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Die Erfindung betrifft ein Getriebe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Durch die
DE 10 2010 040 660 A1 der Anmelderin wurde ein Neun-Gang-Doppelkupplungsgetriebe in Vorgelegebauweise bekannt, d.h. mit einer Hauptwelle und genau einer Vorgelegewelle. Die Hauptwelle umfasst zwei koaxial zueinander angeordnete Getriebeeingangswellen, welche von einer ersten und einer zweiten Kupplung einer Doppelkupplung antreibbar sind. Das Doppelkupplungsgetriebe umfasst ein erstes Teilgetriebe mit drei schaltbaren Zahnradstufen in drei Radebenen sowie ein zweites Teilgetriebe mit fünf schaltbaren Zahnradstufen in fünf Radebenen; insgesamt ergeben sich also acht Zahnrad- oder Gangstufen in acht Radebenen. Zur Schaltung der Gänge sind jeweils zwischen benachbarten Zahnradstufen bzw. deren Losrädern fünf doppelt wirkende Schalteinrichtungen, d.h. mit jeweils zwei Schaltelementen vorgesehen. Mit dem Doppelkupplungsgetriebe können neun bis zehn Vorwärtsgänge geschaltet werden, wobei drei Gänge als Windungsgänge ausgelegt sind, und zwar der erste, der achte und der Rückwärtsgang. Bei einem Windungsgang werden drei Zahnradstufen in Kraftflussrichtung hintereinander geschaltet. Von diesen drei Zahnradstufen sind insbesondere zumindest zwei jeweils den unterschiedlichen Teilgetrieben des Getriebes zugeordnet. Dadurch ist es möglich, Zahnradstufen und Zahnräder mehrfach zu verwenden, wodurch Bauteile eingespart werden. Bei dem bekannten Doppelkupplungsgetriebe werden zur Schaltung des ersten Ganges die fünfte, die neunte und die dritte Zahnradstufe (5-9-3) durch die zugeordneten Schaltelemente gekoppelt, zur Schaltung des achten Ganges werden die vierte, die zweite und die sechste Zahnradstufe (4-2-6) gekoppelt, und zur Schaltung des Rückwärtsganges werden die fünfte, die neunte und die Rückwärts-Zahnradstufe (5-9-R) gekoppelt. Da nur zwei Getriebewellenachsen vorgesehen sind, baut das bekannte Doppelkupplungsgetriebe in radialer Richtung (quer zu den Achsen) relativ klein, dagegen in axialer Richtung aufgrund der acht Radebenen relativ lang. Für das Doppelkupplungsgetriebe werden auch verschiedene Tauschmöglichkeiten beschrieben, unter anderem ein Tausch des ersten Teilgetriebes mit dem zweiten Teilgetriebe durch Spiegelung. Das Doppelkupplungsgetriebe ist auch mit einer elektrischen Maschine kombinierbar, welche mechanisch in den Kraftfluss des Doppelkupplungsgetriebes zuschaltbar ist, und kann somit auch für einen Hybridbetrieb, d.h. einen verbrennungsmotorischen und elektromotorischen Antrieb genutzt werden.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welches eine vorteilhafte Alternative bietet.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 24 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß ist bei einem Getriebe der eingangs genannten Art vorgesehen, dass bei der Schaltung des ersten Ganges die dritte Zahnradstufe, die sechste Zahnradstufe und die zweite Zahnradstufe und bei der Schaltung des achten Ganges die vierte, die dritte und die siebte Zahnradstufe miteinander gekoppelt werden. Durch die Ausführung des ersten und des achten Ganges als Windungsgänge ist die geometrisch benötigte Spreizung kleiner als die funktional erreichte. Darüber hinaus wird durch Mehrfachverwendung von Zahnrädern bzw. Zahnradstufen die Zahl der benötigten Bauteile verringert.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform (A2) werden zur Schaltung eines ersten Rückwärtsganges die dritte, die sechste und die Rückwärts-Zahnradstufe miteinander gekoppelt, d.h. der erste Rückwärtsgang ist ebenfalls als Windungsgang ausgelegt.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A3) kann die fünfte und die neunte Zahnradstufe über eine Schalteinrichtung, vorzugsweise eine Doppelsynchronisierung mit einer der beiden Eingangswellen gekoppelt werden. Mit dieser Koppelung können der fünfte oder der neunte Gang geschaltet werden.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A4) sind die zweite und die Rückwärts-Zahnradstufe über eine Schalteinrichtung, vorzugsweise eine Doppelsynchronisierung mit der Vorgelegewelle koppelbar, d.h. die Festräder dieser Zahnradstufen sind auf der zweiten Eingangswelle angeordnet. Durch Koppelung der zweiten oder der Rückwärts-Zahnradstufe mit der Vorgelegewelle werden der zweite Gang oder der zweite Rückwärts-Gang geschaltet.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A5) sind die dritte, die vierte, die sechste und die siebte Zahnradstufe über Schaltelemente einerseits mit einer der beiden Eingangswellen und andererseits mit der Vorgelegewelle koppelbar. Damit können der dritte, der vierte, der sechste oder der siebte Gang geschaltet werden.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A6) sind die Zahnräder der siebten und der dritten Zahnradstufe drehfest auf einer koaxial zur Hauptwellenachse angeordneten ersten Hohlwelle angeordnet und über ein Schaltelement mit einer der Eingangswellen koppelbar. Somit sind die Festräder der dritten und der siebten Zahnradstufe durch die erste Hohlwelle miteinander verbunden und gemeinsam schaltbar, und zwar als dritter oder als siebter Gang.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A7) ist koaxial zur Vorgelegewellenachse eine zweite Hohlwelle angeordnet, auf welcher die Zahnräder der vierten und der sechsten Zahnradstufe fest angeordnet sind, wobei die zweite Hohlwelle über ein Schaltelement mit der Vorgelegewelle koppelbar ist. Damit können der vierte und der sechste Gang geschaltet werden.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A8) sind die Zahnräder der vierten und der sechsten Zahnradstufe auf der Vorgelegewellenachse über ein Schaltelement mit dem Zahnrad der dritten Zahnradstufe koppelbar. Damit kann die zweite Hohlwelle mit der benachbarten dritten Zahnradstufe gekoppelt werden.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A9) ist die Vorgelegewelle als Abtrieb ausgebildet, d.h. der Abtrieb des Getriebes erfolgt achsversetzt zum Antrieb.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A10) kann die der fünften und der neunten Zahnradstufe zugeordnete Schalteinrichtung entweder auf der Hauptwellenachse oder auf der Vorgelegewellenachse angeordnet werden. Dadurch ergeben sich für die zwei Schaltelemente umfassende Schalteinrichtung alternative funktionsgleiche Positionierungen.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A11) kann die der zweiten und der Rückwärts-Zahnradstufe zugeordnete Schalteinrichtung entweder auf der Vorgelegewellenachse oder auf der Hauptwellenachse angeordnet werden. Dadurch ergeben sich für die zwei Schaltelemente umfassende Schalteinrichtung alternative funktionsgleiche Positionierungen.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A12) kann die der vierten und der sechsten Zahnradstufe zugeordnete Schalteinrichtung entweder auf der Hauptwellenachse oder auf der Vorgelegewellenachse angeordnet werden. Dadurch ergeben sich für die zwei Schaltelemente umfassende Schalteinrichtung alternative funktionsgleiche Positionierungen.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A13) sind die zweite und die Rückwärts-Zahnradstufe einschließlich der ihnen zugeordneten Schaltelemente untereinander vertauschbar, d.h. die zweite Zahnradstufe ist entweder in der siebten oder der achten Radebene und die Rückwärts-Zahnradstufe in der achten oder der siebten Radebene angeordnet. Daraus ergeben sich alternative funktionsgleiche Positionen für beide Zahnradstufen.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A14) sind die fünfte und die neunte Zahnradstufe einschließlich der ihnen zugeordneten Schaltelemente untereinander vertauschbar, d.h. die fünfte Zahnradstufe ist entweder in der ersten oder der zweiten Radebene und die neunte Zahnradstufe entweder in der zweiten oder der ersten Radebene angeordnet. Dadurch ergeben sich alternative funktionsgleiche Positionierungen für beide Zahnradstufen.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A15) sind die vierte und die sechste Zahnradstufe einschließlich der ihnen zugeordneten Schaltelemente untereinander vertauschbar, d.h. die vierte Zahnradstufe ist entweder in der sechsten oder der fünften Radebene und die sechste Zahnradstufe entweder in der fünften oder der sechsten Radebene angeordnet. Daraus ergeben sich alternative funktionsgleiche Positionierungen für beide Zahnradstufen.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A16) kann das Schaltelement zur Koppelung der ersten Hohlwelle mit einer der Eingangswellen alternativ an beiden Enden der ersten Hohlwelle angeordnet werden.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A17) können das erste und das zweite Teilgetriebe gegeneinander vertauscht werden, wobei jedes Teilgetriebe nach dem Tausch von der jeweils anderen Eingangswelle angetrieben wird.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A18) ist ein koaxialer Abtrieb für das Getriebe vorgesehen. Hierzu ist der Vorgelegewelle abtriebsseitig eine Konstantstufe, auch Abtriebskonstante genannt, nachgeschaltet, wobei das abtreibende Zahnrad auf der Hauptwellenachse angeordnet ist.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A19) ist der Vorgelegewelle mindestens eine weitere Konstantstufe (Abtriebskonstante) nachgeschaltet, wobei das abtreibende Zahnrad der Abtriebskonstanten auf einer zusätzlichen achsversetzten Abtriebsachse angeordnet ist. Dadurch werden weitere Getriebeausgänge geschaffen, welche vorteilhaft für einen Antrieb von zwei Achsen eines Vierradantriebes für ein Kraftfahrzeug genutzt werden können.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A20) ist auf einer zusätzlichen Abtriebsachse ein zusätzliches Zahnrad angeordnet, welches mit einem Festrad der abtreibenden Vorgelegewelle, vorzugsweise mit dem Festrad der fünften oder der neunten Zahnradstufe kämmt. Dadurch ergibt sich ein zusätzlicher achsversetzter Abtrieb für das Getriebe ohne eine zusätzliche Radebene.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A21) sind die beiden Eingangswellen des Getriebes über eine Doppelkupplung antreibbar, d.h. die erste Eingangswelle ist mit einer ersten und die zweite Eingangswelle ist mit einer zweiten Kupplung der Doppelkupplung verbunden. Das Getriebe ist somit als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A22) ist als zusätzlicher Antrieb für das Getriebe mindestens eine elektrische Maschine vorgesehen, welche sowohl als Motor als auch als Generator betreibbar ist. Die elektrische Maschine kann über eine der beiden Eingangswellen, über die Vorgelegewelle, direkt über ein Festrad des Radsatzes, ein zusätzliches Festrad oder ein Losrad an das Getriebe angebunden werden. Damit ist das Getriebe auch für einen Hybridbetrieb nutzbar.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (A23) ist die elektrische Maschine über ein zusätzliches Zahnrad mit der dritten, der vierten, der sechsten oder der siebten Zahnradstufe verbunden. Damit ist einerseits Standladefähigkeit gegeben, und andererseits ist ein elektrisches Fahren ohne Schleppverluste der Doppelkupplung möglich.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung (A24) ist das Getriebe als Hybridgetriebe verwendbar, wobei die beiden Eingangswellen des Getriebes mit einer elektrischen Maschine und einem Verbrennungsmotor verbunden sind und die elektrische Maschine als Lastschaltelement wirkt. Nach einer ersten Variante, wie sie in der älteren Anmeldung der Anmelderin mit dem amtlichen Aktenzeichen
DE 10 2010 030 569 beschrieben ist, stützt dabei die elektrische Maschine während der Schaltung allein. Nach einer zweiten Variante, wie sie in der älteren Anmeldung der Anmelderin mit dem amtlichen Aktenzeichen
DE 10 2010 061 824 beschrieben ist, stützen während der Schaltungen der Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine zusammen über ein zusätzliches Planetengetriebe. Nach einer dritten Variante, wie sie in der älteren Anmeldung der Anmelderin mit dem amtlichen Aktenzeichen
DE 10 2010 063 582 beschrieben ist, sind die beiden vorgenannten Varianten mit einem zusätzliches Doppelschaltelement umschaltbar. Der Offenbarungsgehalt der drei vorgenannten älteren Anmeldungen der Anmelderin wird vollumfänglich in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen
- 1 einen Hauptradsatz (erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung) eines Getriebes in schematischer Darstellung,
- 1 a eine Schaltmatrix für das Getriebe gemäß 1,
- 1b eine tabellarische Zuordnung von Schaltelementen und Zahnradstufen,
- 2 ein zweites und drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei Schalteinrichtungen alternativ auf der Vorgelegewellen- oder Hauptwellenachse angeordnet sind,
- 3 ein viertes Ausführungsbeispiel, wobei eine Schalteinrichtung auf der Hauptwellen- oder Vorgelegewellenachse angeordnet ist,
- 4 ein fünftes bis siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei jeweils zwei in benachbarten Radebenen angeordnete Zahnradstufen durch Vertauschung alternative Positionen einnehmen,
- 5 ein achtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei ein Schaltelement alternativ am linken oder rechten Ende einer ersten Hohlwelle angeordnet ist,
- 6 ein neuntes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei das erste und das zweite Teilgetriebe des Getriebes durch Vertauschung alternative funktionsgleiche Positionen einnehmen,
- 7 das Getriebe mit einer Abtriebskonstanten und einem koaxialen Abtrieb,
- 8 das Getriebe mit weiteren Abtriebskonstanten und achsversetztem Abtrieb,
- 9 das Getriebe mit zusätzlichem achsversetzten Abtrieb über ein zusätzliches Zahnrad und
- 10 das Getriebe mit einem zusätzlichen Antrieb durch eine elektrische Maschine.
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1 zeigt in schematischer Darstellung einen Hauptradsatz für ein als Doppelkupplungsgetriebe 1 ausgebildetes Getriebe 1, welches ein erstes Teilgetriebe 2, ein zweites Teilgetriebe 3, eine Hauptwellenachse 4, genau eine Vorgelegewellenachse 5 sowie eine Doppelkupplung 6 mit einer ersten Kupplung K1 und einer zweiten Kupplung K2 umfasst. Auf der Hauptwellenachse 4 sind zwei Eingangswellen koaxial zueinander angeordnet, nämlich eine von der ersten Kupplung K1 antreibbare, als Hohlwelle ausgebildete erste Eingangswelle EW1, eine von der zweiten Kupplung K2 antreibbare, als Vollwelle ausgebildete zweite Eingangswelle EW2 sowie eine erste Hohlwelle HW1. Auf der Vorgelegewellenachse 5 sind eine als Vollwelle ausgebildete Vorgelegewelle VW sowie eine zweite Hohlwelle HW2 angeordnet. Es sei angemerkt, dass eine Vollwelle, beispielsweise die zweite Eingangswelle EW2 oder die Vorgelegewelle VW, grundsätzlich Öffnungen, wie beispielsweise Längs- und/oder Querbohrungen, insbesondere zur Schmierung und/oder zur Kühlung und/oder zur Betätigung der darauf angeordneten Schaltelemente aufweisen kann. Das Doppelkupplungsgetriebe 1 weist insgesamt acht Zahnradstufen auf, und zwar sieben Zahnradstufen ZP2 bis ZP7, ZP9 für neun Vorwärtsgänge sowie eine weitere Zahnradstufe ZPR für zwei Rückwärtsgänge, im Folgenden kurz Rückwärts-Zahnradstufe ZPR genannt. Die Zahnradstufen ZP2 bis ZP7, ZP9, ZPR sind auf den beiden Eingangswellen EW1, EW2, der Vorgelegewelle VW sowie den zwei Hohlwellen HW1, HW2 angeordnet und werden als schaltbare Zahnradstufen bezeichnet, auch Gangstufen, Übersetzungsstufen oder Stirnradstufen genannt; sie sind in acht Radebenen angeordnet, welche, in der Zeichnung von links nach rechts zählend, mit I bis VIII bezeichnet sind. Die Antriebsseite, d.h. das Gehäuse der Doppelkupplung 6 ist durch einen Pfeil AN gekennzeichnet. Die schaltbaren Zahnradstufen weisen - wie aus der Zeichnung ersichtlich - jeweils ein Festrad und ein Losrad auf, welches jeweils über eines von zehn Schaltelementen S1 - S10 mit der jeweiligen Getriebewelle EW1, EW2, VW, HW1, HW2 koppelbar ist. Sechs Schaltelemente S1, S2; S5, S6; S7, S8 sind paarweise zu drei Schalteinrichtungen SE1, SE2, SE3 zusammengefasst und zwischen den Radebenen I und II, zwischen den Radebenen V und VI sowie zwischen den Radebenen VII und VIII angeordnet. Die Schalteinrichtungen SE1 bis SE3 sind vorzugsweise als Doppelsynchronisierungen ausgebildet. Das Doppelkupplungsgetriebe 1 umfasst insgesamt siebzehn Zahnräder Z1 bis Z17. Das erste Teilgetriebe 2 ist durch gestrichelte Linien angedeutet und umfasst die von der ersten Kupplung K1 über die erste Eingangswelle EW1 antreibbaren Zahnradstufen ZP5, ZP9, ZP7, ZP3 für die ungeraden Gänge; das zweite Teilgetriebe 3, ebenfalls durch gestrichelte Linien angedeutet, umfasst die von der zweiten Kupplung K2 über die zweite Eingangswelle EW2 antreibbaren Zahnradstufen ZP6, ZP4, ZP2 für die geraden Gänge sowie die Rückwärts-Zahnradstufe ZPR für die beiden Rückwärtsgänge. Der Abtrieb des Doppelkupplungsgetriebes 1 erfolgt über die als Abtriebswelle ausgebildete Vorgelegewelle VW und ist durch den Pfeil AB gekennzeichnet.
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1a zeigt eine Schaltmatrix für das Doppelkupplungsgetriebe 1 gemäß 1, wobei in der obersten Zeile die Kupplungen K1, K2 sowie die Schaltelemente S1 bis S10 und in der ersten Spalte die Gänge angegeben sind. Demnach sind mit dem Doppelkupplungsgetriebe 1 neun Vorwärtsgänge ‚1‘ bis ‚9‘ und zwei Rückwärtsgänge R1, R2 schaltbar. Gemäß den Kreuzchen in Zeile 1 der Schaltmatrix werden also zur Schaltung des ersten Ganges die erste Kupplung K1, das vierte Schaltelement S4, das fünfte Schaltelement S5, das siebte Schaltelement S7 und das neunte Schaltelement S9 betätigt. Dadurch werden drei Zahnradstufen, nämlich die dritte, die sechste und die zweite Zahnradstufe ZP3, ZP6, ZP2 im Kraftfluss hintereinander geschaltet, d.h. der erste Gang ist als Windungsgang ausgebildet. Der Abtrieb erfolgt über die Vorgelegewelle VW. Bei eingelegtem ersten Gang sind also folgende Zahnräder (vgl. 1) in Eingriff: Z7, Z8, Z10, Z9, Z13, Z14 - aufgezählt in Richtung des Kraftflusses von der Antriebsseite AN zur Abtriebsseite AB.
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Der achte Gang, ebenfalls ein Windungsgang, wird nach der Schaltmatrix durch Betätigung der zweiten Kupplung K2 und der Schaltelemente S3, S4, S6 eingelegt, wobei die drei Zahnradstufen ZP4, ZP3, ZP7 in Kraftflussrichtung hintereinander geschaltet sind. Bei eingelegtem achten Gang stehen somit folgende Zahnräder hintereinander in Eingriff (vgl. 1): Z11, Z12, Z8, Z7, Z5, Z6.
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Nach der vorletzten Zeile der Schaltmatrix wird der ebenfalls als Windungsgang ausgelegte erste Rückwärtsgang R1 durch Betätigung der ersten Kupplung K1 und der Schaltelemente S4, S5, S8, S9 geschaltet. Dadurch werden die Zahnradstufen ZP3, ZP6 und die Rückwärts-Zahnradstufe ZPR (vgl. 1) miteinander gekoppelt und mit der Vorgelegewelle VW, d.h. der Abtriebswelle verbunden. Bei der Schaltung des ersten Rückwärtsganges R1 stehen somit folgende Zahnräder in Kraftflussrichtung gesehen hintereinander in Eingriff: Z7, Z8, Z10, Z9, Z15, Z16, Z17.
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Der Hauptradsatz für das Doppelkupplungsgetriebe 1 kann durch unterschiedliche Positionierungen der Zahnradstufen und/oder der Schalteinrichtungen bzw. Schaltelemente funktionsgleich umgestaltet werden. Hierzu werden - wie in der Tabelle gemäß 1b dargestellt - die Schaltelemente den Zahnradstufen zugeordnet. Die Schaltmatrizen für die einzelnen Radsatzvarianten ändern sich somit durch eine Neuanordnung der Zahnradstufen bzw. der Schaltelemente nicht.
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1b zeigt in der linken Spalte S die zehn Schaltelemente S1 bis S10 und in der rechten Spalte ZP die zugeordneten Zahnradstufen ZP2 bis ZP7, ZP9 und ZPR, abgekürzt durch die Zahlen 2 bis 7, 9 und den Buchstaben R. Dem Schaltelement S4 sind beispielsweise die drei Zahnradstufen ZP3, ZP4 und ZP6 zugeordnet.
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2 zeigt zwei weitere Varianten des Hauptradsatzes gem. 1: Bei der ersten Variante ist die Schalteinrichtung SE1 der Zahnradstufen ZP5, ZP9 entweder auf der Hauptwellenachse 4 oder auf der Vorgelegewellenachse 5 angeordnet. Dabei werden die Losräder Z1, Z3 zu Festrädern auf der ersten Eingangswelle EW1, während die Festräder Z2, Z4 zu Losrädern auf der Vorgelegewelle VW werden. Die Tauschrichtung für diese beiden alternativen funktionsgleichen Positionen ist durch einen Doppelpfeil P1 angedeutet. Bei der zweiten Variante nimmt die Schalteinrichtung SE3 der beiden Zahnradstufen ZP2 und ZPR alternative funktionsgleiche Positionen entweder auf der Vorgelegewellenachse 5 oder auf der Hauptwellenachse 4 ein. Die Tauschrichtung erfolgt jeweils quer zu den Achsen 4, 5 und ist durch den Doppelpfeil P2 angedeutet. Bei der zweiten Variante werden die beiden Losräder Z14, Z17 zu Festrädern auf der Vorgelegewelle VW und die beiden Festräder Z13, Z15 zu Losrädern auf der zweiten Eingangswelle EW2. Die alternativen Positionen der Schalteinrichtungen SE1, SE3 sind durch gestrichelte Rahmen angedeutet.
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3 zeigt eine dritte Variante des Hauptradsatzes gemäß 1, wobei die Schalteinrichtung SE2 der beiden Zahnradstufen ZP6, ZP4 alternative funktionsgleiche Positionen entweder auf der Hauptwellenachse 4 oder auf der Vorgelegewellenachse 5 einnehmen kann. Die Tauschrichtung erfolgt gemäß dem Pfeil P quer zu den Achsen 4, 5. Die alternativen Positionen für das Schaltelement SE2 sind durch gestrichelte Rahmen angedeutet. Die Anbindung der beiden Zahnradstufen ZP4, ZP6 erfolgt somit bei der alternativen (nicht dargestellten) Position auf der koaxial zur Vorgelegewelle VW gelagerten zweiten Hohlwelle HW2.
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4 zeigt drei weitere Varianten des Hauptradsatzes gemäß 1, wobei die durch gestrichelte Rahmen gekennzeichneten Zahnradstufen einschließlich der ihnen zugeordneten Schaltelemente entsprechend der durch Doppelpfeile P1, P2, P3 angedeuteten Richtung paarweise gegeneinander vertauschbar sind, sodass sich funktionsgleiche Positionen ergeben. Bei der dritten Variante kann die fünfte Zahnradstufe ZP5 entweder - wie dargestellt - in der ersten Radebene I oder in der zweiten Radebene II und die neunte Zahnradstufe ZP9 entweder - wie dargestellt - in der zweiten Radebene II oder in der ersten Radebene I angeordnet werden. Bei der vierten Variante kann die sechste Zahnradstufe ZP6 entweder in der fünften Radebene V (wie dargestellt) oder in der sechsten Radebene VI und die vierte Zahnradstufe ZP4 entweder in der sechsten Radebene VI (wie dargestellt) oder in der fünften Radebene V angeordnet sein. Bei der fünften Variante kann die zweite Zahnradstufe ZP2 mit dem ihr zugeordneten Schaltelement S9 entweder - wie dargestellt - in der siebten Radebene VII oder in der achten Radebene VIII angeordnet sein, während die Rückwärts-Zahnradstufe ZPR mit dem ihr zugeordneten Schaltelement S10 entweder - wie dargestellt - in der achten Radebene VIII oder in der siebten Radebene VII angeordnet sein kann.
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5 zeigt eine sechste Variante des Hauptradsatzes gemäß 1, wobei das Schaltelement S9 auf der Hauptwellenachse 4 alternative funktionsgleiche Positionen - dargestellt durch gestrichelte Rahmen - einnehmen kann. Das Schaltelement S9, welches der Koppelung der ersten Hohlwelle HW1, auf der die Zahnräder Z5, Z7 fest angeordnet sind, mit der ersten Eingangswelle EW1 dient, kann entweder - wie dargestellt - zwischen der zweiten und der dritten Radebene II, III oder zwischen der vierten und der fünften Radebene IV, V, d.h. auf der linken oder rechten Seite der ersten Hohlwelle HW1 angeordnet werden. Die Tauschrichtung ist durch den Doppelpfeil P angedeutet.
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6 zeigt eine siebte Variante für eine Abwandlung des Hauptradsatzes, wobei das erste Teilgetriebe 2 mit dem zweiten Teilgetriebe 3 entsprechend dem Doppelpfeil P in axialer Richtung vertauscht werden kann - die Teilgetriebe 2, 3 sind jeweils durch einen gestrichelten Rahmen gekennzeichnet. Nach der Vertauschung (nicht dargestellt) der beiden Teilgetriebe 2, 3 sind die Zahnradstufen ZP5, ZP9, ZP7, ZP3 für die ungeraden Gänge des ersten Teilgetriebes 2 über die zweite Kupplung K2 und die zweite Eingangswelle EW2 mit dem Verbrennungsmotor des Fahrzeuges verbunden, während die Zahnradstufen ZP6, ZP4, ZP2 für die geraden Gänge des zweiten Teilgetriebes 3 über die erste Kupplung K1 und die erste Eingangswelle EW1 mit dem Verbrennungsmotor verbunden sind.
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7 zeigt eine weitere Variante des Hauptradsatzes gemäß 1, und zwar mit einem koaxialen Abtrieb, gekennzeichnet durch einen Pfeil A, in der Hauptwellenachse 4. Hierfür ist der Vorgelegewelle VW eine Konstantstufe KS1, auch Abtriebskonstante genannt, nachgeschaltet, und zwar in einer zusätzlichen Radebene IX. Die Konstantstufe KS1 umfasst die Zahnräder Z18, Z19, wobei das abtreibende Zahnrad Z18 als Losrad auf der Hauptwellenachse 4 gelagert ist.
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8 zeigt eine weitere Variante des Hauptradsatzes gemäß 1, wobei weitere Konstantstufen KS2 bis KS7, auch Abtriebskonstanten genannt, als Alternativen in zusätzlichen Radebenen X bis XIV, IX angeordnet sind. Bei der Konstantstufe KS2 - und analog bei den Konstantstufen KS3 bis KS7 - ist das antreibende Zahnrad Z20 auf der Vorgelegewelle VW und das abtreibende Zahnrad Z21 auf einer zusätzlichen Abtriebsachse 7 angeordnet, welche gegenüber der Hauptwellen- und Vorgelegewellenachse 4, 5 versetzt ist. Dadurch ergeben sich weitere Abtriebsmöglichkeiten, bezeichnet als Getriebeausgänge B, C, D, E, welche insbesondere bei einem Vierradantrieb des Kraftfahrzeuges vorteilhaft nutzbar sind.
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9 zeigt eine weitere Variante des Hauptradsatzes gemäß 1 mit einem zusätzlichen achsversetzten (auf der Abtriebsachse 7 angeordneten) Zahnrad Z22, welches mit dem auf der Vorgelegewelle VW angeordneten Zahnrad Z2 der fünften Zahnradstufe ZP5 in der ersten Radebene I kämmt. Alternativ kann das Zahnrad Z22 auch mit dem Festrad Z4 der neunten Zahnradstufe ZP9 in der zweiten Radebene II kämmen. Auch durch dieses so genannte Abtriebskonstantenzahnrad Z22 ergibt sich ein alternativer achsversetzter Getriebeausgang, welcher mit den Buchstaben F, G bezeichnet ist.
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10 zeigt eine sog. Hybridisierung des Doppelkupplungsgetriebes 1 gemäß 1, wobei eine elektrische Maschine EM, betreibbar als Motor oder als Generator, über ein zusätzliches Zahnrad Z23 an die vierte Zahnradstufe ZP4 angebunden ist. Die elektrische Maschine EM treibt also - zusätzlich oder alternativ zu dem nicht dargestellten Verbrennungsmotor - in das Doppelkupplungsgetriebe 1 ein. Dabei besteht einerseits die Möglichkeit des rein elektrischen Fahrens, indem die elektrische Maschine EM über das Schaltelement S10 mit der Vorgelegewelle VW gekoppelt wird - der Abtrieb erfolgt dann über den Getriebeausgang AB. Andererseits ist Standladefähigkeit vorhanden, d.h. die elektrische Maschine EM kann vom Verbrennungsmotor bei stehendem Kraftfahrzeug als Generator angetrieben werden und einen elektrischen Speicher des Hybridfahrzeuges laden. Dazu wird die elektrische Maschine EM über das Schaltelement S6, die zweite Eingangswelle EW2 und die geschlossene zweite Kupplung K2 mit dem Verbrennungsmotor verbunden.
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Möglich ist auch - was nicht dargestellt ist - die elektrische Maschine EM an die dritte, sechste oder siebte Zahnradstufe ZP3, ZP6, ZP7 anzubinden.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Getriebe 1 mit den beiden Eingangswellen EW1, EW2, d.h. ohne die Doppelkupplung 6 als Hybridgetriebe verwendet werden. Hybridgetriebe heißt in diesem Falle, dass das Getriebe sowohl von einem Verbrennungsmotor als auch von einer elektrischen Maschine über die beiden Eingangswellen EW1, EW2 antreibbar ist. Die elektrische Maschine wirkt dabei als Lastschaltelement. Aufgrund der eingangs genannten drei älteren Anmeldungen, die in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen wurden, ergeben sich folgende drei Möglichkeiten: Die elektrische Maschine stützt während der Schaltungen alleine, oder der Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine stützen während der Schaltungen zusammen über ein zusätzliches Planetengetriebe, oder die beiden vorgenannten Varianten sind mit einem zusätzlichen Doppelschaltelement umschaltbar. Damit ergeben sich weitere Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen 9-Gang-Getriebes für einen Hybridantrieb.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Doppelkupplungsgetriebe
- 2
- Erstes Teilgetriebe
- 3
- Zweites Teilgetriebe
- 4
- Hauptwellenachse
- 5
- Vorgelegewellenachse
- 6
- Doppelkupplung
- 7
- Abtriebsachse
- I
- erste Radebene
- II
- zweite Radebene
- III
- dritte Radebene
- IV
- vierte Radebene
- V
- fünfte Radebene
- VI
- sechste Radebene
- VII
- siebte Radebene
- VIII
- achte Radebene
- IX
- neunte Radebene
- X
- zehnte Radebene
- XI
- elfte Radebene
- XII
- zwölfte Radebene
- XIII
- dreizehnte Radebene
- XIV
- vierzehnte Radebene
- A - G
- Getriebeausgänge
- AN
- Antriebsseite
- AB
- Abtriebsseite
- EM
- elektrische Maschine
- EW1
- erste Eingangswelle
- EW2
- zweite Eingangswelle
- HW1
- erste Hohlwelle
- HW2
- zweite Hohlwelle
- K1
- erste Kupplung
- K2
- zweite Kupplung
- KS1
- Konstantstufe 1
- KS2
- Konstantstufe 2
- KS3
- Konstantstufe 3
- KS4
- Konstantstufe 4
- KS5
- Konstantstufe 5
- KS6
- Konstantstufe 6
- KS7
- Konstantstufe 7
- S1
- Schaltelement 1
- S2
- Schaltelement 2
- S3
- Schaltelement 3
- S4
- Schaltelement 4
- S5
- Schaltelement 5
- S6
- Schaltelement 6
- S7
- Schaltelement 7
- S8
- Schaltelement 8
- S9
- Schaltelement 9
- S10
- Schaltelement 10
- SE1
- erste Schalteinrichtung
- SE2
- zweite Schalteinrichtung
- SE3
- dritte Schalteinrichtung
- P
- Tauschrichtung
- P1
- Tauschrichtung
- P2
- Tauschrichtung
- P3
- Tauschrichtung
- VW
- Vorgelegewelle
- Z1
- erstes Zahnrad
- Z2
- zweites Zahnrad
- Z3
- drittes Zahnrad
- Z4
- viertes Zahnrad
- Z5
- fünftes Zahnrad
- Z6
- sechstes Zahnrad
- Z7
- siebtes Zahnrad
- Z8
- achtes Zahnrad
- Z9
- neuntes Zahnrad
- Z10
- zehntes Zahnrad
- Z11
- elftes Zahnrad
- Z12
- zwölftes Zahnrad
- Z13
- dreizehntes Zahnrad
- Z14
- vierzehntes Zahnrad
- Z15
- fünfzehntes Zahnrad
- Z16
- sechzehntes Zahnrad
- Z17
- siebzehntes Zahnrad
- Z18
- achtzehntes Zahnrad
- Z19
- neunzehntes Zahnrad
- Z20
- zwanzigstes Zahnrad
- Z21
- einundzwanzigstes Zahnrad
- Z22
- zweiundzwanzigstes Zahnrad
- Z23
- dreiundzwanzigstes Zahnrad
- ZP2
- Zahnradstufe 2
- ZP3
- Zahnradstufe 3
- ZP4
- Zahnradstufe 4
- ZP5
- Zahnradstufe 5
- ZP6
- Zahnradstufe 6
- ZP7
- Zahnradstufe 7
- ZP9
- Zahnradstufe 9
- ZPR
- Rückwärts-Zahnradstufe
