Planetenträger des Planetenradsatzes verbunden ist. Ferner ist es bevorzugt, wenn ein Sonnenrad des Planetenradsatzes an dem Gehäuse festgelegt ist.
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Die Drehzahländerungseinrichtung kann in der Getriebeanordnung an beliebiger Stelle positioniert sein. Bevorzugt ist es jedoch, wenn die Drehzahländerungseinrichtung und die Doppelkupplungsanordnung in axialer Richtung auf gegenüberliegenden Seiten der Getriebeanordnung angeordnet sind.
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Hierdurch kann die Drehzahländerungseinrichtung konstruktiv günstig an das zweite Ausgangsglied, an die zweite Getriebeeingangswelle und ggf. an das Gehäuse angebunden werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist an einer Getriebeausgangswelle oder an einer Differentialwelle eines Differentials ein Parksperrenrad zum Immobilisieren des Doppelkupplungsgetriebes festgelegt, das vorzugsweise axial zwischen einem Abtriebszahnrad und einem Radsatz angeordnet ist.
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Die zwei Getriebeausgangswellen sind über einen Abtriebsradsatz mit einem Eingangsglied einer Leistungsverteilungseinrichtung verbunden, mittels dessen Antriebsleistung auf angetriebene Räder verteilbar ist. Das Eingangsglied der Leistungsverteilungseinrichtung kann eine Differentialwelle sein.
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Der Abtriebsradsatz weist vorzugsweise ein mit der ersten Getriebeausgangswelle fest verbundenes erstes Abtriebszahnrad und ein mit der zweiten Getriebeausgangswelle fest verbundenes zweites Abtriebszahnrad auf.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Abtriebsradsatz in axialer Überlappung mit der ersten Getriebeeingangswelle ausgerichtet.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die erste Reibkupplung und die zweite Reibkupplung radial benachbart zueinander angeordnet und überlappen sich in axialer Richtung zumindest teilweise.
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Hierbei ist die Doppelkupplungsanordnung als eine Art verschachtelte Doppelkupplungsanordnung ausgebildet, bei der die erste Reibkupplung beispielsweise eine radial innere Reibkupplung ist und bei der die zweite Reibkupplung als Ringkupplung ausgebildet ist, die die erste Reibkupplung koaxial umgibt und sich mit der ersten Reibkupplung axial zumindest teilweise überlappt, oder umgekehrt
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Eine derartige Doppelkupplungsanordnung kann eine axial sehr kompakte Bauweise ermöglichen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die erste und/oder die zweite Reibkupplung hydraulisch mittels einer zugeordneten Kolben-/Zylinderanordnung betätigbar, wobei ein Zylinder der Kolben-/Zylinderanordnung direkt mit einem Druckanschluss einer elektromotorisch angetriebenen Pumpe verbunden ist, derart, dass ein über die Reibkupplung übertragbares Drehmoment durch Steuern einer Drehzahl der Pumpe regelbar ist.
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Bei dieser Ausführungsform kann die Reibkupplung hydraulisch mittels eines sogenannten Pumpenaktuators betätigt werden.
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Während im Stand der Technik Hydraulikpumpen zur Betätigung von Reibkupplungen häufig über einen Nebenabtrieb mit einem Antriebsmotor verbunden sind, beispielsweise mit einem Kupplungskorb bzw. einem Eingangsglied einer Doppelkupplungsanordnung und folglich ständig mit dem Antriebsmotor mitdrehen, sieht ein Pumpenaktuator eine bedarfsgerechte Ansteuerung einer Reibkupplung vor.
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Die Tatsache, dass dabei ein Druckanschluss einer Pumpe, die mittels eines Elektromotors angetrieben ist, direkt, d.h. ohne Zwischenschaltung von Proportionalventilen, mit einem Zylinder einer Kolben-/Zylinderanordnung verbunden ist, ermöglicht es, dass der Pumpenaktuator ohne Ventile, zumindest aber ohne Proportionalventile, realisiert sein kann. Hierdurch kann der Fertigungsaufwand für die hydraulische Aktuatorik deutlich verringert werden, da Proportionalventile in der Regel in Reinsträumen zu montieren wären.
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Der Druckanschluss der Pumpe kann dabei über einen Nebenzweig mit einem Niederdruckkreis verbunden sein, wobei in dem Nebenzweig beispielsweise eine Blende angeordnet ist. Hierdurch kann die Regelbarkeit des Drehmomentes verbessert werden.
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Der elektrische Motor zum Antreiben der Pumpe wird dabei mittels einer übergeordneten Steuereinheit (Getriebesteuergerät) angesteuert.
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Ferner ist es insgesamt vorteilhaft, wenn die Getriebeanordnung dazu ausgebildet ist, mittels einer ersten Mehrzahl von Schaltkupplungen eine zweite Mehrzahl von Gangstufen einzurichten, wobei die Schaltkupplungen mittels einer elektromotorisch antreibbaren Schaltwalzenanordnung betätigbar sind.
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In einer bevorzugten Variante weist die Schaltwalzenanordnung eine einzelne Schaltwalze auf, die mittels eines einzelnen Elektromotors angetrieben ist. Die Schaltwalzenanordnung kann jedoch auch zwei oder mehrere Schaltwalzen aufweisen, die unabhängig von jeweiligen Elektromotoren angesteuert werden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das zweite Ausgangsglied der zweiten Reibkupplung mit einer Innenwelle verbunden, die sich von der Doppelkupplungsanordnung zu der Drehzahländerungseinrichtung erstreckt.
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Die Innenwelle erstreckt sich dabei vorzugsweise von der Doppelkupplungsanordnung bis hin zu einem axial gegenüberliegenden Ende der Getriebeanordnung, an dem die Drehzahländerungseinrichtung angeordnet ist.
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Ferner ist es hierbei bevorzugt, wenn die erste Getriebeeingangswelle als Hohlwelle um die Innenwelle herum angeordnet ist und/oder wenn die zweite Getriebeeingangswelle als Hohlwelle um die Innenwelle herum angeordnet ist.
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Bei dieser bevorzugten Ausführungsform sind die erste Getriebeeingangswelle und die zweite Getriebeeingangswelle jeweils als Hohlwellen angeordnet, die in axialer Richtung versetzt angeordnet sind und jeweils koaxial zu der Innenwelle ausgerichtet sind.
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Die erste Getriebeeingangswelle ist dabei vorzugsweise benachbart zu der Doppelkupplungsanordnung angeordnet. Die zweite Getriebeeingangswelle ist dabei bevorzugt benachbart zu der Drehzahländerungseinrichtung angeordnet.
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Gemäß einer weiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform ist die erste Getriebeeingangswelle über wenigstens einen ersten Radsatz mit der ersten Getriebeausgangswelle und/oder mit der zweiten Getriebeausgangswelle verbunden, und/oder die zweite Getriebeeingangswelle ist über wenigstens einen zweiten Radsatz mit der ersten Getriebeausgangswelle und/oder mit der zweiten Getriebeausgangswelle verbunden.
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Von besonderem Vorzug ist es, wenn die erste Eingangswelle über genau einen Radsatz mit sowohl der ersten Getriebeausgangswelle als auch der zweiten Getriebeausgangswelle verbunden ist. Der erste Radsatz beinhaltet dabei vorzugsweise ein mit der ersten Eingangswelle verbundenes Festrad und zwei damit kämmende Losräder, die an der ersten bzw. der zweiten Getriebeausgangswelle drehbar gelagert sind.
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Ferner ist es bevorzugt, wenn die zweite Getriebeeingangswelle über einen zweiten Radsatz mit sowohl der ersten als auch der zweiten Getriebeausgangswelle verbunden ist. Der zweite Radsatz weist vorzugsweise ein Losrad auf, das drehbar an der zweiten Getriebeeingangswelle gelagert ist, sowie ein Losrad, das an einer der Getriebeausgangswellen drehbar gelagert ist, als auch ein Festrad, das vorzugsweise mit der anderen der Getriebeausgangswellen drehfest verbunden ist.
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Durch die Maßnahme, den zweiten Radsatz so aufzubauen, dass dieser ein an der zweiten Getriebeeingangswelle gelagertes Losrad aufweist, kann dieser Radsatz auch zur Einrichtung einer Rückwärtsgangstufe verwendet werden. Denn das Losrad, das an eine der Getriebeausgangswellen drehbar gelagert ist, kann dann direkt mit dem Festrad kämmend in Eingriff stehen, das an der anderen Getriebeausgangswelle festgelegt ist.
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Ferner ist es bevorzugt, wenn die zweite Getriebeeingangswelle zusätzlich über wenigstens einen Radsatz mit einer der Getriebeausgangswellen verbunden ist.
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Jeder Radsatz liegt vorzugsweise in genau einer Radsatzebene. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Getriebeanordnung genau drei Radsatzebenen aufweist und/oder genau zwei Schaltkupplungsebenen aufweist.
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Bei der obigen Konfiguration lassen sich auf diese Weise mit drei Radsatzebenen sechs oder sieben Vorwärtsgangstufen einrichten sowie eine Rückwärtsgangstufe.
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Gemäß einer weiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform weist das Doppelkupplungsgetriebe eine Brückenkupplung auf, mittels der die erste Getriebeeingangswelle und die zweite Getriebeeingangswelle miteinander verbindbar sind.
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Die Brückenkupplung ist vorzugsweise in axialer Richtung zwischen einem Radsatz, der der ersten Getriebeeingangswelle zugeordnet ist, und einem Radsatz angeordnet, der der zweiten Getriebeeingangswelle zugeordnet ist. Die Brückenkupplung ist vorzugsweise koaxial zu den Getriebeeingangswellen angeordnet und ist vorzugsweise axial zwischen den Getriebeeingangswellen angeordnet. Unter einer Brückenkupplung, die eine erste Getriebeeingangswelle und eine zweite Getriebeeingangswelle miteinander verbinden kann, kann jedoch auch eine Brückenkupplungsanordnung verstanden werden, die an einer Getriebeausgangswelle gelagert ist und die über Radsätze mit den Getriebeeingangswellen verbunden ist, ähnlich wie es in dem eingangs beschriebenen Stand der Technik offenbart ist.
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Die Brückenkupplung ermöglicht ferner, dass jeder der Reibkupplungen der Doppelkupplungsanordnung ggf. sämtliche Radsätze der Getriebeanordnung zum Einrichten von Gangstufen zur Verfügung stehen.
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Dadurch, dass zwischen den Getriebeeingangswellen ein festes Übersetzungsverhältnis ungleich 1 eingerichtet ist, die Getriebeeingangswellen also mit unterschiedlichen Drehzahlen drehen, wenn beide Reibkupplungen geschlossen sind und die Getriebeeingangswellen von einem Verbrennungsmotor oder dergleichen angetrieben werden, kann wenigstens ein Radsatz der Getriebeanordnung zwei unterschiedliche Gangstufen darstellen, je nachdem, ob die erste oder die zweite Reibkupplung geschlossen ist und/oder in Abhängigkeit davon, ob die Brückenkupplung geschlossen ist oder nicht.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem ersten Radsatz und dem zweiten Radsatz eine Schaltkupplungsebene angeordnet, innerhalb der wenigstens eine Schaltkupplung an der ersten Getriebeausgangswelle, wenigstens eine Schaltkupplung an der zweiten Getriebeausgangswelle und/oder die Brückenkupplung angeordnet sind.
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Hierdurch kann eine Vielzahl von Schaltkupplungen in einer einzelnen Schaltkupplungsebene angeordnet werden, so dass sich eine axial kompakte Bauweise ergibt.
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Vorzugsweise weist die Getriebeanordnung des Doppelkupplungsgetriebes nur zwei Schaltkupplungsebenen auf, nämlich die oben beschriebene Schaltkupplungsebene und eine weitere Schaltkupplungsebene, in der wenigstens eine Schaltkupplung angeordnet ist, die vorzugsweise einem weiteren Radsatz zugeordnet ist, der der zweiten Getriebeeingangswelle zugeordnet ist.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine elektrische Maschine mit der ersten Getriebeeingangswelle oder mit der zweiten Getriebeeingangswelle verbunden.
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Durch diese Maßnahme kann das Doppelkupplungsgetriebe als Hybrid-Doppelkupplungsgetriebe aufgebaut werden. Die elektrische Maschine kann ggf. in einem Gehäuse des Doppelkupplungsgetriebes mit aufgenommen werden. Die elektrische Maschine ist vorzugsweise achsparallel zu den Getriebeeingangswellen angeordnet. Sie könnte jedoch auch koaxial zu den Getriebeeingangswellen angeordnet sein.
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Die elektrische Maschine erstreckt sich vorzugsweise von einem axialen Ende der Getriebeanordnung zu einem zweiten axialen Ende der Getriebeanordnung.
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Die elektrische Maschine ist dabei als Antriebsmaschine ausgebildet, die dazu ausgebildet ist, Antriebsleistung für einen rein elektromotorischen Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeuges bereitzustellen, das mit dem Doppelkupplungsgetriebe ausgerüstet ist.
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Die elektrische Maschine ist vorzugsweise mit einer der Getriebeeingangswellen verbunden. Die Getriebeeingangswelle ist vorzugsweise jene, an der ein Losrad eines Radsatzes (z.B. der zweite Radsatz) gelagert ist. Das Losrad ist mit dieser Getriebeeingangswelle vorzugsweise mittels einer Schaltkupplung verbindbar (schaltbar), die mit der Brückenkupplung ein Schaltkupplungspaket bildet (z B. erstes Schaltkupplungspaket). Das Schaltkupplungspaket liegt vorzugsweise in einer Schaltkupplungsebene zwischen den zwei Getriebeeingangswellen.
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Dann, wenn die elektrische Maschine mit einer der Getriebeeingangswelle verbunden ist, ist es besonders bevorzugt, wenn diese Getriebeeingangswelle über die Brückenkupplung mit der anderen Getriebeeingangswelle verbindbar ist. In diesem Fall können mittels der elektrischen Maschine sämtliche Gangstufen in einem rein elektrischen Fahrbetrieb verwendet werden.
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Besonders bevorzugt ist der Radsatz, dessen Losrad an der Getriebeeingangswelle gelagert ist, einer Vorwärtsgangstufe und einer Rückwärtsgangstufe zugeordnet.
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Bei dieser Ausführungsform ist nicht nur ein verbrennungsmotorischer sondern auch ein elektromotorischer Rückwärtsfahrbetrieb über diesen Radsatz möglich.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die elektrische Maschine mit der zweiten Getriebeeingangswelle verbunden, insbesondere über einen Maschinenradsatz, der vorzugsweise in axialer Richtung zwischen der Getriebeanordnung und der Drehzahländerungseinrichtung angeordnet ist.
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Vorzugsweise weist der Maschinenradsatz ein Festrad auf, das drehfest mit der zweiten Eingangswelle verbunden ist und das vorzugsweise kein Teil eines Gangradsatzes ist. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die elektrische Maschine an einen Gangradsatz der Getriebeanordnung oder an ein Glied der Drehzahländerungseinrichtung anzubinden.
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Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die elektrische Maschine an jenes Glied der Drehzahländerungseinrichtung angebunden ist, dass drehfest mit der zweiten Getriebeeingangswelle verbunden ist, insbesondere ein Planetenträger der als Planetenradsatz ausgebildeten Drehzahländerungseinrichtung.
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Der Maschinenradsatz weist vorzugsweise einen Maschinenritzel auf, das koaxial mit einem Rotor der elektrischen Maschine ausgerichtet ist, und weist das mit der zweiten Eingangswelle drehfest verbundene Festrad und ein Zwischenrad auf, das sowohl mit dem Maschinenritzel als auch mit dem Festrad kämmend in Eingriff steht.
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Hierdurch kann eine elektrische Maschine verwendet werden, die als Hochdrehzahlmaschine ausgebildet ist und folglich radial kompakt bauen kann.
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Ferner ist es insgesamt vorteilhaft, wenn ein Abtriebsradsatz, über den die erste und die zweite Getriebeausgangswelle mit einem Differential (das nicht nur mechanische Differentiale sondern jede andere Art von Leistungsverteilungseinrichtung begrifflich beinhalten soll) verbunden sind, in axialer Richtung zwischen der Getriebeanordnung und der Doppelkupplungsanordnung angeordnet ist.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges mit einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes;
- 2 eine Schalttabelle von Schaltgliedern des Antriebsstranges der 1 in verschiedenen Gangstufen;
- 3 eine Ausführungsform einer Doppelkupplungsanordnung für ein erfindungsgemäßes Doppelkupplungsgetriebe, mit zugeordneter Aktuatorik;
- 4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Antriebsstranges;
- 5 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Antriebsstranges;
- 6 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform ines Antriebsstranges.
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In 1 ist ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug schematisch dargestellt und generell mit 10 bezeichnet.
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Der Antriebsstrang 10 weist einen Antriebsmotor 12 auf, der als Verbrennungsmotor oder als Hybridantriebseinheit ausgebildet sein kann. Ferner beinhaltet der Antriebsstrang 10 eine Doppelkupplungsanordnung 14, die eingangsseitig mit dem Antriebsmotor 12 verbunden ist und die ausgangsseitig mit einer Getriebeanordnung 16 verbunden ist.
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Die Doppelkupplungsanordnung 14 und die Getriebeanordnung 16 bilden gemeinschaftlich ein Doppelkupplungsgetriebe 17.
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Ein Ausgang der Getriebeanordnung 16 ist mit einem Differential 18 verbunden, mittels dessen Antriebsleistung auf angetriebene Räder 20L, 20R verteilbar ist.
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Die Doppelkupplungsanordnung 14 weist eine erste Reibkupplung 24 und eine zweite Reibkupplung 26 auf. Die Reibkupplungen 24, 26 weisen ein gemeinsames Eingangsglied 28 auf, das mit dem Antriebsmotor 12 verbindbar ist, beispielsweise mit einer Kurbelwelle hiervon.
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Die erste Reibkupplung 24 weist ein erstes Ausgangsglied 30 auf. Die zweite Reibkupplung 26 weist ein zweites Ausgangsglied 32 auf. Die Ausgangsglieder 30, 32 sind koaxial zueinander angeordnet.
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Die Getriebeanordnung 16 weist eine erste Getriebeeingangswelle 36 und eine zweite Getriebeeingangswelle 38 auf. Die erste Getriebeeingangswelle 36 ist als Hohlwelle ausgebildet. Die erste Getriebeeingangswelle 36 ist mit dem ersten Ausgangsglied 30 der ersten Reibkupplung 24 starr verbunden.
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Das zweite Ausgangsglied der zweiten Reibkupplung 26 ist starr mit einer nachstehend noch beschriebenen Innenwelle verbunden, die koaxial zu der Hohlwelle 36 angeordnet ist und die sich von der Doppelkupplungsanordnung 14 hin zu einem axial gegenüberliegenden Ende der Getriebeanordnung 16 erstreckt.
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Die zweite Getriebeeingangswelle 38 ist als Hohlwelle koaxial zu der ersten Getriebeeingangswelle 36 ausgebildet.
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Die erste Getriebeeingangswelle 36 und die zweite Getriebeeingangswelle 38 sind koaxial um die noch nachstehend beschriebene Innenwelle herum angeordnet, und zwar axial versetzt zueinander. Die erste Getriebeeingangswelle 36 ist benachbart zu der Doppelkupplungsanordnung 14 angeordnet. Die zweite Getriebeeingangswelle 38 ist benachbart zu einem gegenüberliegenden axialen Ende der Getriebeanordnung 16 angeordnet.
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Die Getriebeanordnung 16 weist ferner eine Getriebeausgangswellenanordnung 40 auf, die eine erste Getriebeausgangswelle 42 und eine zweite Getriebeausgangswelle 44 beinhaltet. Die Getriebeausgangswellen 42, 44 sind achsparallel zu den Eingangswellen 36, 38 angeordnet.
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Die Getriebeanordnung 16 weist einen ersten Radsatz 48 auf, der ein mit der ersten Getriebeeingangswelle 36 drehfest verbundenes Festrad 50 beinhaltet. Der erste Radsatz 48 weist ferner ein erstes Losrad 52 auf, das drehbar an der ersten Getriebeausgangswelle 42 gelagert ist, und weist ein zweites Losrad 54 auf, das drehbar an der zweiten Getriebeausgangswelle 44 gelagert ist. Die Losräder 52, 54 kämmen jeweils mit dem Festrad 50. Der erste Radsatz 48 ist den Vorwärtsgangstufen 1, 2 sowie 4, 5 zugeordnet.
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Die Getriebeanordnung 16 weist ferner einen zweiten Radsatz 56 auf, der ein erstes Losrad 58 beinhaltet, das drehbar an der zweiten Getriebeeingangswelle 38 gelagert ist, sowie ein Festrad 60, das drehfest mit der ersten Getriebeausgangswelle 42 verbunden ist. Der zweite Radsatz 56 beinhaltet ferner ein zweites Losrad 62, das drehbar an der zweiten Getriebeausgangswelle 44 gelagert ist. Der zweite Radsatz 56 ist der Vorwärtsgangstufe 3 und der Rückwärtsgangstufe R zugeordnet. Hierbei steht das zweite Losrad 62 des zweiten Radsatzes 56 nicht mit dem ersten Losrad 58 in Eingriff, sondern steht mit dem Festrad 60 des zweiten Radsatzes 56 in Eingriff, wie es durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist, um insoweit eine Drehrichtungsumkehr zu erzielen.
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Zwischen dem ersten Radsatz 48 und dem zweiten Radsatz 56 ist eine erste Schaltkupplungsebene 64 angeordnet. In der ersten Schaltkupplungsebene 64 ist ein erstes Schaltkupplungspaket A angeordnet, das koaxial zu den Eingangswellen 36, 38 angeordnet ist. Das erste Schaltkupplungspaket A beinhaltet eine Schaltkupplung zum Schalten (d.h. zum drehfesten Verbinden) des ersten Losrades 58 des zweiten Radsatzes 56 sowie eine Brückenkupplung zum drehfesten Verbinden der ersten Getriebeeingangswelle 36 und der zweiten Getriebeeingangswelle 38.
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Ferner ist in der ersten Schaltkupplungsebene 64 ein weiteres Schaltkupplungspaket B angeordnet, das koaxial zu der zweiten Getriebeausgangswelle 44 angeordnet ist. Das weitere Schaltkupplungspaket B beinhaltet eine Schaltkupplung zum Schalten des zweiten Losrades 54 des ersten Radsatzes 48 sowie zum Schalten des zweiten Losrades 62 des zweiten Radsatzes 56.
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In der ersten Schaltkupplungsebene 64 ist ferner ein Schaltkupplungspaket C angeordnet, das koaxial zu der ersten Getriebeausgangswelle 42 angeordnet ist. Das Schaltkupplungspaket C beinhaltet eine einzelne Schaltkupplung zum Schalten des ersten Losrades 52 des ersten Radsatzes 48.
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Die Getriebeanordnung 16 beinhaltet ferner einen Abtriebsradsatz 66. Der Abtriebsradsatz 66 weist ein mit der ersten Getriebeausgangswelle 42 drehfest verbundenes erstes Abtriebsfestrad 68a auf, und weist ein mit der zweiten Getriebeausgangswelle 44 drehfest verbundenes zweites Abtriebsfestrad 68b auf. Die Abtriebszahnräder 68a, 68b stehen jeweils mit einem Eingangsglied des Differentials 18 in Eingriff, an dem auch das Parksperrenrad 22 drehfest festgelegt ist.
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Die Brückenkupplung des ersten Schaltkupplungspaketes A, die dazu ausgebildet ist, die erste Getriebeeingangswelle 36 und die zweite Getriebeeingangswelle 38 miteinander zu verbinden, ist in 1 mit dem Bezugszeichen 70 gekennzeichnet.
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Die Getriebeanordnung 16 weist ferner eine zweite Schaltkupplungsebene 72 auf, in der ein viertes Schaltkupplungspaket D angeordnet ist, das koaxial zu der ersten Getriebeausgangswelle 42 angeordnet ist.
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Die Schaltkupplung des Schaltkupplungspaketes D dient zum Schalten eines dritten Radsatzes 74, der ein nicht näher bezeichnetes Festrad aufweist, das mit der zweiten Getriebeeingangswelle 38 drehfest verbunden ist, sowie ein Losrad, das an der ersten Getriebeausgangswelle 42 drehbar gelagert ist. Der dritte Radsatz 74 ist auf einer dem ersten Radsatz 48 axial gegenüberliegenden Seite des zweiten Radsatzes 56 angeordnet. Die zweite Schaltkupplungsebene 72 ist auf der dem zweiten Radsatz 56 abgewandten axialen Seite des dritten Radsatzes 74 angeordnet.
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Das Doppelkupplungsgetriebe 17 beinhaltet ferner eine elektrische Maschine 76, die achsparallel zu den Wellen der Getriebeanordnung 16 angeordnet ist. Die elektrische Maschine 76 ist über einen Maschinenradsatz 78 mit der zweiten Getriebeeingangswelle 38 verbunden, und zwar vorzugsweise drehfest verbunden. Der Maschinenradsatz 78 ist in axialer Richtung auf einer dem dritten Radsatz 74 abgewandten axialen Seite der zweiten Schaltkupplungsebene 72 angeordnet.
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Der Maschinenradsatz 78 beinhaltet ein erstes Festrad 80, das drehfest mit der zweiten Getriebeeingangswelle 38 verbunden ist. Ferner weist der Maschinenradsatz 78 ein Zwischenrad 82 auf, das um eine nicht näher bezeichnete Achse drehbar an einem Gehäuse gelagert ist. Ferner beinhaltet der Maschinenradsatz ein Maschinenritzel 84, das drehfest mit einem Rotor der elektrischen Maschine 76 verbunden ist.
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In axialer Richtung sind in der Getriebeanordnung 16 die folgenden Komponenten axial hintereinander, ausgehend von einem Getriebeeingang, d.h. ausgehend von der Doppelkupplungsanordnung 14 aus gesehen, ausgebildet: Abtriebsradsatz 66, ggf. Parksperrenrad 22, erster Radsatz 48, erste Schaltkupplungsebene 64, zweiter Radsatz 56, dritter Radsatz 74, zweite Schaltkupplungsebene 72, Maschinenradsatz 78.
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Die Getriebeanordnung 16 beinhaltet ferner eine Schaltaktuatoranordnung 86. Die Schaltaktuatoranordnung 86 dient dazu, die Schaltkupplungspakete A, B, C, D über Betätigungseinrichtungen S1 bis S4 zu betätigen. Die Schaltaktuatoranordnung 86 beinhaltet vorzugsweise eine Schaltwalzenanordnung mit einer Schaltwalze, die mittels eines Schaltwalzenmotors angetrieben ist.
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Die Getriebeanordnung 16 beinhaltet ferner eine Drehzahländerungseinrichtung 94. Die Drehzahländerungseinrichtung 94 verbindet das zweite Ausgangsglied 32 mit der zweiten Getriebeeingangswelle 38, und zwar derart, dass sich die zweite Getriebeeingangswelle 38 generell mit einer anderen Drehzahl dreht als das zweite Ausgangsglied 32.
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Die Drehzahländerungseinrichtung 94 weist einen Planetenradsatz 130 auf.
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Der Planetenradsatz 130 weist ein erstes Glied 132 auf, das mit der oben erwähnten Innenwelle 142 verbunden ist, die starr mit dem zweiten Ausgangsglied 32 der zweiten Reibkupplung 26 verbunden ist. Ferner weist der Planetenradsatz 130 ein zweites Glied 134 auf, das mit der zweiten Getriebeeingangswelle 38 verbunden ist. Der Planetenradsatz 130 weist ein drittes Glied 136 auf, das an einem Gehäuse 138 festgelegt ist. Das erste Glied 132 ist vorzugsweise ein Hohlrad. Das zweite Glied 134 ist vorzugsweise der Planetenträger. Das dritte Glied 136 ist vorzugsweise ein Sonnenrad des Planetenradsatzes 130.
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Mit der Drehzahländerungseinrichtung 94 wird ein festes Drehzahlverhältnis zwischen dem zweiten Ausgangsglied 32 und der zweiten Getriebeeingangswelle 38 eingerichtet. Der Planetenradsatz 130 ist auf einer der Doppelkupplungsanordnung 14 axial gegenüberliegenden Seite der Getriebeanordnung 16 angeordnet, insbesondere auf einer der Doppelkupplungsanordnung 14 abgewandten axialen Seite des Maschinenradsatzes 78.
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In 2 ist eine Schalttabelle dargestellt, die den Zustand der Reibkupplungen 24, 26 sowie der Schaltkupplungspakete A, B, C, D darstellt, und zwar für sieben unterschiedliche Vorwärtsgangstufen und eine Rückwärtsgangstufe. Ferner ist in der Schalttabelle gezeigt, wie die elektrische Maschine 76 verwendet werden kann, um elektromotorische Antriebsleistung bereitzustellen oder im Generatorbetrieb zu arbeiten.
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In der Darstellung der 2 bedeutet ein „X“, dass die jeweilige Reibkupplung 24, 26 reibschlüssig geschlossen ist. In den Spalten betreffend die Schaltkupplungspakete A bis D bedeutet ein Pfeil nach links, dass in 1 eine Schaltmuffe des jeweiligen Schaltkupplungspaketes nach links bewegt worden ist, also die linke Schaltkupplung des jeweiligen Schaltkupplungspaketes geschlossen ist. Ein Pfeil nach rechts bedeutet, dass die entsprechend axial gegenüberliegende andere Schaltkupplung des Schaltkupplungspaketes geschlossen ist. In der Spalte betreffend die elektrische Maschine 76 ist jeweils angegeben, über welche Gangstufen elektromotorische Antriebsleistungen einsetzbar ist.
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Beispielsweise sind in der Vorwärtsgangstufe 1 die zweite Reibkupplung 26 sowie die linke Schaltkupplung des Schaltkupplungspaketes A und die linke Schaltkupplung des Schaltkupplungspaketes B geschlossen. Antriebsleistung von dem Verbrennungsmotor 12 fließt folglich über die Innenwelle 142 und über die Drehzahländerungseinrichtung 94 hin zu der zweiten Getriebeeingangswelle 38. Aufgrund der geschlossenen linken Kupplung des Schaltkupplungspaketes A (die Brückenkupplung 70) sind die zweite Getriebeeingangswelle 38 und die erste Getriebeeingangswelle 36 drehfest miteinander verbunden. Folglich wird Leistung in den ersten Radsatz 48 eingeleitet. Durch die geschlossene linke Schaltkupplung des Schaltkupplungspaketes B ist das zweite Losrad 54 des ersten Radsatzes 48 mit der zweiten Getriebeausgangswelle 44 verbunden, so dass Leistung auf den Abtriebsradsatz 66 geführt wird. Die elektrische Maschine 76 kann dabei in der Vorwärtsgangstufe (1) elektromotorische Antriebsleitung beitragen, und zwar über die geschlossene Brückenkupplung 70 (Schaltkupplung A mit Pfeil nach links).
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Zum Schalten in die Vorwärtsgangstufe 2 bleibt die linke Schaltkupplung des Schaltkupplungspaketes B geschlossen.
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Ferner wird die Brückenkupplung 70 (linke Schaltkupplung des Paketes A) geöffnet, und es findet eine überschneidende Betätigung der zwei Reibkupplungen 26, 24 statt, so dass schließlich die erste Reibkupplung 24 geschlossen ist und die zweite Reibkupplung 26 geöffnet ist. In dem in 2 dargestellten Zustand fließt dann in der Vorwärtsgangstufe 2 folglich Antriebsleistung von dem Verbrennungsmotor 12 über die erste Reibkupplung 24 auf die erste Getriebeeingangswelle 36 und von dort in den Radsatz 48. Von dem Radsatz 48 fließt die Leistung über die geschlossene linke Schaltkupplung des Paketes B in die zweite Getriebeeingangswelle 44, um auf diese Weise die Vorwärtsgangstufe 2 einzurichten. Hinsichtlich der Vorwärtsgangstufe 2 ist es so, dass die elektrische Maschine 76 aufgrund der geöffneten Brückenkupplung 70 keine Antriebsleistung in den zweiten Radsatz 78 fließen lassen kann. Allerdings kann das Schaltkupplungspaket A auch in die rechte Schaltstellung gebracht werden, um auf diese Weise das Losrad 58 mit der zweiten Getriebeeingangswelle 38 zu verbinden und die Vorwärtsgangstufe 3 zu schalten. Mit anderen Worten kann in diesem Fall verbrennungsmotorische Leistung über den ersten Radsatz 48 auf den Abtrieb geleitet werden. Parallel hierzu kann elektromotorische Leistung über den zweiten Radsatz 56 auf den Abtrieb geführt werden. Da die elektrische Maschine hinsichtlich ihrer Drehzahl unabhängig von dem Verbrennungsmotor angesteuert werden kann, kann die elektrische Maschine entsprechend mit einer angepassten Drehzahl bzw. einem angepassten Drehmoment betrieben werden, um am Abtrieb die richtige Drehzahl einzurichten. Andererseits ist es in der Vorwärtsgangstufe 2 auch möglich, die Brückenkupplung 70 geschlossen zu halten anstelle diese zu öffnen, wie oben angegeben. Demzufolge kann alternativ hierzu elektromotorische Leistung auch über die Brückenkupplung 70 und den ersten Radsatz 48 auf den Abtrieb geführt werden.
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Daher erklärt sich auch, dass in der Zeile betreffend die Vorwärtsgangstufe 2 in der Spalte betreffend die elektrische Maschine 76 die Vorwärtsgangstufen 1 und 3 genannt sind, da alternativ beide Arten der elektromotorischen Leistungsübertragung möglich sind.
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Es versteht sich dabei, dass die elektrische Maschine 76 generell als Elektromotor betrieben werden kann, um Antriebsleistung zusätzlich zu verbrennungsmotorischer Leistung zu erzeugen (Boost-Betrieb). Ferner versteht sich, dass die elektrische Maschine 76 auch als Generator betrieben werden kann. In diesem Fall kann beispielsweise der Verbrennungsmotor vom Lastpunkt her verschoben werden, um zusätzlich zu der für den Fahrbetrieb erforderlichen verbrennungsmotorischen Leistung Generatorleistung zum Antrieb der elektrischen Maschine 76 zu erzeugen.
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Zum Wechsel in die Vorwärtsgangstufe 3 wird vorbereitend die rechte Schaltkupplung des Paketes A geschlossen (falls nicht bereits geschehen), und die erste Reibkupplung 24 wird geöffnet und die zweite Reibkupplung 26 wird geschlossen.
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In einer dritten Vorwärtsgangstufe fließt Leistung folglich über die Innenwelle 142 und die Drehzahländerungseinrichtung 94 zu der zweiten Getriebeeingangswelle 38 und von dort über die rechte Schaltkupplung des Paketes A in den zweiten Radsatz 56, dessen Festrad 60 die Leistung dann zu der ersten Getriebeausgangswelle 42 überträgt.
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Die anderen Schaltzustände ergeben sich in entsprechender Weise.
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Hinsichtlich der Vorwärtsgangstufe 5 ist es wiederum möglich, elektromotorische Leistung sowohl über die Vorwärtsgangstufe 3 als auch über die Vorwärtsgangstufe 5 beizusteuern. Hierzu kann ausgehend von dem in 2 dargestellten Zustand in der Zeile betreffend die Vorwärtsgangstufe 5 die Schaltkupplung A beispielsweise in die linke Stellung versetzt werden (Schließen der Brückenkupplung 70), um elektromotorische Leistung auch über die Vorwärtsgangstufe 5 zu führen. Alternativ hierzu ist es möglich, das Schaltkupplungspaket A in die rechte Schaltstellung zu bringen, um elektromotorische Antriebsleistung über die Vorwärtsgangstufe 3 auf den Abtrieb zu führen. Generell ist es auch denkbar, stattdessen die Schaltkupplung D in die linke Stellung zu bringen, um elektromotorische Leistung über die Gangstufe 6 auf den Abtrieb zu führen.
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Es ergibt sich folglich eine besonders hohe Variabilität hinsichtlich der verschiedenen Hybrid-Fahrmodi.
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In 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Doppelkupplungsanordnung 14' gezeigt, die eine erste Reibkupplung 24' aufweist, die als Lamellenkupplung ausgebildet ist, sowie eine zweite Reibkupplung 26', die als ringförmige Lamellenkupplung radial um die erste Reibkupplung 24' herum ausgebildet ist. Die erste Reibkupplung 24' und die zweite Reibkupplung 26' überlappen sich in axialer Richtung zumindest abschnittsweise. Die Anordnung der zwei Reibkupplungen 24', 26' kann auch vertauscht werden, so dass die erste Reibkupplung 24' ggf. als ringförmige Lamellenkupplung ausgebildet ist.
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Der Doppelkupplungsanordnung 14' ist eine Kupplungsaktuatoranordnung 110 zugeordnet. Die Kupplungsaktuatoranordnung 110 ist für sämtliche Doppelkupplungsanordnungen der vorliegenden Anmeldung verwendbar.
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Die Kupplungsaktuatoranordnung 110 beinhaltet einen ersten Pumpenaktuator 112 und einen zweiten Pumpenaktuator 114.
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Der erste Pumpenaktuator 112 beinhaltet eine erste Pumpe 116A, die mittels eines ersten Elektromotors 118A angetrieben ist. Ferner beinhaltet der erste Pumpenaktuator 112 eine erste Kolben-/Zylinderanordnung 120A, deren Zylinder direkt, d.h. ohne Zwischenschaltung von Proportionalventilen, mit einem Druckausgang der ersten Pumpe 116A verbunden ist.
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Ein Sauganschluss der ersten Pumpe 116A ist mit einem Fluidsumpf 122 verbunden. Ferner ist der Druckanschluss der ersten Pumpe 116A über einen ersten Nebenzweig 124A mit dem Fluidsumpf 122 verbunden, wobei in dem ersten Nebenzweig 124A vorzugsweise eine erste Blende 126A angeordnet ist.
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Der erste Pumpenaktuator 112 ist der ersten Reibkupplung 24' zugeordnet.
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Der zweite Pumpenaktuator 114 ist der zweiten Reibkupplung 26' zugeordnet und weist Komponenten auf, die identisch sind zu jener des ersten Pumpenaktuators 112. Entsprechend sind die jeweiligen Komponenten mit einem Suffix B versehen anstelle des Suffixes A.
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In den 4 bis 6 sind weitere Ausführungsformen von Antriebssträngen dargestellt, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell dem Antriebsstrang 10 der 1 entsprechen. Gleiche Elemente sind daher mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
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Bei dem Antriebsstrang 10' der 4 ist die elektrische Maschine nicht über ein separates Festrad 80 mit der zweiten Eingangswelle 38 verbunden. Vielmehr ist an dem Planetenträger 134 der Drehzahländerungseinrichtung 94 ein Festrad 80' festgelegt, das mit dem Zwischenrad 82 in Eingriff steht. Das Zwischenrad 82 steht, wie bei der Ausführungsform der 1, mit dem Maschinenritzel 84 in Eingriff.
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Die 5 und 6 zeigen weitere alternative Ausführungsformen der Anbindung der elektrischen Maschine 76. Hierbei sind jeweils nur die Drehzahländerungseinrichtung 94 und der Radsatz 74" dargestellt.
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Der Radsatz 74", also der dritte Radsatz für die Vorwärtsgangstufen 6 und 7 wie bei der Ausführungsform der 1, weist in den Ausführungsformen der 5 und 6 jeweils ein mit der zweiten Eingangswelle 38 verbundenes Festrad 74F und ein drehbar an der ersten Getriebeausgangswelle 42 gelagertes Losrad 74L auf.
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Bei der Ausführungsform der 5 steht das Zwischenrad 82 mit dem Festrad 74F in Eingriff. Bei der Ausführungsform der 6 steht das Zwischenrad 82 mit dem Losrad 74L in Eingriff.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013104468 A1 [0002, 0009, 0010]
- DE 102013106896 A1 [0013]
- EP 2791548 B1 [0014]
- DE 102015200067 A1 [0015]
- EP 2742258 B1 [0016]
- EP 0933558 B1 [0017]
- WO 2017/203050 A1 [0018]
