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Die Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe mit einer zentral angeordneten ersten Eingangswelle und einer als Hohlwelle ausgebildeten, koaxial und drehbar auf dieser angeordneten zweiten Eingangswelle, welche eingangsseitig über jeweils eine zugeordnete Reibungskupplung einer Doppelkupplungsanordnung mit der Triebwelle eines Antriebsmotors verbindbar sind, und die getriebeintern über mehrere Stirnradstufen selektiv mit einer einzigen Vorgelegewelle koppelbar sind, wobei diese Stirnradstufen jeweils ein auf einer Getriebewelle drehfest angeordnetes Festrad sowie ein drehbar auf einer achsparallelen Getriebewelle gelagertes und über ein zugeordnetes Gang-Schaltelement drehfest mit dieser Getriebewelle verbindbares Losrad umfassen sowie jeweils einem direkt schaltbaren Gang zugeordnet sind, und bei dem die Stirnradstufen der ungeraden Gänge der einen Eingangswelle sowie die Stirnradstufen der geraden Gänge der anderen Eingangswelle zugeordnet sind.
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Bei einem Doppelkupplungsgetriebe der beschriebenen Bauart ist in seiner einfachsten Ausgestaltung für jeden Gang eine eigene Stirnradstufe erforderlich, wobei die Stirnradstufen axial gestaffelt angeordnet sind und deren Anzahl die axiale Baulänge des Doppelkupplungsgetriebes wesentlich bestimmt. Ein entsprechend ausgeführtes Doppelkupplungsgetriebe, das zusätzlich ein Schaltelement zur unmittelbaren Kopplung der beiden Eingangswellen aufweist, ist beispielsweise aus der
DE 35 46 454 C2 bekannt. Wenn ein derartiges Doppelkupplungsgetriebe, beispielsweise für eine Anwendung in dem Antriebsstrang eines mittelschweren Nutzfahrzeugs, mit vielen Gängen, z.B. mit acht Vorwärtsgängen und zwei Rückwärtsgängen, versehen sein soll, würde diese Anordnung der betreffenden Stirnradstufen zu einer ungünstig großen axialen Baulänge des Doppelkupplungsgetriebes führen.
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Eine bekannte Möglichkeit zur Vermeidung dieses Nachteils besteht darin, mindestens zwei Vorgelegewellen vorzusehen, wobei die Stirnradstufen dann jeweils zwischen einer der beiden Eingangswellen und einer der beiden Vorgelegewellen angeordnet sind. Hierbei können zumindest einige der Stirnradstufen unter Verwendung jeweils eines gemeinsamen, auf der jeweiligen Eingangswelle angeordneten Festrades paarweise in einer gemeinsamen Zahnradebene angeordnet werden. Diese Bauart führt jedoch zu einer Vergrößerung der radialen Abmessungen des Doppelkupplungsgetriebes, wodurch der Einbau in einem Kardantunnel eines Personenwagens oder in einem Leiterrahmen eines Nutzfahrzeugs bei einer Längsanordnung der Antriebseinheit zumindest erschwert wird. In der
DE 101 09 662 A1 ist ein derartiges Doppelkupplungsgetriebe beschrieben, bei dem die Stirnradstufen von vier Gängen paarweise in derselben Zahnradebene angeordnet sind, so dass für die Stirnradstufen von insgesamt sechs Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang nur fünf Zahnradebenen benötigt werden.
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Ein weiteres Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Vorgelegewellen ist aus der
DE 10 2007 049 267 A1 bekannt. Bei diesem Doppelkupplungsgetriebe sind sechs Stirnradstufen paarweise jeweils untere Nutzung eines gemeinsamen, auf der jeweiligen Eingangswelle angeordneten Festrades in einer gemeinsamen Zahnradebene angeordnet. Hierdurch werden in der dortigen Basisausführung für die Stirnradstufen von fünf Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang nur drei Zahnradebenen benötigt.
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Eine weitere bekannte Möglichkeit zur Einsparung von Zahnradebenen besteht in der vorgesehenen Schaltung von Windungsgängen. Hierbei wird der Kraftfluss von der einen Eingangswelle über eine dieser Eingangswelle zugeordnete Stirnradstufe durch die Kopplung mit einer axial benachbarten, der anderen Eingangswelle zugeordneten Stirnradstufe auf die andere Eingangswelle geleitet, und von dort über eine frei schaltbare Stirnradstufe auf die zugeordnete Vorgelegewelle geführt. Hierdurch ergibt sich ohne eine zusätzliche Stirnradstufe mindestens ein weiterer Gang, dessen Übertragungswirkungsgrad aufgrund des über drei Verzahnungseingriffe erfolgenden Kraftflusses allerdings gegenüber den einfach schaltbaren Gängen entsprechend reduziert ist.
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Aus der
DE 10 2007 049 267 A1 und der
DE 10 2004 001 961 A1 ist es bekannt, dass die Schaltbarkeit von zumindest einem Windungsgang dadurch erreicht werden kann, dass die Losräder von zwei axial benachbarten Stirnradstufen, die unterschiedlichen Eingangswellen zugeordnet sind, auf einer gemeinsamen Vorgelegewelle angeordnet werden und über ein zusätzliches Schaltelement miteinander koppelbar sind.
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Der
DE 10 2004 001 961 A1 ist zudem entnehmbar, dass die Schaltbarkeit von zumindest einem Windungsgang auch dadurch erreicht werden kann, dass eine auf einer Vorgelegewelle drehbar angeordnete Hohlwelle vorgesehen ist, die über eine Festräder umfassende Stirnradstufe mit der einen Eingangswelle in Triebverbindung steht, welche über ein Schaltelement mit der betreffenden Vorgelegewelle koppelbar ist, und die zumindest über ein zugeordnetes Schaltelement mit dem auf ihr angeordneten Losrad einer der anderen Eingangswelle zugeordneten Stirnradstufe koppelbar ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, eine Wellen- und Radsatzanordnung eines Doppelkupplungsgetriebes der eingangs genannten Bauart mit mindestens acht Vorwärtsgängen und zwei Rückwärtsgängen vorzuschlagen, die in Verbindung mit möglichst kompakten Abmessungen eine hohe Variabilität in der Anordnung der Stirnradstufen, des Abtriebs und bedarfsweise mindestens einer Elektromaschine aufweist.
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Diese Aufgabe ist in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass zur weiteren Schaltung zumindest eines niedrigsten Vorwärtsgangs, eines höchsten Vorwärtsgangs und eines niedrigeren Rückwärtsgangs als Windungsgänge vorgesehen ist, dass die Stirnradstufen des dritten und fünften Gangs sowie die Stirnradstufen des vierten und sechsten Gangs jeweils axial getriebeinnen angeordnet sind, und dass die vorgelegewellenseitigen Zahnräder dieser Stirnradstufen auf einer Hohlwelle angeordnet sind, die koaxial und drehbar auf der Vorgelegewelle angeordnet sowie über ein zugeordnetes Koppel-Schaltelement drehfest mit dieser verbindbar ist.
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Die Erfindung geht demnach von einem Doppelkupplungsgetriebe aus, das eine zentral angeordnete erste Eingangswelle EW1 und eine als Hohlwelle ausgebildete, koaxial und drehbar auf dieser angeordnete zweite Eingangswelle EW2 aufweist, die eingangsseitig über jeweils eine zugeordnete Reibungskupplung K1, K2 einer Doppelkupplungsanordnung mit der Triebwelle eines Antriebsmotors verbindbar sind. Getriebeintern sind die beiden Eingangswellen EW1, EW2 über mehrere Stirnradstufen R2–R7, RR selektiv mit einer einzigen Vorgelegewelle VW koppelbar, wobei diese Stirnradstufen jeweils ein auf einer Getriebewelle (EW1, EW2 oder HW, VW) drehfest angeordnetes Festrad sowie ein drehbar auf einer achsparallelen Getriebewelle (VW oder EW1, EW2) gelagertes und über ein zugeordnetes Gang-Schaltelement S2–S7, SR drehfest mit dieser Getriebewelle verbindbares Losrad umfassen, sowie jeweils einem direkt schaltbaren Gang G2–G7, GR2 zugeordnet sind. Zur Erzielung der Lastschaltbarkeit von sequenziellen Gangwechseln sind in an sich bekannter Weise die Stirnradstufen R3, R5, R7 der ungeraden Gänge G3, G5, G7 der einen Eingangswelle (EW1 oder EW2) und die Stirnradstufen R2, R4, R6, RR der geraden Gänge G2, G4, G6, GR2 der anderen Eingangswelle (EW2 oder EW1) zugeordnet.
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Um nun weitere Gänge, zumindest aber einen niedrigsten Vorwärtsgang G1, einen höchsten Vorwärtsgang G8 und einen niedrigeren Rückwärtsgang GR1 als Windungsgänge, d.h. ohne zusätzliche Stirnradstufen, verfügbar zu machen, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die Stirnradstufen R3, R5 des dritten und fünften Gangs G3, G5 und die Stirnradstufen R4, R6 des vierten und sechsten Gangs G4, G6 jeweils axial getriebeinnen und somit axial benachbart zueinander angeordnet sind. Zudem ist hierzu vorgesehen, dass die vorgelegewellenseitigen Zahnräder dieser Stirnradstufen, d.h. der Stirnradstufen R3, R5 des dritten und fünften Gangs G3, G5 und der Stirnradstufen R4, R6 des vierten und sechsten Gangs G4, G6, anstelle einer unmittelbaren Anordnung auf der Vorgelegewelle VW auf einer Hohlwelle HW angeordnet sind, die koaxial und drehbar auf der Vorgelegewelle VW angeordnet und über ein zugeordnetes Koppel-Schaltelement SK drehfest mit dieser verbindbar ist.
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Dadurch, dass die beiden Eingangswellen EW1, EW2 über die beiden getriebeinneren Stirnradstufen R3, R5 der einen Eingangswelle (EW1 oder EW2), die Hohlwelle HW und die beiden getriebeinneren Stirnradstufen R4, R6 der anderen Eingangswelle (EW2 oder EW1) in beiden Kraftübertragungsrichtungen mit jeweils vier Übersetzungen miteinander koppelbar sind, ergeben sich in Verbindung mit den frei schaltbaren Stirnradstufen R2, R7, RR der Gänge G2, G7, GR2 theoretisch zwölf weitere, als Windungsgänge schaltbare Gänge. Da die Übersetzung einiger dieser möglichen Gänge außerhalb des nutzbaren Bereiches oder in der Nähe der mit höherem Übertragungswirkungsgrad direkt schaltbaren Gänge G2–G7, GR2 liegen kann, wird vorliegend nur von der Verwendung der genannten Gänge G1, G8 und GR1 als Windungsgänge ausgegangen. Somit weist das erfindungsgemäße Doppelkupplungsgetriebe für die mindestens vorgesehenen acht Vorwärtsgän- ge G1–G8 und zwei Rückwärtsgänge GR1, GR2 nur sieben Zahnradebenen und acht Schaltelemente S2–S7, SR, SK auf.
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In einer möglichen ersten Zuordnung der Gänge G1–G8, GR1, GR2 zu den Eingangswellen EW1, EW2 ist vorgesehen, dass die ungeraden Gänge G1, G3, G5, G7, GR1 der ersten Eingangswelle EW1 zugeordnet sind, und dass die Stirnradstufen R3, R5, R7 der direkt schaltbaren ungeraden Gänge G3, G5, G7 zwischen der ersten Eingangswelle EW1 und der Vorgelegewelle VW oder der Hohlwelle HW angeordnet sind. Außerdem ist hierbei vorgesehen, dass die geraden Gänge G2, G4, G6, G8, GR2 der zweiten Eingangswelle EW2 zugeordnet sind, und dass die Stirnradstufen R2, R4, R6, RR der direkt schaltbaren geraden Gänge G2, G4, G6, GR2 zwischen der zweiten Eingangswelle EW2 und der Vorgelegewelle VW oder der Hohlwelle HW angeordnet sind.
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In einer möglichen zweiten Zuordnung der Gänge G1–G8, GR1, GR2 zu den Eingangswellen EW1, EW2 ist vorgesehen, dass die ungeraden Gänge G1, G3, G5, G7, GR1 der zweiten Eingangswelle EW2 zugeordnet sind, und dass die Stirnradstufen R3, R5, R7 der direkt schaltbaren ungeraden Gänge G3, G5, G7 zwischen der zweiten Eingangswelle EW2 und der Vorgelegewelle VW oder der Hohlwelle HW angeordnet sind. Weiter ist vorgesehen, dass die geraden Gänge G2, G4, G6, G8, GR2 der ersten Eingangswelle EW1 zugeordnet sind, und dass die Stirnradstufen R2, R4, R6, RR der direkt schaltbaren geraden Gänge G2, G4, G6, GR2 zwischen der ersten Eingangswelle EW1 und der Vorgelegewelle VW oder der Hohlwelle HW angeordnet sind. Gegenüber der ersten Zuordnung der Gänge G1–G8, GR1, GR2 entspricht diese Zuordnung einer axialen Spiegelung der Gesamtanordnung der Stirnradstufen R2–R7, RR, wodurch die Zuordnung zu den Eingangswellen EW1, EW2 und den Reibungskupplungen K1, K2 bei sonst gleicher Funktionsweise gewechselt wird.
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Bei der vorgesehenen Radsatzanordnung ist zur Schaltung des ersten Gangs G1 das Einrücken der den Stirnradstufen R2, R3, R4 des zweiten, dritten und vierten Gangs G2, G3, G4 zugeordneten Gang-Schaltelemente S2, S3, S4 vorgesehen. Bei eingelegtem ersten Gang G1 erfolgt der Kraftfluss demnach von der Triebwelle des Antriebsmotors über die zugeordnete Eingangswelle (EW1 oder EW2), die Stirnradstufe R3 des dritten Gangs G3, die Hohlwelle HW, die Stirnradstufe R4 des vierten Gangs G4, die andere Eingangswelle (EW2 oder EW1) und die Stirnradstufe R2 des zweiten Gangs G2 auf die Vorgelegewelle VW (K1 oder K2, S2, S3, S4 geschlossen).
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Zur Schaltung des dritten Gangs G3, des vierten Gangs G4, des fünften Gangs G5 und des sechsten Gangs G6 ist bei dieser Radsatzanordnung jeweils das Einrücken des der Stirnradstufe R3, R4, R5, R6 des betreffenden Gangs G3, G4, G5, G6 zugeordneten Gang-Schaltelementes S3, S4, S5, S6 und des der Hohlwelle HW zugeordneten Koppel-Schaltelementes SK erforderlich. Bei eingelegtem dritten Gang G3 erfolgt der Kraftfluss demzufolge von der Triebwelle des Antriebsmotors über die zugeordnete Eingangswelle (EW1 oder EW2), die Stirnradstufe R3 des dritten Gangs G3 und die Hohlwelle HW auf die Vorgelegewelle VW (K1 oder K2, S3, SK geschlossen).
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Bei eingelegtem vierten Gang G4 erfolgt der Kraftfluss von der Triebwelle des Antriebsmotors über die zugeordnete Eingangswelle (EW2 oder EW1), die Stirnradstufe R4 des vierten Gangs G4 und die Hohlwelle HW auf die Vorgelegewelle VW (K2 oder K1, S4, SK geschlossen). Bei eingelegtem fünften Gang G5 erfolgt der Kraftfluss entsprechend von der Triebwelle des Antriebsmotors über die zugeordnete Eingangswelle (EW1 oder EW2), die Stirnradstufe R5 des fünften Gangs G5 und die Hohlwelle HW auf die Vorgelegewelle VW (K1 oder K2, S5, SK geschlossen). Und bei eingelegtem sechsten Gang G6 erfolgt der Kraftfluss von der Triebwelle des Antriebsmotors über die zugeordnete Eingangswelle (EW2 oder EW1), die Stirnradstufe R6 des sechsten Gangs G6 und die Hohlwelle HW auf die Vorgelegewelle VW (K2 oder K1, S6, SK geschlossen).
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Bei der vorgesehenen Radsatzanordnung ist zur Schaltung des achten Gangs G8 das Einrücken der den Stirnradstufen R5, R6, R7 des fünften, sechsten, und siebten Gangs G5, G6, G7 zugeordneten Gang-Schaltelemente S5, S6, S7 vorgesehen. Bei eingelegtem achten Gang G8 erfolgt der Kraftfluss demnach von der Triebwelle des Antriebsmotors über die zugeordnete Eingangswelle (EW2 oder EW1), die Stirnradstufe R6 des sechsten Gangs G6, die Hohlwelle HW, die Stirnradstufe R5 des fünften Gangs G5, die andere Eingangswelle (EW1 oder EW2) und die Stirnradstufe R7 des siebten Gangs G7 auf die Vorgelegewelle VW (K2 oder K1, S5, S6, S7 geschlossen).
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Zur Schaltung des ersten Rückwärtsgangs GR1 ist bei dieser Radsatzanordnung das Einrücken der den Stirnradstufen R3, R4, RR des dritten und vierten Vorwärtsgangs G3, G4 und des zweiten Rückwärtsgangs GR2 zugeordneten Gang-Schaltelemente S3, S4, SR vorgesehen. Demzufolge erfolgt der Kraftfluss bei eingelegtem ersten Rückwärtsgang GR1 von der Triebwelle des Antriebsmotors über die zugeordnete Eingangswelle (EW1 oder EW2), die Stirnradstufe R3 des dritten Gangs G3, die Hohlwelle HW, die Stirnradstufe R4 des vierten Gangs G4, die andere Eingangswelle (EW2 oder EW1) und die Stirnradstufe RR des zweiten Rückwärtsgangs GR2 auf die Vorgelegewelle VW (K1 oder K2, S3, S4, SR geschlossen).
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Die übrigen Gänge G2, G7, GR2 sind in an sich bekannter Weise jeweils alleine durch das Einrücken des zugeordneten Gang-Schaltelementes (S2, S7, SR) schaltbar, wobei der Kraftfluss jeweils unmittelbar über die zugeordnete Stirnradstufe (R2, R7, RR) von der zugeordneten Eingangswelle (EW1 oder EW2) auf die Vorgelegewelle VW erfolgt.
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Die Stirnradstufen R2, RR des zweiten Vorwärtsgangs G2 und des zweiten Rückwärtsgangs GR2 können funktionsneutral, d. h. ohne eine Beeinflussung der vorgesehenen Schaltungsfunktionen, in beliebiger axialer Reihenfolge zwischen der zugeordneten Eingangswelle (EW2 oder EW1) und der Vorgelegewelle VW angeordnet sein. Demnach kann die Stirnradstufe R2 des zweiten Vorwärtsgangs G2 axial dichter an der Doppelkupplung K1, K2 angeordnet sein als die Stirnradstufe RR des zweiten Rückwärtsgangs GR2, oder umgekehrt.
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Ebenso können auch die Festräder und Losräder dieser Stirnradstufen R2, RR im Prinzip in beliebiger Zuordnung auf der zugeordneten Eingangswelle (EW2 oder EW1) und der Vorgelegewelle VW angeordnet sein. Vorteilhafter ist es jedoch, wenn die Festräder und die Losräder der Stirnradstufen R2, RR des zweiten Vorwärtsgangs G2 und des zweiten Rückwärtsgangs GR2 jeweils in gleicher Zuordnung auf der zugeordneten Eingangswelle (EW2 oder EW1) und der Vorgelegewelle VW angeordnet sind. In diesem Fall besteht nämlich die Möglichkeit, die Gang-Schaltelemente S2, SR der Stirnradstufen R2, RR des zweiten Vorwärtsgangs G2 und des zweiten Rückwärtsgangs GR2 funktionsneutral in einem gemeinsamen Schaltpaket zusammenzufassen, wodurch gegenüber einer separaten Ausführung dieser Gang-Schaltelemente S2, SR ein Schaltsteller eingespart werden kann.
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In gleicher Weise können auch die Stirnradstufen R4, R6 des vierten und sechsten Gangs G4, G6 funktionsneutral in beliebiger axialer Reihenfolge zwischen der zugeordneten Eingangswelle (EW2 oder EW1) und der Hohlwelle HW angeordnet sein. Demnach kann die Stirnradstufe R4 des vierten Vorwärtsgangs G4 axial dichter an der Doppelkupplung K1, K2 angeordnet sein als die Stirnradstufe R6 des sechsten Vorwärtsgangs G6, oder umgekehrt.
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Ebenso können auch bei diesen Stirnradstufen R4, R6 die Festräder und Losräder prinzipiell in beliebiger Zuordnung auf der zugeordneten Eingangswelle (EW2 oder EW1) und der Hohlwelle HW angeordnet sein. Vorteilhafter ist es jedoch, wenn die Festräder und die Losräder der Stirnradstufen R4, R6 des vierten und sechsten Gangs G4, G6 jeweils in gleicher Zuordnung auf der zugeordneten Eingangswelle (EW2 oder EW1) und der Hohlwelle HW angeordnet sind. In diesem Fall besteht wiederum die Möglichkeit, die Gang-Schaltelemente S4, S6 der Stirnradstufen R4, R6 des vierten und sechsten Gangs G4, G6 funktionsneutral in einem gemeinsamen Schaltpaket zusammenzufassen, wodurch gegenüber einer separaten Ausführung dieser Gang-Schaltelemente S4, S6 ein Schaltsteller eingespart werden kann.
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Das Losrad der axial getriebeinnersten Stirnradstufe (R4 oder R6) des vierten oder sechsten Gangs G4, G6 kann anstelle einer Lagerung auf der zugeordneten Eingangswelle (EW2 oder EW1) auch auf der anderen Eingangswelle (EW1 oder EW2) drehbar gelagert angeordnet sein, wobei eine Zuordnung des Festrades und des Losrades vorliegt, bei der das betreffende Losrad der Eingangswelle (EW2 oder EW1) zugeordnet und das betreffende Festrad auf der Hohlwelle HW angeordnet ist. Unter der axial getriebeinnersten Stirnradstufe (R4 oder R6) des vierten oder sechsten Gangs G4, G6 ist je nach Ausführung die am getriebeinneren Ende der hohlen zweiten Eingangswelle EW2 oder die auf der ersten Eingangswelle EW1 axial benachbart zu diesem Ende angeordnete Stirnradstufe (R4 oder R6) zu verstehen. Die geänderte Lagerung des Losrades ändert nichts an der Zuordnung der axial getriebeinnersten Stirnradstufe (R4 oder R6) zu der betreffenden Eingangswelle (EW2 oder EW1) und der Schaltsystematik der betreffenden Gänge G1, G4, GR1. Eine derartige Anordnung des betreffenden Losrades kann jedoch mit produktions- oder montagetechnischen Vorteilen verbunden sein.
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Ebenfalls können auch die Stirnradstufen R3, R5 des dritten und fünften Gangs G3, G5 funktionsneutral in beliebiger axialer Reihenfolge zwischen der zugeordneten Eingangswelle (EW1 oder EW2) und der Hohlwelle HW angeordnet sein. Demnach kann die Stirnradstufe R3 des dritten Vorwärtsgangs G3 axial dichter an der Doppelkupplung K1, K2 angeordnet sein als die Stirnradstufe R5 des fünften Vorwärtsgangs G6, oder umgekehrt.
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Ebenso können auch bei diesen Stirnradstufen R3, R5 die Festräder und Losräder prinzipiell in beliebiger Zuordnung auf der zugeordneten Eingangswelle (EW1 oder EW2) und der Hohlwelle HW angeordnet sein. Vorteilhafter ist es jedoch, wenn die Festräder und die Losräder der Stirnradstufen R3, R5 des dritten und fünften Gangs G3, G5 jeweils in gleicher Zuordnung auf der zugeordneten Eingangswelle (EW1 oder EW2) und der Hohlwelle HW angeordnet sind. In diesem Fall besteht nämlich wieder die Möglichkeit, die Gang-Schaltelemente S3, S5 der Stirnradstufen R3, R5 des dritten und fünften Gangs G3, G5 funktionsneutral in einem gemeinsamen Schaltpaket zusammenzufassen, wodurch gegenüber einer separaten Ausführung dieser Gang-Schaltelemente S3, S5 ein Schaltsteller eingespart werden kann.
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Das Festrad und das Losrad der Stirnradstufe R7 des siebten Gangs G7 können funktionsneutral in beliebiger Zuordnung auf der zugeordneten Eingangswelle (EW1 oder EW2) und der Vorgelegewelle VW angeordnet sein, d.h. es ist sowohl eine Anordnung mit einem drehfest auf der zugeordneten Eingangswelle (EW1 oder EW2) befestigten Festrad und einem drehbar auf der Vorgelegewelle VW gelagerten Losrad als auch eine Zuordnung mit einem drehfest auf der Vorgelegewelle VW befestigten Festrad und einem drehbar auf der zugeordneten Eingangswelle (EW1 oder EW2) gelagerten Losrad möglich.
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Ebenso kann das der Hohlwelle HW zugeordnete Koppel-Schaltelement SK funktionsneutral an einem beliebigen axialen Ende der Hohlwelle HW, d.h. an dem kupplungsnahen Ende oder an dem kupplungsfernen Ende der Hohlwelle HW, angeordnet sein. Hierbei besteht die Möglichkeit, das Gang-Schaltelement S7 des siebten Gangs G7 und das der Hohlwelle HW zugeordnete Koppel-Schaltelement SK in einem gemeinsamen Schaltpaket zusammenzufassen, wobei das Losrad der Stirnradstufe R7 des siebten Gangs G7 auf der Vorgelegewelle VW und das der Hohlwelle HW zugeordnete Koppel-Schaltelement SK an dem zu der Stirnradstufe R7 des siebten Gangs G7 axial benachbarten Ende der Hohlwelle HW angeordnet sind. Bei einer Anordnung des Losrades der Stirnradstufe R7 des siebten Gangs G7 auf der zugeordneten Eingangswelle (EW1 oder EW2) und/ oder einer Anordnung des Koppel-Schaltelementes SK an dem zu der Stirnradstufe R7 des siebten Gangs G7 axial entfernten Ende der Hohlwelle HW ist dagegen eine getrennte Ausführung der betreffenden Schaltelemente S7, SK erforderlich.
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Unabhängig von der jeweiligen Radsatzanordnung kann der Abtrieb des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes unmittelbar über das kupplungsnahe Ende und/ oder über das kupplungsferne Ende der Vorgelegewelle VW erfolgen. Die Vorgelegewelle bildet in diesem Fall zugleich die Ausgangswelle. Es versteht sich, dass der Abtrieb bei einem Kraftfahrzeug mit nur einer Antriebsachse oder mit permanentem Allradantrieb nur über ein Ende der Vorgelegewelle VW erfolgt, das mit dem betreffenden Achsdifferenzial bzw. Verteilergetriebe in Triebverbindung steht. Wenn das Kraftfahrzeug aber mit einem zuschaltbaren Allradantrieb versehen ist, kann der Abtrieb zugleich über beide Enden der Vorgelegewelle VW erfolgen, wobei das eine Ende der Vorgelegewelle VW unmittelbar mit dem Achsdifferenzial der permanent angetriebenen Haupt-Antriebsachse und das andere Ende der Vorgelegewelle VW über eine passiv oder aktiv schließbare Kupplung, z.B. über eine Visco-Kupplung oder eine Haldex-Kupplung, mit dem Achsdifferenzial der zuschaltbaren Antriebsachse in Triebverbindung steht.
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Alternativ dazu ist jedoch auch ein Abtrieb des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes über eine an dem kupplungsfernen Ende der ersten Eingangswelle EW1 koaxial und drehbar angeordnete Ausgangswelle AW möglich, die über eine zumindest zwei Festräder umfassende Ausgangskonstante KA mit der Vorgelegewelle VW in Triebverbindung steht.
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Gemäß einer weiteren alternativen Abtriebsvariante kann vorgesehen sein, dass der Abtrieb des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes über eine achsparallel zu den Eingangswellen EW1, EW2 und der Vorgelegewelle VW angeordnete Ausgangswelle AW’ erfolgt, die über eine zumindest zwei Festräder umfassende Ausgangskonstante KA’ mit der Vorgelegewelle VW in Triebverbindung steht. Hierbei kann die Ausgangskonstante KA’ an einer geeigneten, jedoch an sich beliebigen Axialposition der Vorgelegewelle VW angeordnet sein, d. h. an dem kupplungsnahen Ende der Vorgelegewelle VW, an dem kupplungsfernen Ende der Vorgelegewelle VW oder zwischen zwei Stirnradstufen R2–R7, RR.
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Eine weitere alternative Abtriebsvariante, mit der eine zusätzliche Zahnradebene für den Zahnradsatz einer Abtriebskonstante KA, KA’ vermieden wird, besteht darin, dass der Abtrieb des Doppelkupplungsgetriebes über eine achsparallel zu den Eingangswellen EW1, EW2 und der Vorgelegewelle VW angeordnete Ausgangswelle AW* erfolgt, die ein Festrad aufweist, welches mit einem auf der Vorgelegewelle VW angeordneten Festrad einer einem direkt schaltbaren Gang zugeordneten Stirnradstufe, z. B. dem Festrad der Stirnradstufe R2 des zweiten Gangs G2, in Verzahnungseingriff steht.
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Für einen reinen Elektrofahrbetrieb und/oder einen Boost- und Rekuperationsbetrieb und/ oder als Synchronisationsmittel kann mindestens eine als Motor und als Generator betreibbare Elektromaschine (EM, EM’, EM*) vorgesehen sein, deren Rotor mit mindestens einer der Getriebewellen (EW1, EW2, VW) in Triebverbindung steht oder in Triebverbindung bringbar ist. Hierbei kann der Rotor der Elektromaschine EM über eine zumindest zwei Festräder umfassende Getriebestufe KE mit einer der Getriebewellen, beispielsweise der Vorgelegewelle VW, in Triebverbindung stehen.
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Ebenso ist es hierzu möglich, dass der Rotor einer Elektromaschine EM’ über ein Triebrad mit einem Festrad einer einem direkt schaltbaren Gang zugeordneten Stirnradstufe in Triebverbindung steht. Bei der vorliegend vorgesehenen Radsatzanordnung des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes kann dies beispielsweise das vorgelegewellenseitige Festrad der Stirnradstufe R3 des dritten Gangs G3 sein, welches drehfest mit der Hohlwelle HW verbunden ist, die über das zugeordnete Koppel-Schaltelement SK drehfest mit der Vorgelegewelle VW verbindbar ist, die wahlweise über das der Stirnradstufe R3 des dritten Gangs G3 zugeordnete Gang-Schaltelement S3 oder über das der Stirnradstufe R5 des fünften Gangs G5 zugeordnete Gang-Schaltelement S5 mit der zugeordneten Eingangswelle (EW1 oder EW2) koppelbar ist, und die wahlweise über das der Stirnradstufe R4 des vierten Gangs G4 zugeordnete Gang-Schaltelement S4 oder über das der Stirnradstufe R6 des sechsten Gangs G6 zugeordnete Gang-Schaltelement S6 mit der anderen Eingangswelle (EW2 oder EW1) koppelbar ist.
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Eine weitere Möglichkeit zur triebtechnischen Anbindung einer Elektromaschine besteht darin, dass der Rotor einer Elektromaschine EM* mit einem Triebrad verbunden ist, welches mit einem Losrad einer Stirnradstufe eines direkt schaltbaren Gangs in Verzahnungseingriff steht, wobei dieses Losrad direkt oder indirekt ein Festrad antreibt, welches drehfest auf einer zugeordneten Getriebewelle befestigt ist. Bei einer bevorzugten Radsatzanordnung des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes kann dies z.B. das Losrad der Stirnradstufe R4 des vierten Gangs G4 sein, welches mit einem auf der Hohlwelle HW drehfest angeordneten Festrad in Verzahnungseingriff steht.
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Dabei ermöglichen die beiden letztgenannten Ausführungsformen eine so genannte Standladung eines elektrischen Energiespeichers, d.h. die Ladung einer Batterie durch den Antrieb der als Generator betriebenen Elektromaschine EM’, EM* bei Fahrzeugstillstand, sofern die Elektromaschine EM’, EM* triebtechnisch nicht an die Vorgelegewelle VW angekoppelt ist. Wenn die Elektromaschine EM über die zugeordnete Getriebestufe KE mit einer der beiden Eingangswellen EW1, EW2 oder der Hohlwelle HW in Triebverbindung steht, ist dies auch bei der ersten Ausführungsform der triebtechnischen Anbindung einer Elektromaschine EM möglich.
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Bei einer triebtechnischen Anbindung der Elektromaschine EM, EM’, EM* an die Vorgelegewelle VW oder die Hohlwelle HW ist zudem ein Elektrofahrbetrieb mit hohem Wirkungsgrad möglich, da die Eingangswellen EW1, EW2 über die zugeordneten Gang-Schaltelemente S2–S7, SR abgekoppelt und somit mögliche Schleppverluste durch die Reibungskupplungen K1, K2, die z. B. als nasslaufende Lamellenkupplungen ausgebildet sein können, vermieden werden können.
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Bei allen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit, daraus ein Hybridgetriebe mit einer eingangsseitig angeordneten Elektromaschine abzuleiten.
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Hierzu kann die Doppelkupplungsanordnung durch eine einzige Reibungskupplung K1 ersetzt werden, über welche die zentral angeordnete erste Eingangswelle EW1 mit der Triebwelle eines bevorzugt als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsmotors verbindbar ist. Eine als Motor und als Generator betreibbare Elektromaschine kann koaxial über der zweiten Eingangswelle EW2 angeordnet sein, wobei der Rotor der Elektromaschine unmittelbar drehfest mit der zweiten Eingangswelle EW2 verbunden sein kann, oder über ein vorzugsweise als Planetengetriebe ausgebildetes Untersetzungsgetriebe mit dieser in Triebverbindung stehen kann. Eine derartige Abwandlung eines Doppelkupplungsgetriebes ist beispielsweise in der nicht vorveröffentlichten
DE 10 2010 030 569 A1 für ein Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Vorgelegewellen und einer koaxial benachbart zu den beiden Eingangswellen angeordneten Ausgangswelle beschrieben.
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Eine weitere Möglichkeit zur Ableitung eines Hybridgetriebes aus einer beliebigen Ausführungsvariante des Doppelkupplungsgetriebes gemäß der Erfindung besteht darin, anstelle der Doppelkupplungsanordnung eine einzige Reibungskupplung K1 anzuordnen, über welche die zentral angeordnete erste Eingangswelle EW1 mit der Triebwelle eines bevorzugt als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsmotors verbindbar ist. Außerdem wäre eine als Motor und als Generator betreibbare Elektromaschine koaxial über der zweiten Eingangswelle EW2 anzuordnen, wobei der Rotor der Elektromaschine über ein vorzugsweise als Planetengetriebe ausgebildetes Überlagerungsgetriebe sowohl mit der ersten Eingangswelle EW1 als auch mit der zweiten Eingangswelle EW2 in Triebverbindung steht. Eine derartige Abwandlung eines Doppelkupplungsgetriebes ist beispielsweise aus der nicht vorveröffentlichten
DE 10 2010 061 824 A1 für ein Doppelkupplungsgetriebe mit zwei achsparallel angeordneten Vorgelegewellen und einer koaxial benachbart zu den beiden Eingangswellen angeordneten Ausgangswelle sowie aus der nicht vorveröffentlichten
DE 10 2010 063 582 A1 für ein Doppelkupplungsgetriebe mit zwei koaxial angeordneten Vorgelegewellen und einer koaxial benachbart zu den beiden Eingangswellen angeordneten Ausgangswelle bekannt.
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Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit mehreren Ausführungsbeispielen beigefügt. In dieser zeigt
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1 eine bevorzugte Basisausführung eines Doppelkupplungsgetriebes in einer schematischen Darstellung,
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1a das Schaltschema für das Doppelkupplungsgetriebes gemäß 1,
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2 eine Ausführungsvariante eines Doppelkupplungsgetriebes mit einer gegenüber 1 axial gespiegelten Anordnung der Stirnradstufen,
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2a das Schaltschema für das Doppelkupplungsgetriebes gemäß 2,
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3 eine Ausführungsvariante eines Doppelkupplungsgetriebes mit zwei funktionsneutralen Änderungen gegenüber dem Doppelkupplungsgetriebe der 1,
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4 eine Ausführungsvariante eines Doppelkupplungsgetriebes mit drei weiteren funktionsneutralen Änderungen gegenüber dem Doppelkupplungsgetriebe der 1,
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5 eine Ausführungsvariante eines Doppelkupplungsgetriebes mit vier weiteren funktionsneutralen Änderungen gegenüber dem Doppelkupplungsgetriebe der 1,
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6 das Doppelkupplungsgetriebe gemäß 5 mit drei alternativ möglichen Abtriebsformen, und
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7 das Doppelkupplungsgetriebe gemäß 1 mit drei möglichen Anordnungen einer Elektromaschine.
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Eine bevorzugte Basisausführungsform des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes 1a nach 1 weist eine zentral angeordnete erste Eingangswelle EW1 und eine als Hohlwelle ausgebildete, koaxial und drehbar auf dieser angeordnete zweite Eingangswelle EW2 auf, die eingangsseitig über jeweils eine zugeordnete Reibungskupplung K1, K2 einer Doppelkupplungsanordnung 2 mit der Triebwelle 3 eines nicht näher dargestellten Antriebsmotors verbindbar sind. Getriebeintern sind beide Eingangswellen EW1, EW2 über mehrere Stirnradstufen R2–R7, RR, denen jeweils ein direkt schaltbarer Gang G2–G7, GR2 zugeordnet ist, selektiv unmittelbar oder mittelbar mit einer einzigen Vorgelegewelle VW koppelbar.
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Um mindestens drei zusätzliche lastschaltbare Gänge, nämlich einen niedrigsten Vorwärtsgang G1, einen höchsten Vorwärtsgang G8, und einen niedrigeren Rückwärtsgangs GR1 als Windungsgänge schalten zu können, ist eine Hohlwelle HW vorgesehen, die koaxial und drehbar auf der Vorgelegewelle VW angeordnet und über ein zugeordnetes Koppel-Schaltelement SK drehfest mit dieser verbindbar ist.
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Die Stirnradstufen R2–R7 der direkt schaltbaren Vorwärtsgänge G2–G7 umfassen jeweils ein Festrad Z2–Z7 und ein Losrad Z12–Z17. Die Stirnradstufe RR des direkt schaltbaren zweiten Rückwärtsgangs GR2 umfasst ein Festrad Z10, ein Losrad Z20, und ein zwischen diesen angeordnetes Zwischenrad ZZ.
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Die Festräder Z2, Z10 der Stirnradstufen R2, RR des zweiten Vorwärtsgangs G2 und des zweiten Rückwärtsgangs GR2 sind jeweils drehfest auf der zweiten Eingangswelle EW2 angeordnet. Die Losräder Z12, Z20 dieser Stirnradstufen R2, RR sind jeweils drehbar auf der Vorgelegewelle VW gelagert und über zugeordnete Gang-Schaltelemente S2, SR, die in einem gemeinsamen Schaltpaket zusammengefasst sind, drehfest mit der Vorgelegewelle VW verbindbar.
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Die der zweiten Eingangswelle EW2 zugeordneten Stirnradstufen R4, R6 des vierten und sechsten Gangs G4, G6 sind axial getriebeinnen angeordnet, wobei vorliegend die Stirnradstufe R4 des vierten Gangs G4 die getriebeinnerste dieser Stirnradstufen R4, R6 bildet, d.h. an dem getriebeinneren axialen Ende der zweiten Eingangswelle EW2 angeordnet ist. Die Losräder Z14, Z16 der Stirnradstufen R4, R6 des vierten und sechsten Gangs G4, G6 sind jeweils drehbar auf der zweiten Eingangswelle EW2 gelagert und über zugeordnete Gang-Schaltelemente S4 und S6, die in einem gemeinsamen Schaltpaket zusammengefasst sind, drehfest mit der zweiten Eingangswelle EW2 verbindbar. Die Festräder Z4, Z6 der Stirnradstufen R4, R6 des vierten und sechsten Gangs G4, G6 sind jeweils drehfest auf der Hohlwelle HW angeordnet.
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Die der ersten Eingangswelle EW1 zugeordneten Stirnradstufen R3, R5 des dritten und fünften Gangs G3, G5 sind ebenfalls axial getriebeinnen angeordnet, wobei vorliegend die Stirnradstufe R3 des dritten Gangs G3 die getriebeinnerste dieser Stirnradstufen R3, R5 bildet, wobei diese axial benachbart zu dem getriebeinneren Ende der zweiten Eingangswelle EW2 angeordnet ist. Die Losräder Z13, Z15 der Stirnradstufen R3, R5 des dritten und fünften Gangs G3, G5 sind jeweils drehbar auf der ersten Eingangswelle EW1 gelagert und über zugeordnete Gang-Schaltelemente S3, S5, die in einem gemeinsamen Schaltpaket zusammengefasst sind, drehfest mit der ersten Eingangswelle EW1 verbindbar. Die Festräder Z3, Z5 der Stirnradstufen R3, R5 des dritten und fünften Gangs G3, G5 sind jeweils drehfest auf der Hohlwelle HW angeordnet.
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Das Festrad Z7 der Stirnradstufe R7 des siebten Gangs G7 ist drehfest auf der ersten Eingangswelle EW1 befestigt. Das Losrad Z17 der Stirnradstufe R7 des siebten Gangs G7 ist drehbar auf der Vorgelegewelle VW gelagert und über ein zugeordnetes Gang-Schaltelement S7, das mit dem vorliegend an dem kupplungsfernen Ende 5 der Hohlwelle HW angeordneten Koppel-Schaltelement SK in einem gemeinsamen Schaltpaket zusammengefasst ist, drehfest mit der Vorgelegewelle VW verbindbar.
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Durch die jeweils axial getriebeinnere Anordnung der Stirnradstufen R3, R5 der der ersten Eingangswelle EW1 zugeordneten Gänge G3, G5 und der Stirnradstufen R4, R6 der der zweiten Eingangswelle EW2 zugeordneten Gänge G4, G6 und deren triebtechnische Verbindung über die Hohlwelle HW ergeben sich in beiden Kraftübertragungsrichtungen jeweils vier schaltbare Übersetzung zur Kopplung der beiden Eingangswellen EW1 und EW2, die in Verbindung mit den vorliegend frei schaltbaren Stirnradstufen R2, RR des zweiten Vorwärtsgangs G2 und des zweiten Rückwärtsgangs GR2 sowie der Stirnradstufe R7 des siebten Gangs G7 zur Schaltung von Windungsgängen genutzt werden können.
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Aufgrund der vorliegenden Anordnung der Stirnradstufen R2–R7, RR und deren Gang-Schaltelemente S2–S7, SR sowie der Hohlwelle HW1 und deren KoppelSchaltelementes SK ergibt sich das in der Tabelle von 1a abgebildete Schaltschema. Demzufolge werden die Gänge G2, G7 und GR2 durch das Einrücken jeweils nur des zugeordneten Gang-Schaltelementes S2, S7, bzw. SR geschaltet. Zur Schaltung des dritten, vierten, fünften und sechsten Gangs G3, G4, G5, G6 muss neben dem Einrücken des jeweils zugeordneten Gang-Schaltelementes S3, S4, S5, bzw. S6 zur drehfesten Verbindung der Hohlwelle HW mit der Vorgelegewelle VW auch das Koppel-Schaltelement SK eingerückt werden.
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Zur Schaltung des ersten Gangs G1 ist demnach das Einrücken der den Stirnradstufen R2, R3, R4 des zweiten, dritten und vierten Gangs G2, G3, G4 zugeordneten Gang-Schaltelemente S2, S3, S4 vorgesehen. Bei eingelegtem ersten Gang G1 erfolgt der Kraftfluss demnach von der Triebwelle des Antriebsmotors über die erste Eingangswelle EW1, die Stirnradstufe R3 des dritten Gangs G3, die Hohlwelle HW, die Stirnradstufe R4 des vierten Gangs G4, die zweite Eingangswelle EW2 und die Stirnradstufe R2 des zweiten Gangs G2 auf die Vorgelegewelle VW (K1, S2, S3, S4 sind geschlossen).
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Zur Schaltung des achten Gangs G8 ist bei der vorliegenden Radsatzanordnung das Einrücken der den Stirnradstufen R5, R6, R7 des fünften, sechsten und siebten Gangs G5, G6, G7 zugeordneten Gang-Schaltelemente S5, S6, S7 vorgesehen. Bei eingelegtem achten Gang G8 erfolgt der Kraftfluss demnach von der Triebwelle des Antriebsmotors über die zweite Eingangswelle EW2, die Stirnradstufe R6 des sechsten Gangs G6, die Hohlwelle HW, die Stirnradstufe R5 des fünften Gangs G5, die erste EW1 und die Stirnradstufe R7 des siebten Gangs G7 auf die Vorgelegewelle VW (K2, S5, S6, S7 sind geschlossen).
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Zur Schaltung des ersten Rückwärtsgangs GR1 ist bei dieser Radsatzanordnung das Einrücken der den Stirnradstufen R3, R4, RR des dritten und vierten Vorwärtsgangs G3, G4 sowie des zweiten Rückwärtsgangs GR2 zugeordneten Gang-Schaltelemente S3, S4, SR vorgesehen. Demzufolge erfolgt der Kraftfluss bei eingelegtem ersten Rückwärtsgang GR1 von der Triebwelle des Antriebsmotors über die erste Eingangswelle EW1, die Stirnradstufe R3 des dritten Gangs G3, die Hohlwelle HW, die Stirnradstufe R4 des vierten Gangs G4, die zweite Eingangswelle EW2 und die Stirnradstufe RR des zweiten Rückwärtsgangs GR2 auf die Vorgelegewelle VW (K1, S3, S4, SR sind geschlossen).
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Bei dieser Ausführungsform des Doppelkupplungsgetriebes 1a erfolgt der Abtrieb beispielhaft unmittelbar über das kupplungsnahe Ende 6 der Vorgelegewelle VW und/ oder über das kupplungsferne Ende 7 der Vorgelegewelle VW, was durch die endseitig an der Vorgelegewelle VW angeordneten Pfeile veranschaulicht ist.
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In der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes 1b gemäß 2 ist die Zuordnung der Stirnradstufen R2–R7, RR zu den Eingangswellen EW1, EW2 beispielhaft gegenüber der bevorzugten Basisausführung nach 1 vertauscht. Dies wird durch eine axiale Spiegelung der Stirnradstufen R2–R7, RR in Verbindung mit einer Verkürzung der zweiten Eingangswelle EW2 erreicht. Aufgrund der umgekehrten Zuordnung der Eingangswellen EW1, EW2 zu den Stirnradstufen R2–R7, RR bzw. den Gängen G2–G7, GR2 unterscheidet sich das in der Tabelle von 2a abgebildete Schaltschema gegenüber demjenigen von 1a nur durch die Vertauschung der jeweils zu schließenden Reibungskupplung K1, K2.
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In der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes 1c gemäß 3 sind beispielhaft ausgehend von der Ausführung des Doppelkupplungsgetriebes 1a nach 1 zwei Varianten der Radsatzanordnung dargestellt, die bei allen Ausführungen funktionsneutral, d.h. ohne eine Änderung des jeweiligen Schaltschemas, einzeln und in beliebiger Kombination anwendbar sind.
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Zum einen ist in der Ausführungsform nach 3 das Losrad Z14 der Stirnradstufe R4 des vierten Gangs G4 anstelle einer Lagerung auf der zugeordneten zweiten Eingangswelle EW2 funktionsneutral auf der ersten Eingangswelle EW1 drehbar gelagert. Hierdurch ändert sich jedoch nichts an der Zuordnung der Stirnradstufe R4 des vierten Gangs G4 zu der zweiten Eingangswelle EW2. Eine derartige Lagerung des Losrades Z14 der axial getriebeinnersten Stirnradstufe kann jedoch mit produktions- oder montagetechnischen Vorteilen verbunden sein.
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Zum anderen ist in der Ausführungsform nach 3 das der Hohlwelle HW zugeordnete Koppel-Schaltelement SK im Gegensatz zu der Ausführungsform nach 1 nunmehr an dem kupplungsnahen Ende 4 der Hohlwelle HW angeordnet. Dies bedingt zwangsläufig eine stellvorrichtungsbezogene getrennte Anordnung des Koppel-Schaltelementes SK und des Gang-Schaltelementes S7 der Stirnradstufe R7 des siebten Gangs G7.
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In der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes 1d gemäß 4 sind weitere drei Variationen der Radsatzanordnung ebenfalls beispielhaft ausgehend von der Ausführungsform nach 1 dargestellt, die bei allen Varianten funktionsneutral, d.h. ohne eine Änderung des jeweiligen Schaltschemas, einzeln und in beliebiger Kombination auch in Verbindung mit den zwei bereits beschrieben Ausführungsformen anwendbar sind.
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So sind in der Ausführungsform gemäß 4 die der zweiten Eingangswelle EW2 zugeordneten Stirnradstufen R2, RR des zweiten Vorwärtsgangs G2 und des zweiten Rückwärtsgangs GR2 gegenüber der Ausführung nach 1 axial vertauscht angeordnet. Ebenso sind in der Ausführungsform gemäß 4 die der zweiten Eingangswelle EW2 zugeordneten Stirnradstufen R4, R6 des vierten und sechsten Gangs G4, G6 gegenüber der Ausführungsform nach 1 axial vertauscht angeordnet. Schließlich sind bei dem Getriebe gemäß 4 auch die der ersten Eingangswelle EW1 zugeordneten Stirnradstufen R3, R5 des dritten und fünften Gangs G3, G5 gegenüber dem Getriebe nach 1 axial vertauscht angeordnet.
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In der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes 1e gemäß 5 sind wiederum beispielhaft ausgehend von der Ausführungsform nach 1 vier weitere Varianten der Radsatzanordnung dargestellt, die bei allen Ausführungsformen funktionsneutral, d.h. ohne eine Änderung des jeweiligen Schaltschemas, einzeln und in Kombination mit anderen Variationen anwendbar sind.
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So ist in der Ausführungsform nach 5 bei den der zweiten Eingangswelle EW2 zugeordneten Stirnradstufen R2, RR des zweiten Vorwärtsgangs G2 und des zweiten Rückwärtsgangs GR2 die Anordnung der Losräder Z2’, Z10’ und der Festräder Z12’, Z20’ auf der zweiten Eingangswelle EW2 und der Vorgelegewelle VW gegenüber der Bauform nach 1 vertauscht. Daher sind nun die Festräder Z12’, Z20’ drehfest auf der Vorgelegewelle VW angeordnet, und die Losräder Z2’, Z10’ drehbar auf der zweiten Eingangswelle EW2 gelagert sowie über die in einem gemeinsamen Schaltpaket zusammengefassten Gang-Schaltelemente S2, SR drehfest mit dieser verbindbar.
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Ebenso ist in der Ausführungsform nach 5 bei den der zweiten Eingangswelle EW2 zugeordneten Stirnradstufen R4, R6 des vierten und sechsten Gangs G4, G6 die Anordnung der Festräder Z14’, Z16’ und der Losräder Z4’, Z6’ auf der zweiten Eingangswelle EW2 sowie der Hohlwelle HW gegenüber der Bauform nach 1 vertauscht. Daher sind nun die Festräder Z14’, Z16’ drehfest auf der zweiten Eingangswelle EW2 angeordnet, und die Losräder Z4’, Z6’ sind drehbar auf der Hohlwelle HW gelagert sowie über die in einem gemeinsamen Schaltpaket zusammengefassten Gang-Schaltelemente S4, S6 drehfest mit dieser Hohlwelle HW verbindbar.
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Zudem ist in der Ausführungsform nach 5 auch bei den der ersten Eingangswelle EW1 zugeordneten Stirnradstufen R3, R5 des dritten und fünften Gangs G3, G5 die Anordnung der Festräder Z13’, Z15’ sowie der Losräder Z3’, Z5’ auf der ersten Eingangswelle EW1 und der Hohlwelle HW gegenüber der Bauform nach 1 vertauscht. Daher sind nun die Festräder Z13’, Z15’ drehfest auf der ersten Eingangswelle EW1 angeordnet, und die Losräder Z3’, Z5’ drehbar auf der Hohlwelle HW gelagert sowie über die in einem gemeinsamen Schaltpaket zusammengefassten Gang-Schaltelemente S3, S5 drehfest mit dieser verbindbar.
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Schließlich ist in der Ausführungsform gemäß 5 bei der der ersten Eingangswelle EW1 zugeordneten Stirnradstufe R7 des siebten Gangs G7 die Anordnung des Festrades Z17’ und des Losrades Z7’ auf der ersten Eingangswelle EW1 und der Vorgelegewelle VW gegenüber der Bauform gemäß der 1 vertauscht angeordnet. Daher ist nunmehr das Festrad Z17’ drehfest auf der Vorgelegewelle VW befestigt, und das Losrad Z7’ drehbar auf der ersten Eingangswelle EW1 gelagert sowie über das zugeordnete Gang-Schaltelement S7 drehfest mit dieser verbindbar. Trotz der dadurch bedingten Trennung des Gang-Schaltelementes S7 des siebten Gangs G7 und des der Hohlwelle HW zugeordneten Koppel-Schaltelementes SK ist dieses Koppel-Schaltele-ment SK vorliegend wie in der Ausführungsform nach 1 an dem kupplungsfernen Ende 5 der Hohlwelle HW angeordnet. Möglich ist in diesem Fall aber auch eine Anordnung des Koppel-Schaltelementes SK an dem kupplungsnahen Ende 4 der Hohlwelle HW entsprechend der Bauform gemäß 3.
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In 6 sind nun beispielhaft basierend auf der Ausführungsform des Doppelkupplungsgetriebes 1e gemäß 5 drei verschiedene Abtriebsvarianten des Getriebes dargestellt, die jeweils alternativ zu dem in 5 durch endseitige Pfeile veranschaulichten unmittelbaren Abtrieb über das kupplungsnahe Ende 6 und/oder das kupplungsferne Ende 7 der Vorgelegewelle VW möglich sind.
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In einer ersten Abtriebsvariante erfolgt der Abtrieb des Doppelkupplungsgetriebes 1f über eine an dem kupplungsfernen Ende 8 der ersten Eingangswelle EW1 koaxial und drehbar gelagert angeordnete Ausgangswelle AW, die über eine zwei Festräder 9, 10 umfassende Ausgangskonstante KA mit der Vorgelegewelle VW in Triebverbindung steht.
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Gemäß einer zweiten Abtriebsvariante erfolgt der Abtrieb des Doppelkupplungsgetriebes 1f über eine achsparallel zu den Eingangswellen EW1, EW2 und der Vorgelegewelle VW angeordnete Ausgangswelle AW’, die über eine zwei Festräder 11, 12 umfassende Ausgangskonstante KA’ mit der Vorgelegewelle VW in Triebverbindung steht. Diese Ausgangskonstante KA’ ist vorliegend beispielhaft axial zwischen den Stirnradstufen RR, R6 des zweiten Rückwärtsgangs RG2 und des sechsten Vorwärtsgangs G6 angeordnet, sie kann jedoch prinzipiell an einer beliebigen Axialposition der Vorgelegewelle VW außerhalb des Bereichs der Hohlwelle HW angeordnet sein.
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Nach einer dritten Abtriebsvariante erfolgt der Abtrieb des Doppelkupplungsgetriebes 1f über eine achsparallel zu den Eingangswellen EW1, EW2 und der Vorgelegewelle VW angeordnete Ausgangswelle AW*, die über ein mit dem drehfest an der Vorgelegewelle VW angeordneten Festrad Z12’ der Stirnradstufe R2 des zweiten Gangs G2 in Verzahnungseingriff stehenden Festrad 13 mit der Vorgelegewelle VW in Triebverbindung steht. Bei der vorliegenden Ausführungsform des Doppelkupplungsgetriebes 1f könnte der Abtrieb auch über einen Verzahnungseingriff des Festrades 13 mit dem Festrad Z20’ der Stirnradstufe RR des zweiten Rückwärtsgangs GR2 oder mit dem Festrad Z17’ der Stirnradstufe R7 des siebten Vorwärtsgangs G7 erfolgen.
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In 7 sind beispielhaft basierend auf der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes 1a gemäß 1 drei mögliche Anordnungen einer jeweils als Motor und Generator betreibbaren Elektromaschine EM, EM’, EM* dargestellt, die für einen reinen Elektrofahrbetrieb und/oder für einen Boost- und Rekuperationsbetrieb und/oder als Synchronisationsmittel einzeln oder in Kombination miteinander in oder an dem erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebe 1g angeordnet sein können.
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Gemäß einer ersten Anordnung einer Elektromaschine EM ist deren Rotor 14 über eine zwei Festräder 15, 16 umfassende Getriebestufe KE mit der Vorgelegewelle VW in Triebverbindung. Vorliegend ist die Getriebestufe KE beispielhaft axial zwischen den Stirnradstufen RR, R6 des zweiten Rückwärtsgangs RG2 und des sechsten Vorwärtsgangs G6 angeordnet. Die Getriebestufe KE kann jedoch auch an einer anderen Axialposition der Vorgelegewelle VW angeordnet sein. Ebenso kann der Rotor 14 der Elektromaschine EM anstelle einer triebtechnischen Verbindung mit der Vorgelegewelle VW über die Getriebestufe KE auch mit einer der anderen Getriebewellen EW1, EW2, HW in Triebverbindung stehen.
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In einer zweiten Anordnung einer Elektromaschine EM’ ist deren Rotor 14’ über ein mit dem Festrad Z3 der Stirnradstufe R3 des dritten Gangs G3 in Verzahnungseingriff befindlichen Triebrad 17 mit der drehfest mit diesem Festrad Z3 verbundenen Hohlwelle HW in Triebverbindung. Ebenso kann der Rotor 14’ der Elektromaschine EM’ anstelle einer triebtechnischen Verbindung mit der Hohlwelle HW über das Triebrad 17 auch über ein Festrad Z2, Z4–Z7, Z10 der Stirnradstufen R2, R4–R7, RR eines anderen Gangs G2, G4–G7, GR2 mit der Hohlwelle HW oder einer der anderen Getriebewellen EW1, EW2, VW in Triebverbindung stehen.
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Gemäß einer dritten Anordnung einer Elektromaschine EM* ist deren Rotor 14* mit einem Triebrad 18 verbunden, welches mit dem Losrad Z14 der Stirnradstufe R4 des vierten Gangs G4 in Verzahnungseingriff ist, wobei dieses Losrad Z14 mit dem auf der Hohlwelle HW angeordneten Festrad Z4 in Triebverbindung steht. Ebenso kann der Rotor 14* der Elektromaschine EM* anstelle einer triebtechnischen Verbindung mit der Hohlwelle HW über das Triebrad 18 und die Stirnradstufe R4 des vierten Gangs G4 auch über ein Losrad Z12, Z13, Z15–Z17, Z20 und ein Festrad Z2, Z3, Z5–Z7, Z10 der Stirnradstufen R2, R3, R5–R7, RR eines anderen Gangs G2, G3, G5–G7, GR2 mit der Hohlwelle HW oder einer der anderen Getriebewellen EW1, EW2, VW in Triebverbindung stehen.
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Alle in 7 dargestellten Anordnungen einer Elektromaschine EM, EM’, EM* sind besonders für einen reinen Elektrofahrbetrieb geeignet, da triebtechnisch die Elektromaschine EM über die Getriebestufe KE an die Vorgelegewelle VW, die Elektromaschine EM’ über das Triebrad 17 und das Festrad Z3 der Stirnradstufe R3 des dritten Gangs G3 an die Hohlwelle HW, und die Elektromaschine EM* über das Triebrad 18 und die Stirnradstufe R4 des vierten Gangs G4 an die Hohlwelle HW angebunden ist. Bei ausgerückten Gang-Schaltelementen S2–S7, SR besteht somit keine Triebverbindung zu einer der Eingangswellen EW1, EW2, so dass dann auch keine Schleppverluste durch eine der Reibungskupplungen K1, K2 auftreten können.
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Die Standladung eines elektrischen Energiespeichers ist dagegen nur bei den beiden letztgenannten Ausführungsformen zur Anbindung einer Elektromaschine EM’, EM* möglich, da diese bei ausgerückten Schaltelementen SK bzw. S3, S5, S7 von der als Ausgangswelle wirksamen Vorgelegewelle VW abgekoppelt sind. Die Elektromaschine EM’ ist vorliegend über eines der Gang-Schaltelemente S3, S5 des dritten oder fünften Gangs G3, G5 und die zugeordnete Stirnradstufe (R3 oder R5) mit der ersten Eingangswelle EW1 antriebsverbindbar, sowie über eines der Gang-Schaltelemente S4, S6 des vierten oder sechsten Gangs G4, G6 und die zugeordnete Stirnradstufe (R4 oder R6) mit der zweiten Eingangswelle EW2 koppelbar. Dagegen ist die Elektromaschine EM* über die Stirnradstufe R4 des vierten Gangs G4, eines der Gang-Schaltelemente S3, S5 des dritten oder fünften Gangs G3, G5, und die zugeordnete Stirnradstufe (R3 oder R5) mit der ersten Eingangswelle EW1 antriebsverbindbar sowie über das Gang-Schaltelement S4 des vierten Gangs G4 direkt oder über das Gang-Schaltelement S6 des sechsten Gangs G6 und die Stirnradstufen R4, R6 des vierten und sechsten Gangs G4, G6 indirekt mit der zweiten Eingangswelle EW2 koppelbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1a–1g
- Doppelkupplungsgetriebe
- 2
- Doppelkupplungsanordnung
- 3
- Triebwelle
- 4
- Kupplungsnahes Ende von HW
- 5
- Kupplungsfernes Ende von HW
- 6
- Kupplungsnahes Ende von VW
- 7
- Kupplungsfernes Ende von VW
- 8
- Kupplungsfernes Ende von EW1
- 9, 10
- Festräder von KA
- 11, 12
- Festräder von KA’
- 13
- Festrad
- 14
- Rotor von EM
- 14’
- Rotor von EM’
- 14*
- Rotor von EM*
- 15, 16
- Festräder von KE
- 17
- Triebrad
- 18
- Triebrad
- AW
- Ausgangswelle
- AW’
- Ausgangswelle
- AW*
- Ausgangswelle
- EM
- Elektromaschine
- EM’
- Elektromaschine
- EM*
- Elektromaschine
- EW1
- Erste Eingangswelle
- EW2
- Zweite Eingangswelle
- G1–G8
- Vorwärtsgänge
- GR1
- Erster Rückwärtsgang
- GR2
- Zweiter Rückwärtsgang
- HW
- Hohlwelle
- K1
- Erste Reibungskupplung an EW1
- K2
- Zweite Reibungskupplung an EW2
- KA
- Ausgangskonstante
- KA’
- Ausgangskonstante
- KE
- Getriebestufe an EM
- R2–R7
- Stirnradstufen von G2–G7
- RR
- Stirnradstufe von GR2
- S2–S7
- Gang-Schaltelemente von R2–R7
- SK
- Koppel-Schaltelement
- SR
- Gang-Schaltelement von RR
- VW
- Vorgelegewelle
- Z2, Z12’
- Festrad von R2
- Z3, Z13’
- Festrad von R3
- Z4, Z14’
- Festrad von R4
- Z5, Z15’
- Festrad von R5
- Z6, Z16’
- Festrad von R6
- Z7, Z17’
- Festrad von R7
- Z10, Z20’
- Festrad von RR
- Z12, Z2’
- Losrad von R2
- Z13, Z3’
- Losrad von R3
- Z14, Z4’
- Losrad von R4
- Z15, Z5’
- Losrad von R5
- Z16, Z6’
- Losrad von R6
- Z17, Z7’
- Losrad von R7
- Z20, Z10’
- Losrad von RR
- ZZ
- Zwischenrad von RR
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3546454 C2 [0002]
- DE 10109662 A1 [0003]
- DE 102007049267 A1 [0004, 0006]
- DE 102004001961 A1 [0006, 0007]
- DE 102010030569 A1 [0040]
- DE 102010061824 A1 [0041]
- DE 102010063582 A1 [0041]