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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe für ein Fahrzeug gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
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Aus der Druckschrift
DE 103 05 241 A1 ist ein sechs- oder siebengängiges Doppelkupplungsgetriebe bekannt. Das Doppelkupplungsgetriebe umfasst zwei Kupplungen, die jeweils mit ihren Eingangsseiten mit der Antriebswelle und mit ihren Ausgangsseiten mit jeweils einer der beiden Getriebeeingangs wellen verbunden sind. Die beiden Getriebeeingangswellen sind koaxial zueinander angeordnet. Ferner sind zwei Vorgelegewellen achsparallel zu den beiden Getriebeeingangswellen angeordnet, deren Losräder mit Festrädern der Getriebeeingangswellen kämmen. Darüber hinaus sind Koppelvorrichtungen axial verschiebbar an den Vorgelegewellen drehfest gehalten, um die jeweiligen Gangzahnräder schalten zu können. Die jeweils gewählte Übersetzung wird über die Abtriebszahnräder auf ein Differentialgetriebe übertragen. Um die gewünschten Übersetzungsstufen bei dem bekannten Doppelkupplungsgetriebe zu realisieren, sind eine Vielzahl von Radebenen erforderlichen, so dass ein nicht unerheblicher Bauraum beim Einbau benötigt wird.
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Ferner ist aus der Druckschrift
DE 38 22 330 A1 ein Stirnradwechselgetriebe bekannt. Das Stirnradwechselgetriebe umfasst eine unter Last schaltbare Doppelkupplung, deren einer Teil mit einer Antriebswelle und deren anderer Teil mit einer drehbar auf der Antriebswelle gelagerten Antriebshohlwelle verbunden ist. Für bestimmte Übersetzungen kann die Antriebswelle mit der Antriebshohlwelle über ein Schaltelement gekoppelt werden.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2004 001 961 A1 ist ein Lastschaltgetriebe mit zwei Kupplungen bekannt, die jeweils einem Teilgetriebe zugeordnet sind. Die Getriebeeingangswellen der beiden Teilgetriebe sind koaxial zueinander angeordnet und stehen über Festräder mit Losrädern der zugeordneten Vorgelegewellen in Eingriff. Die jeweiligen Losräder der Vorgelegewellen können mittels zugeordneten Schaltelementen drehfest mit der jeweiligen Vorgelegewelle verbunden werden. Aus dieser Druckschrift ist unter anderem ein Siebenganggetriebe bekannt, bei dem ein weiteres Schaltelement zum Koppeln der beiden Getriebeeingangswellen zum Realisieren einer weiteren Übersetzungsstufe vorgesehen ist. Das Siebenganggetriebe erfordert in dieser Ausgestaltung zumindest sechs Radebenen in den beiden Teilgetrieben, um die Übersetzungsstufen realisieren zu können. Dies führt zu einer unerwünschten Verlängerung der Baulänge in axialer Richtung, so dass die Einbaumöglichkeit in ein Fahrzeug erheblich eingeschränkt wird.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Doppelkupplungsgetriebe der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, bei dem lastschaltbare Übersetzungsstufen möglichst kostengünstig und mit möglichst wenigen Bauteilen bei einem geringen Bauraumbedarf realisiert werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Doppelkupplungsgetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich insbesondere aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen.
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Demnach wird ein bauraumoptimiertes Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Kupplungen vorgeschlagen, deren Eingangsseiten mit einer Antriebswelle und deren Ausgangsseiten mit jeweils einer von zwei z. B. koaxial zueinander angeordneten Getriebeeingangswellen verbunden sind. Das Doppelkupplungsgetriebe umfasst zumindest zwei Vorgelegewellen, auf denen als Losräder ausgebildete Gangzahnräder drehbar gelagert sind, und auf den beiden Getriebeeingangswellen drehfest angeordnete und als Festräder ausgebildete Gangzahnräder, die wenigstens zum Teil mit den Losrädern in Eingriff stehen. Darüber hinaus sind mehrere Koppelvorrichtungen oder dergleichen zur drehfesten Verbindung von einem Losrad mit einer Vorgelegewelle vorgesehen. Das erfindungsgemäße Doppelkupplungsgetriebe weist jeweils ein an den beiden Vorgelegewellen vorgesehenes Abtriebszahnrad beziehungsweise Konstantenritzel, welches jeweils mit einer Verzahnung einer Antriebswelle gekoppelt ist, um die jeweilige Vorgelegewelle mit dem Abtrieb zu verbinden, und zumindest ein aktivierbares bzw. schließbares Schaltelement oder dergleichen als so genanntes Windungsgang-Schaltelement zur drehfesten Verbindung zweier Gangzahnräder auf, wobei mehrere lastschaltbare Vorwärtsgänge und zumindest ein Rückwärtsgang schaltbar sind.
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Erfindungsgemäß sind vorzugsweise nur drei Doppel-Radebenen vorgesehen, bei denen jeweils ein Losrad der Vorgelegewelle einem Festrad einer der Getriebeeingangswellen zugeordnet ist, wobei in jeder Doppel-Radebene zumindest ein Losrad für mindestens zwei Gänge benutzbar ist, so dass zumindest ein Windungsgang über zumindest ein Schaltelement schaltbar ist. Aufgrund der möglichen Mehrfachnutzungen von Losrädern können bei dem vorgeschlagenen Doppelkupplungsgetriebe mit möglichst wenigen Radebenen eine maximale Anzahl von Übersetzungen realisiert werden, wobei vorzugsweise sämtliche Vorwärtsgänge und Rückwärtsgänge bei sequentieller Ausführung lastschaltbar sind.
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Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Doppelkupplungsgetriebe kann vorzugsweise als 7-Ganggetriebe ausgeführt werden. Aufgrund der kurzen Bauweise gegenüber bekannten Getriebeanordnungen ist das erfindungsgemäße Doppelkupplungsgetriebe besonders für eine Frontquer-Bauweise bei einem Fahrzeug geeignet. Es sind jedoch auch andere Einbauweisen je nach Art und Bauraumsituation des jeweils in Betracht kommenden Fahrzeuges möglich.
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Im Rahmen einer ersten möglichen Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass über ein erstes Schaltelement an der zweiten Vorgelegewelle ein Losrad des zweiten Teilgetriebes mit einem Losrad des ersten Teilgetriebes verbindbar ist, wobei über das erste Schaltelement zumindest der erste Vorwärtsgang, der siebente Vorwärtsgang und ein Rückwärtsgang als Windungsgang jeweils schaltbar sind. Somit können der erste Vorwärtsgang und der siebente Vorwärtsgang als Windungsgänge u. a. über die Radstufen des dritten Vorwärtsganges und des vierten Vorwärtsganges realisiert werden. Durch die Verwendung nur eines Schaltelements als Windungsgang-Schaltelement werden an der ersten Vorgelegewelle nur drei Schaltstellen beziehungsweise Koppelvorrichtungen benötigt.
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Eine zweite Ausführungsvariante der Erfindung kann vorsehen, dass über das erste Schaltelement der siebente Gang und ein Rückwärtsgang als Windungsgang schaltbar sind, wobei über ein zweites Schaltelement an der ersten Vorgelegewelle ein Losrad des zweiten Teilgetriebes mit einem Losrad des ersten Teilgetriebes verbindbar ist, so dass über das zweite Schaltelement zumindest der erste Vorwärtsgang und ein weiterer Rückwärtsgang als Windungsgang schaltbar sind. Im Unterschied zur vorbeschriebenen ersten Ausführungsvariante werden nun zwei Schaltelemente für Windungsgänge verwendet, wodurch sich eine größere Freiheit bei der Anpassung der Stufensprünge ergibt. Zudem kann ein weiterer alternativer Rückwärtsgang bei der zweiten Ausführungsvariante realisiert werden.
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Mit dem erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebe können über das zumindest eine Schaltelement Windungsgänge realisiert werden, bei denen Gangzahnräder beider Teilgetriebe miteinander gekoppelt werden, um dadurch einen Kraftfluss durch beide Teilgetriebe zu realisieren. Das jeweils verwendete Schaltelement dient dabei zum Koppeln zweier Losräder und bringt dadurch die Getriebeeingangswellen in Abhängigkeit zueinander.
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Unabhängig von der jeweiligen Ausführungsvariante des Doppelkupplungsgetriebes kann die Anordnung des Schaltelements zum Koppeln zweier bestimmter Losräder variiert werden, so dass das Schaltelement nicht zwingend zwischen den zu koppelnden Losrädern angeordnet sein muss. Es sind demnach auch andere Anordnungspositionen des jeweiligen Schaltelements denkbar, um beispielsweise die Anbindung an eine Aktuatorik zu optimieren.
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Bei dem Doppelkupplungsgetriebe kann gemäß einer möglichen Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die erste Doppel-Radebene ein Festrad an der zweiten Getriebeeingangswelle des zweiten Teilgetriebes und die zweite und die dritte Doppel-Radebene zwei Festräder an der ersten Getriebeeingangswelle des ersten Teilgetriebes umfassen. Dabei kann unabhängig von der jeweiligen Ausführungsvariante jedes der drei Festräder der Getriebeeingangswellen für zumindest zwei Gänge benutzt werden. In vorteilhafter Weise werden für die Vorwärtsgangübersetzungen nur drei Losräder auf einer Vorgelegewelle, welche mit Festrädern der Getriebeeingangswellen kämmen, und nur zwei Losräder auf der anderen Vorgelegewelle benötigt, welche ebenfalls mit Festrädern der Getriebeeingangswellen kämmen.
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Zur Realisierung von Rückwärtsgängen bei dem erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebe kann ein Zwischenrad verwendet werden, welches z. B. auf einer Zwischenwelle angeordnet ist. Es ist auch möglich, dass eines der Losräder einer Vorgelegewelle als Zwischenrad für zumindest einen Rückwärtsgang dient. Für die Rückwärtsgangübersetzung ist dann keine zusätzliche Zwischenwelle notwendig, da eines der Losräder sowohl mit einem Festrad als auch mit einem weiteren schaltbaren Losrad der anderen Vorgelegewelle kämmt. Somit ist das für den Rückwärtsgang erforderliche Zwischenrad als schaltbares Losrad auf einer Vorgelegewelle angeordnet und dient außerdem zur Realisierung mindestens eines weiteren Vorwärtsganges. Das Zwischenrad kann immer auch als Stufenrad ausgeführt werden, unabhängig davon, ob dieses auf der Vorgelegewelle oder auf einer zusätzlichen Zwischenwelle angeordnet ist.
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Um die gewünschten Übersetzungsstufen zu erhalten, kann bei dem erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebe vorgesehen sein, dass an jeder Vorgelegewelle zumindest eine doppelseitig wirkende Koppelvorrichtung oder dergleichen angeordnet ist. Die vorgesehenen Koppelvorrichtungen können im aktivierten bzw. geschlossenen Zustand je nach Betätigungsrichtung jeweils ein zugeordnetes Losrad drehfest mit der Vorgelegewelle verbinden. Zudem kann an zumindest einer der Vorgelegewellen auch eine einseitig wirkende Koppelvorrichtung oder dergleichen angeordnet sein. Als Koppelvorrichtungen können z. B. hydraulisch, elektrisch, pneumatisch, mechanisch betätigte Kupplungen oder auch formschlüssige Klauenkupplungen sowie jede Art von Synchronisierungen eingesetzt werden, welche zur drehfesten Verbindung von einem Losrad mit einer Vorgelegewelle dienen. Es ist möglich, dass eine doppelseitig wirkende Koppelvorrichtung durch zwei einseitig wirkende Koppelvorrichtungen und umgekehrt ersetzt werden.
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Es ist denkbar, dass die angegebenen Anordnungsmöglichkeiten der Gangzahnräder variiert und auch die Anzahl der Gangzahnräder sowie die Anzahl der Koppelvorrichtungen verändert werden, um noch weitere last- bzw. nicht lastschaltbare Gänge und Bauraum- sowie Bauteileinsparungen bei dem vorgeschlagenen Doppelkupplungsgetriebe zu realisieren. Insbesondere können Festräder von Doppel-Radebenen in zwei Festräder für zwei Einfach-Radebenen aufgeteilt werden. Dadurch können Stufensprünge verbessert werden. Außerdem ist es möglich, die Vorgelegewellen zu tauschen. Die Teilgetriebe können auch getauscht werden, d. h., spiegeln um eine vertikale Achse. Dabei werden Hohl- und Vollwelle getauscht. Hierdurch ist es z. B. möglich, das kleinste Zahnrad auf der Vollwelle anzuordnen, um die Nutzung des vorhandenen Bauraumes weiter zu optimieren. Außerdem können benachbarte Radebenen getauscht werden, beispielsweise um eine Wellendurchbiegung zu optimieren und/oder eine Schaltaktuatorik optimal anzubinden. Zudem kann die jeweilige Anordnungsposition der Koppelvorrichtungen an der Radebene variiert werden. Ferner kann auch die Wirkungsrichtung der Koppelvorrichtungen verändert werden.
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Die hier verwendeten Gangnummerierungen wurden frei definiert. Es ist auch möglich, einen Crawler hinzuzufügen, um bei einem Fahrzeug z. B. die Geländeeigenschaften oder das Beschleunigungsverhalten zu verbessern. Außerdem kann beispielsweise ein erster Gang weggelassen werden, z. B. um die Gesamtheit der Stufensprünge besser optimieren zu können. Die Gangnummerierung variiert bei diesen Maßnahmen sinngemäß.
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Unabhängig von den jeweiligen Ausführungsvarianten des Doppelkupplungsgetriebes können die Antriebswelle und die Abtriebswelle vorzugsweise nicht koaxial zueinander angeordnet werden, welches eine besonders bauraumsparende Anordnung realisiert. Beispielsweise können die somit räumlich hintereinander angeordneten Wellen auch geringfügig zueinander versetzt sein. Bei dieser Anordnung ist ein direkter Gang mit Übersetzung eins über Zahneingriffe realisierbar und kann in vorteilhafter Weise relativ frei auf den vierten, fünften oder sechsten Gang gelegt werden. Es sind auch andere Anordnungsmöglichkeiten der Antriebswelle und der Abtriebswelle denkbar.
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Vorzugsweise wird das vorgeschlagene Doppelkupplungsgetriebe mit integrierter Abtriebsstufe ausgerüstet. Die Abtriebsstufe kann als Abtriebsrad ein Festrad an der Abtriebswelle umfassen, welches sowohl mit einem ersten Abtriebszahnrad als Festrad der ersten Vorgelegewelle als auch mit einem zweiten Abtriebszahnrad als Festrad der zweiten Vorgelegewelle in Eingriff steht. Es ist jedoch möglich, dass zumindest eines der Abtriebszahnräder als schaltbares Zahnrad ausgebildet ist.
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In vorteilhafter Weise können die unteren Vorwärtsgänge und die Rückwärtsgänge über eine Anfahr- bzw. Schaltkupplung betätigt werden, um somit höhere Belastungen auf diese Kupplung zu konzentrieren und damit die zweite Kupplung bauraum- und kostengünstiger ausführen zu können. Insbesondere können die Radebenen bei dem vorgeschlagenen Doppelkupplungsgetriebe so angeordnet werden, dass sowohl über die innere Getriebeeingangswelle oder auch die äußere Getriebeeingangswelle und somit über die jeweils besser geeignete Kupplung angefahren werden kann, welches auch bei einer konzentrisch angeordneten, radial ineinander geschachtelten Bauweise der Doppelkupplung ermöglicht wird. Dazu können die Radebenen entsprechend spiegelsymmetrisch angeordnet bzw. getauscht werden. Es ist auch möglich, dass die Vorgelegewellen vertauscht beziehungsweise gespiegelt angeordnet werden.
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Unabhängig von der jeweiligen Ausführungsvariante können bei dem Doppelkupplungsgetriebe beispielsweise die vorgesehenen Radebenen vertauscht werden. Es ist auch möglich, dass anstelle einer Doppel-Radebene zwei Einfach-Radebenen verwendet werden. Ferner können die beiden Teilgetriebe gespiegelt werden.
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Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Siebengang-Doppelkupplungsgetriebes;
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2 ein Schaltschema der ersten Ausführungsvariante gemäß 1;
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3 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Siebengang-Doppelkupplungsgetriebes; und
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4 ein Schaltschema der zweiten Ausführungsvariante gemäß 3.
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In den 1 und 3 ist jeweils eine mögliche Ausführungsvariante eines Siebengang-Doppelkupplungsgetriebes gezeigt. Die jeweiligen Schaltschemen zu den Ausführungsvarianten sind in den 2 und 4 tabellarisch dargestellt.
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Das Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe umfasst zwei Kupplungen K1, K2, deren Eingangsseiten mit einer Antriebswelle w_an und deren Ausgangsseiten mit jeweils einer von zwei koaxial zueinander angeordneten Getriebeeingangswellen w_K1, w_K2 verbunden sind. Zudem kann an der Antriebswelle w_an ein Torsionsschwingungsdämpfer 14 angeordnet sein. Ferner sind zwei Vorgelegewellen w_v1, w_v2 vorgesehen, auf denen als Losräder 5, 6, 7, 8, 9, 10 ausgebildete Gangzahnräder drehbar gelagert sind. An den beiden Getriebeeingangswellen w_K1, w_K2 sind drehfest angeordnete und als Festräder 1, 2, 3 ausgebildete Gangzahnräder, die wenigstens zum Teil mit den Losrädern 5, 6, 7, 8, 9, 10 in Eingriff stehen.
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Um die Losräder 5, 6, 7, 8, 9, 10 mit der jeweiligen Vorgelegewelle w_v1, w_v2 verbinden zu können, sind mehrere aktivierbare Koppelvorrichtungen A, B, C, D, E, F an den Vorgelegewellen w_v1, w_v2 vorgesehen. Des Weiteren sind an den beiden Vorgelegewellen w_v1, w_v2 als Konstantenritzel Abtriebszahnräder 12, 13 angeordnet, welche jeweils mit einer Verzahnung einer Abtriebswelle w_ab gekoppelt sind.
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Neben den Koppelvorrichtungen A, B, C, D, E, F, die eine drehfeste Verbindung zwischen einem Gangzahnrad und der zugeordneten Vorgelegewelle w_v1, w_v2 realisieren, ist bei dem Doppelkupplungsgetriebe zumindest ein Windungsgang-Schaltelement K, I zur drehfesten Verbindung zweier Gangzahnräder einer Vorgelegewelle w_v1, w_v2 vorgesehen, um zumindest einen Windungsgang zu realisieren.
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Unabhängig von den Ausführungsvarianten ist das Schaltelement K beispielhaft zwischen der ersten Doppel-Radebene 5–8 und der zweiten Doppel-Radebene 6–9 an der zweiten Vorgelegewelle w_v2 angeordnet, um das Losrad 8 mit dem Losrad 9 verbinden zu können. Bei der zweiten Ausführungsvariante gemäß 3 ist zusätzlich ein zweites Schaltelement I an der ersten Vorgelegewelle w_v1 beispielhaft zwischen der ersten Doppel-Radebene 5-8 und der zweiten Doppel-Radebene 6–9 angeordnet, um das Losrad 5 mit dem Losrad 6 verbinden zu können.
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Erfindungsgemäß sind bei dem Doppelkupplungsgetriebe lediglich drei Doppel-Radebenen 5–8, 6–9, 7–10 vorgesehen, bei denen jeweils ein Losrad 5, 8; 6, 9; 7, 10 der Vorgelegewellen w_v1, w_v2 einem Festrad 1, 2, 3 einer der Getriebeeingangswellen w_K1, w_K2 zugeordnet ist, wobei in jeder Doppel-Radebene 5–8, 6–9, 7–10 zumindest ein Losrad 5, 6, 7, 8, 9, 10 für mindestens zwei Gänge benutzbar ist, so dass die Windungsgänge über das zumindest eine Schaltelement K, I schaltbar sind. Als Schaltelement K, I kann z. B. eine Klaue zur Verbindung zweier Zahnräder oder dergleichen verwendet werden.
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Bei beiden Ausführungsvarianten gemäß der 1 und 3 umfassen die drei Doppel-Radebene 5–8, 6–9, 7–10 zwei Festräder 2, 3 an der ersten Getriebeeingangswelle w_K1 und ein Festrad 1 an der zweiten Getriebeeingangswelle w_K2 sowie jeweils drei Losräder 5, 6, 7, 8, 9, 10 an den beiden Vorgelegewellen w_v1, w_v2.
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Bei der ersten Doppel-Radebene 5–8 kämmt das Festrad 1 der zweiten Getriebeeingangswelle w_K2 sowohl mit dem Losrad 5 der ersten Vorgelegewelle w_v1 als auch mit dem Losrad 8 der zweiten Vorgelegewelle w_v2. Bei der zweiten Doppel-Radebene 6–9 steht das Festrad 2 der ersten Getriebeeingangswelle w_K1 sowohl mit dem Losrad 6 der ersten Vorgelegewelle w_v1 als auch mit dem Losrad 9 der zweiten Vorgelegewelle w_v2 in Eingriff. Schließlich kämmt bei der dritten Doppel-Radebene 7–10 das Festrad 3 der ersten Getriebeeingangswelle w_k1 sowohl mit dem Losrad 7 der ersten Vorgelegewelle w_v1 als auch mit einem Zwischenrad ZR, wobei das Zwischenrad ZR die Drehzahlumkehr zum Realisieren eines Rückwärtsganges R1, R2, R3 ermöglicht. Das Zwischenrad ZR ist drehbar an einer Zwischenwelle w_zw angeordnet, wobei die Zwischenwelle w_zw beispielhaft parallel zu den Vorgelegewellen w_v1, w_v2 angeordnet ist. Das Zwischenrad ZR kämmt zudem mit dem Losrad 10 der zweiten Vorgelegewelle w_v2.
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An jeder Vorgelegewelle w_v1, w_v2 ist beispielhaft zwischen der zweiten Doppel-Radebene 6–9 und der dritten Doppel-Radebene 7–10 eine doppelseitig wirkende Koppelvorrichtung B, C; E, F angeordnet, wobei für jede doppelseitig wirkende Koppelvorrichtung B, C; E, F auch zwei einfach wirkende Koppelvorrichtungen vorgesehen sein können. Durch die Koppelvorrichtung B kann das Losrad 6 mit der ersten Vorgelegewelle w_v1 und durch die Koppelvorrichtung C kann das Losrad 7 mit der ersten Vorgelegewelle w_v1 verbunden werden. Mit der Koppelvorrichtung E kann das Losrad 9 mit der zweiten Vorgelegewelle w_v2 und mit der Koppelvorrichtung F kann das Losrad 10 mit der zweiten Vorgelegewelle w_v2 verbunden werden.
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Um das Losrad 5 mit der ersten Vorgelegewelle w_v1 verbinden zu können, ist z. B. eine einseitig wirkende Koppelvorrichtung A der ersten Doppel-Radebene 5–8 zugeordnet. Zudem ist eine einseitig wirkende Koppelvorrichtung D der ersten Doppel-Radebene 5–8 zugeordnet, um das Losrad 8 mit der zweiten Vorgelegewelle w_v2 zu verbinden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebe ist eine integrierte Abtriebsstufe mit dem Abtriebszahnrad 12, welches mit der ersten Vorgelegewelle w_v1 drehfest verbunden ist, und mit dem Abtriebszahnrad 13 vorgesehen, welches mit der zweiten Vorgelegewelle w_v2 drehfest verbunden ist. Das Abtriebszahnrad 12 und das Abtriebszahnrad 13 kämmen jeweils mit einem Festrad 11 der Abtriebswelle w_ab.
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Unabhängig von der jeweiligen Ausführungsvariante liegen die Zahnradstufen i_4 und i_6 der lastschaltbaren Vorwärtsgänge G4 und G6 in einer Radebene als Doppel-Radebene 6–9. Ferner liegen die Zahnradstufen i_2 und i_R des lastschaltbaren zweiten Vorwärtsganges G2 und eines Rückwärtsganges R in einer Radebene als Doppel-Radebene 7–10. Darüber hinaus liegen die Zahnradstufen i_3 und i_5 der lastschaltbaren Vorwärtsgänge G3 und G5 in einer Radebene als Doppel-Radebene 5–8. Bei dem erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebe ist der erste und höchste Vorwärtsgang sowie ein Rückwärtsgang ein Windungsgang. Zudem ist der erste lastschaltbare Vorwärtsgang ebenfalls ein Windungsgang.
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Aus der in 2 dargestellten Tabelle ist beispielhaft ein Schaltschema für die erste Ausführungsvariante des Siebengang-Doppelkupplungsgetriebes gezeigt.
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Aus dem Schaltschema ergibt sich, dass der erste Vorwärtsgang G1 über die zweite Kupplung K2 und über das aktivierte Schaltelement K sowie über die aktivierte Koppelvorrichtung C als Windungsgang schaltbar ist, dass der zweite Vorwärtsgang G2 über die erste Kupplung K1 und über die aktivierte Koppelvorrichtung C schaltbar ist, dass der dritte Vorwärtsgang G3 über die zweite Kupplung K2 und über die Koppelvorrichtung D schaltbar ist, dass der vierte Vorwärtsgang G4 über die erste Kupplung K1 und über die aktivierte Koppelvorrichtungen E schaltbar ist, dass der fünfte Vorwärtsgang G5 über die zweite Kupplung K2 und über die Koppelvorrichtungen A schaltbar ist, dass der sechste Vorwärtsgang G6 über die erste Kupplung K1 und über die aktivierte Koppelvorrichtung B schaltbar ist, und dass der siebente Vorwärtsgang G7 über die erste Kupplung K1 und über das aktivierte Schaltelement K sowie über die Koppelvorrichtung A als Windungsgang schaltbar ist.
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Bezüglich der möglichen Rückwärtsgangübersetzungen ergibt sich aus dem Schaltschema gemäß 2, dass ein Rückwärtsgang R1 über die erste Kupplung K1 und über die aktivierte Koppelvorrichtung F schaltbar ist, und dass ein nächster Rückwärtsgang R3 über die zweite Kupplung K2 und über das aktivierte Schaltelement K sowie über die aktivierte Koppelvorrichtung F als Windungsgang schaltbar ist. Es ist möglich, dass der weitere Rückwärtsgang R2 über die zweite Kupplung K2 und über ein zusätzliches aktiviertes Schaltelement I sowie über die aktivierte Koppelvorrichtung F als Windungsgang bei der ersten Ausführungsvariante schaltbar ist.
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Aus dem Schaltschema gemäß 2 ergibt sich im Einzelnen, dass beim ersten Vorwärtsgang G1 ausgehend von der zweiten Kupplung K2 die Zahnradstufen i_3, i_4 und i_2 verwendet werden, wobei die beiden Teilgetriebe über das Schaltelement K gekoppelt werden. Beim zweiten Vorwärtsgang G2 wird lediglich die Zahnradstufe i_2, beim dritten Vorwärtsgang G3 die Zahnradstufe i_3, beim vierten Vorwärtsgang G4 die Zahnradstufe i_4, beim fünften Vorwärtsgang G5 die Zahnradstufe i_5 und beim sechsten Vorwärtsgang G6 die Zahnradstufe i_6 verwendet. Im siebenten Vorwärtsgang G7 werden die Zahnradstufen i_4, i_3 und i_5 eingesetzt, wobei die beiden Teilgetriebe wieder über das Schaltelement K miteinander gekoppelt werden. Beim Rückwärtsgang R1 wird lediglich die Zahnradstufe i_R an der dritten Doppel-Radebene 7–10 benutzt, wobei der weitere mögliche Rückwärtsgang R2 als Windungsgang die Zahnradstufen i_5, i_6 und i_R verwendet, um die beiden Teilgetriebe über das Schaltelement I miteinander zu koppeln. Der nächste mögliche Rückwärtsgang R3 benutzt die Zahnradstufen i_3, i_4 und i_R, um die beiden Teilgetriebe über das Schaltelement K zu koppeln.
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Aus der in 4 dargestellten Tabelle ist beispielhaft ein Schaltschema für die zweite Ausführungsvariante des Siebengang-Doppelkupplungsgetriebes dargestellt.
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Aus dem Schaltschema ergibt sich, dass der erste Vorwärtsgang G1 über die zweite Kupplung K2, über das aktivierte Schaltelement I und über die aktivierte Koppelvorrichtung C als Windungsgang schaltbar ist, dass der zweite Vorwärtsgang G2 über die erste Kupplung K1 und über die aktivierte Koppelvorrichtung C schaltbar ist, dass der dritte Vorwärtsgang G3 über die zweite Kupplung K2 und über die aktivierte Koppelvorrichtung D schaltbar ist, dass der vierte Vorwärtsgang G4 über die erste Kupplung K1 und über die aktivierte Koppelvorrichtung E schaltbar ist, dass der fünfte Vorwärtsgang G5 über die zweite Kupplung K2 und über die aktivierte Koppelvorrichtung A schaltbar ist, dass der sechste Vorwärtsgang G6 über die erste Kupplung K1 und über die aktivierte Koppelvorrichtung B schaltbar ist und dass der siebente Vorwärtsgang G7 über die erste Kupplung K1, über das aktivierte Schaltelement K und über die aktivierte Koppelvorrichtung A als Windungsgang schaltbar ist.
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Aus dem Schaltschema gemäß 4 ergibt sich im Einzelnen, dass beim ersten Vorwärtsgang G1 ausgehend von der zweiten Kupplung K2 die Zahnradstufen i_5, i_6 und i_2 verwendet werden, wobei die beiden Teilgetriebe über das Schaltelement I gekoppelt werden. Beim zweiten Vorwärtsgang G2 wird lediglich die Zahnradstufe i_2, beim dritten Vorwärtsgang G3 die Zahnradstufe i_3, beim vierten Vorwärtsgang G4 die Zahnradstufe i_4, beim fünften Vorwärtsgang G5 die Zahnradstufe i_5 und beim sechsten Vorwärtsgang G6 die Zahnradstufe i_6 verwendet. Im siebenten Vorwärtsgang G7 werden die Zahnradstufen i_4, i_3 und i_5 eingesetzt, wobei die beiden Teilgetriebe nun über das Schaltelement K miteinander gekoppelt werden.
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Bezüglich der möglichen Rückwärtsgangübersetzungen ergibt sich das gleiche Schaltschema, wie bei der Ausführungsvariante gemäß 1.
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Bei beiden Ausführungsvarianten gemäß der 1 und 3 kann durch eine zusätzliche dem Abtriebszahnrad 12 zugeordnete Koppelvorrichtung S_ab1, welche der Einfachheit halber in den 1 und 3 nicht gezeigt ist, ein Kriechgang C1 (Crawler) über die erste Kupplung K1, über die aktivierte Koppelvorrichtung C, über die aktivierte Koppelvorrichtung A und bei geöffneter Koppelvorrichtung S_ab1 sowie über die aktivierte Koppelvorrichtung D als Windungsgang geschaltet werden. Im Einzelnen ergibt sich daraus, dass beim Kriechgang C1 ausgehend von der ersten Kupplung K1 die Zahnradstufen i_2, i_5 und i_3 verwendet werden.
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Darüber hinaus kann bei beiden Ausführungsvarianten durch die zusätzliche dem Abtriebszahnrad 12 zugeordnete Koppelvorrichtung S_ab1 als Windungsgang-Schaltelement ein Schnellgang O1 (Overdrive 1) über die zweite Kupplung K2, über die aktivierte Koppelvorrichtung A, über die aktivierte Koppelvorrichtung C und bei geöffneter Koppelvorrichtung S_ab1 sowie bei aktivierter Koppelvorrichtung E als Windungsgang geschaltet werden. Im Einzelnen ergibt sich daraus, dass beim Schnellgang O1 ausgehend von der zweiten Kupplung K2 die Zahnradstufen i_5, i_2 und i_4 verwendet werden.
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Wenn unabhängig von der jeweiligen Ausführungsvariante der Kriechgang C1 und/oder der Schnellgang O1 nicht verwendet werden, ist ein Lösen der Verbindung des Abtriebszahnrades 12 von der Vorgelegewelle w_v1 nicht erforderlich und deshalb kann die Koppelvorrichtung S_ab1 für das Schalten der Vorwärtsgänge G1 bis G7 sowie für das Schalten der Rückwärtsgänge R1, R2, R3 entfallen. Bei der Verwendung des Kriechganges C1 und/oder des Schnellganges O1 ist die Koppelvorrichtung S_ab1 jedoch erforderlich, so dass die Koppelvorrichtung S_ab1 dann zum Schalten der Vorwärtsgänge G1 bis G7 sowie zum Schalten der Rückwärtsgänge R1, R2, R3 zum Teil geschlossen sein muss.
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Unabhängig von der jeweiligen Ausführungsvariante werden beim ersten Vorwärtsgang G1 und beim höchsten Vorwärtsgang G7 sowie bei zumindest einem Rückwärtsgang beide Teilgetriebe verwendet, da es sich um Windungsgänge handelt. Der erste Vorwärtsgang G1 ist zudem lastschaltbar. Ferner liegen die Zahnradstufen i_4 und i_6 der lastschaltbaren Vorwärtsgänge G4 und G6 gemeinsam in der zweiten Doppel-Radebene 6–9. Darüber hinaus liegen die Zahnradstufen i_3 und i_5 der lastschaltbaren Vorwärtsgänge G3 und G5 gemeinsam in der ersten Doppel-Radebene 5–8. Des Weiteren liegen die Zahnradstufen i_2 und i_R gemeinsam in der dritten Doppel-Radebene 7–10.
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Zusammenfassend ergibt sich bei der ersten Ausführungsvariante gemäß 1, dass an der ersten Doppel-Radebene 5–8 das Losrad 5 für vier Vorwärtsgänge G5, G7, C1, C1 und für einen Rückwärtsgang R2 und das Losrad 8 für vier Vorwärtsgänge G1, G3, G7, C1 und für einen Rückwärtsgang R3 verwendet werden können. An der zweiten Doppel-Radebene 6–9 kann das Losrad 6 für einen Vorwärtsgang G6 und für einen Rückwärtsgang R2 und das Losrad 9 für vier Vorwärtsgänge G1, G4, G7, O1 und für einen Rückwärtsgang R3 benutzt werden. Schließlich können an der dritten Doppel-Radebene 7–10 das Losrad 7 für vier Vorwärtsgänge G1, G2, C1, O1 und das Losrad 10 für drei Rückwärtsgänge verwendet werden. Aufgrund dieser vorgesehenen Mehrfachnutzungen einzelner Losräder sind weniger Radebenen und somit weniger Bauteile bei gleich bleibender Gangzahl erforderlich, so dass eine vorteilhafte Bauraum- und Kosteneinsparung bewirkt wird.
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Bei der zweiten Ausführungsvariante gemäß 4 können an der ersten Doppel-Radebene 5–8 das Losrad 5 für fünf Vorwärtsgänge G1, G5, G7, C1, O1 und für einen Rückwärtsgang R2 und das Losrad 8 für drei Vorwärtsgänge G3, G7, C1 und für einen Rückwärtsgang R3 verwendet werden. An der zweiten Doppel-Radebene 6–9 können das Losrad 6 für zwei Vorwärtsgänge G1, G6 und für einen Rückwärtsgang R2 und das Losrad 9 für drei Vorwärtsgänge G4, G7, O1 und für einen Rückwärtsgang R3 benutzt werden. Schließlich können an der dritten Doppel-Radebene 7–10 das Losrad 7 für vier Vorwärtsgänge G1, G2, C1, O1 und das Losrad 10 für drei Rückwärtsgänge R1, R2, R3 benutzt werden. Auch bei der zweiten Ausführungsvariante sind aufgrund der vorgesehenen Mehrfachnutzungen einzelner Losräder weniger Radebenen und somit weniger Bauteile bei gleich bleibender Gangzahl erforderlich, so dass eine vorteilhafte Bauraum- und Kosteneinsparung realisiert wird.
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Unabhängig von der jeweiligen Ausführungsvariante bedeutet die Ziffer ”1” in einem Feld der jeweiligen Tabelle der Schaltschemen gemäß der 2 und 4, dass die zugeordnete Kupplung K1, K2, bzw. die zugeordnete Koppelvorrichtung A, B, C, D, E, F bzw. das zugeordnete Schaltelement K, I jeweils geschlossen ist. Dagegen bedeutet ein freies Feld in der jeweiligen Tabelle der Schaltschemen gemäß der 2 und 4, dass die zugeordnete Kupplung K1, K2, bzw. die zugeordnete Koppelvorrichtung A, B, C, D, E, F bzw. das zugeordnete Schaltelement K, I jeweils geöffnet ist.
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Für die einem Abtriebszahnrad 12 zugeordnete Koppelvorrichtung S_ab1 gilt abweichend zu den vorher genannten Regeln, dass bei einem leeren Feld in der jeweiligen Tabelle der Schaltschemen gemäß der 2 und 4 die Koppelvorrichtung S_ab1 geöffnet sein muss, aber dass bei einem Feld mit der Ziffer ”1” abhängig vom Gang bei einer ersten Gruppe von Gängen das Koppelelement S_ab1 geschlossen sein muss und bei einer zweiten Gruppe von Gängen das Koppelelement S_ab1 sowohl offen als auch geschlossen sein kann. Weiterhin besteht in vielen Fällen die Möglichkeit, weitere Koppel- oder Schaltelemente einzulegen, ohne den Kraftfluss zu beeinflussen. Hierdurch kann eine Gangvorwahl ermöglicht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Festrad der zweiten Getriebeeingangswelle
- 2
- Festrad die ersten Getriebeeingangswelle
- 3
- Festrad der ersten Getriebeeingangswelle
- 5
- Losrad der ersten Vorgelegewelle
- 6
- Losrad der ersten Vorgelegewelle
- 7
- Losrad der ersten Vorgelegewelle
- 8
- Losrad der zweiten Vorgelegewelle
- 9
- Losrad der zweiten Vorgelegewelle
- 10
- Losrad der zweiten Vorgelegewelle
- K1
- erste Kupplung
- K2
- zweite Kupplung
- w_an
- Antriebswelle
- w_ab
- Abtriebswelle
- w_v1
- erste Vorgelegewelle
- w_v2
- zweite Vorgelegewelle
- A
- Koppelvorrichtung
- B
- Koppelvorrichtung
- C
- Koppelvorrichtung
- D
- Koppelvorrichtung
- E
- Koppelvorrichtung
- F
- Koppelvorrichtung
- i_1
- Zahnradstufe erster Vorwärtsgang
- i_2
- Zahnradstufe zweiter Vorwärtsgang
- i_3
- Zahnradstufe dritter Vorwärtsgang
- i_4
- Zahnradstufe vierter Vorwärtsgang
- i_5
- Zahnradstufe fünfter Vorwärtsgang
- i_6
- Zahnradstufe sechster Vorwärtsgang
- G1
- erster Vorwärtsgang
- G2
- zweiter Vorwärtsgang
- G3
- dritter Vorwärtsgang
- G4
- vierter Vorwärtsgang
- G5
- fünfter Vorwärtsgang
- G6
- sechster Vorwärtsgang
- G7
- siebenter Vorwärtsgang
- C1
- Kriechgang
- O1
- Schnellgang
- R1
- Rückwärtsgang
- R2
- Rückwärtsgang
- R3
- Rückwärtsgang
- w_zw
- Zwischenwelle
- ZR
- Zwischenrad
- 11
- Festrad der Abtriebswelle
- 12
- Abtriebszahnrad der ersten Vorgelegewelle
- 13
- Abtriebszahnrad der zweiten Vorgelegewelle
- 14
- Torsionsschwingungsdämpfer
- ZS
- verwendete Zahnradstufe
- K
- Schaltelement
- 1
- Schaltelement
- S_ab1
- Koppelvorrichtung optional
