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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe in Vorgelegebauweise gemäß Patentanspruch 1.
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Im Wesentlichen besteht ein Doppelkupplungsgetriebe aus zwei Strängen bzw. Teilgetrieben mit verschiedenen Zahnradpaaren, zwei Lastschaltkupplungen, die jeweils einem Teilgetriebe zugeordnet sind, einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle sowie je nach Gangzahl aus formschlüssigen Schaltkupplungen. Hierbei sind die Gänge abwechselnd in den zwei Teilgetrieben angeordnet, so dass es möglich ist, einen Gang im lastfreien Teilgetriebe vorzuwählen, während das Drehmoment vom anderen Teilgetriebe übertragen wird.
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Eine Gangschaltung wird realisiert, indem das zu übertragende Drehmoment von der einen Lastschaltkupplung an die andere übergeben wird, so dass die Gänge lastfrei und ohne Zugkraftunterbrechung sowie ohne Verspannung der schaltbaren Gänge geschaltet werden können. In der Regel sind mit einem Teilgetriebe die ungeraden Gänge und mit dem anderen Teilgetriebe die geraden Gänge und der Rückwärtsgang schaltbar.
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Die Vorteile der Doppelkupplungsgetriebe bestehen in einem Wirkungsgradvorteil gegenüber Getrieben in Planetenbauweise, einer freieren Übersetzungswahl der Gänge durch die Teilgetriebe, der Hochdrehzahltauglichkeit und in einem sportlichen Fahrverhalten.
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Aus der
DE 10 2007 049 271 A1 der Anmelderin geht ein Doppelkupplungsgetriebe hervor, mit zwei Kupplungen, deren Eingangsseiten mit einer Antriebswelle und deren Ausgangsseiten mit jeweils einer von zwei koaxial zueinander angeordneten Getriebeeingangswellen verbunden sind, mit zumindest zwei Vorgelegewellen, auf denen als Losräder ausgebildete Gangzahnräder drehbar gelagert sind, mit auf den beiden Getriebeeingangswellen drehfest angeordneten und als Festräder ausgebildeten Gangzahnrädern, die wenigstens zum Teil mit den Losrädern in Eingriff stehen, mit mehreren Koppelvorrichtungen zur drehfesten Verbindung von einem Losrad mit einer Vorgelegewelle, mit jeweils einem an den beiden Vorgelegewellen vorgesehenen Abtriebszahnrad, welches jeweils mit einer Verzahnung einer Abtriebswelle gekoppelt ist, und mit zumindest einem Schaltelement zur drehfesten Verbindung zweier Gangzahnräder, wobei mehrere lastschaltbare Vorwärtsgänge und zumindest ein Rückwärtsgang schaltbar sind. Bei dem bekannten Doppelkupplungsgetriebe ist vorgesehen, dass drei Doppel-Radebenen vorgesehen sind und in jeder Doppel-Radebene jeweils ein Losrad der ersten und zweiten 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. Dieses Doppelkupplungsgetriebe ist insbesondere für eine Front-Quer-Bauweise bei einem Fahrzeug geeignet.
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Ein weiteres Doppelkupplungsgetriebe, welches für eine Front-Quer-Bauweise bei einem Fahrzeug geeignet ist, ist aus der
DE 10 2007 049 267 A1 der Anmelderin bekannt; die Eingangsseiten der zwei Kupplungen sind mit einer Antriebswelle und deren Ausgangsseiten mit jeweils einer von zwei koaxial zueinander angeordneten Getriebeeingangswellen verbunden. Das bekannte Getriebe weist zumindest ein Schaltelement zum Koppeln der beiden Getriebeeingangswellen auf, wobei zumindest sechs lastschaltbare Vorwärtsgänge und zumindest ein Rückwärtsgang schaltbar sind und wobei drei Radebenen oder vier Radebenen derart angeordnet sind, dass zumindest ein lastschaltbarer Windungsgang über das Schaltelement zum Koppeln der beiden Getriebeeingangswellen schaltbar ist.
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Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Doppelkupplungsgetrieben kommt es beim Wechsel der Fahrtrichtung (d.h. von Vorwärts- zu Rückwärtsfahrt und umgekehrt) funktionsbedingt zu einer zeitlichen Verzögerung, da Schaltelemente die für eine Fahrtrichtung notwendig sind ausgelegt werden müssen und andere Schaltelemente zur Realisierung der anderen Fahrtrichtung eingelegt werden müssen, bevor ein Anfahrelement des Getriebes genutzt werden kann. Dies ist durch eine Verwendung von Zahnrädern und Schaltelementen sowohl im Vorwärts- als auch im Rückwärtsanfahrgang bedingt. Wenn zudem formschlüssige Schaltelemente, beispielsweise Klauenschaltelemente als wirkungsgrad- und kostengünstige Schaltelemente genutzt werden, kann der Wechsel der Schaltelemente beim Wechsel der Fahrtrichtung nur bei nahezu Fahrzeugstillstand umgesetzt werden, da sonst der entstehende Momentimpuls bei Betätigung der formschlüssigen Elemente inakzeptabel ist bzw. zu unerwünschtem Verschleiß an den Schaltelementen führt. In nachteiliger Weise ist demnach die von Automatgetriebefahrern gewohnte Funktion der Anforderung eines Fahrtrichtungswechsels bei einer Restgeschwindigkeit von bis zu 10 km/h nicht möglich.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Doppelkupplungsgetriebe in Vorgelegebauweise anzugeben, welches für einen Front-Quer Einbau geeignet ist und einen schnellen und komfortablen Fahrtrichtungswechsel ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Demnach wird ein Getriebe in Vorgelegebauweise vorgeschlagen, umfassend eine erste, mit der Abtriebsseite einer ersten Lastschaltkupplung verbundene und als Vollwelle ausgeführte Getriebeeingangswelle, die einem ersten Teilgetriebe zugeordnet ist, eine zweite, mit der Abtriebsseite einer zweiten Lastschaltkupplung verbundene und als Hohlwelle ausgeführte Getriebeeingangswelle, die einem zweiten Teilgetriebe zugeordnet ist und durch die die erste Getriebeeingangswelle geführt ist und eine erste und eine zweite Vorgelegewelle, mit jeweils einem an den beiden Vorgelegewellen vorgesehenen Abtriebszahnrad, das jeweils mit einer Verzahnung einer Abtriebswelle gekoppelt ist, wobei auf der ersten Vorgelegewelle ein erstes und ein drittes schaltbares Losrad angeordnet sind, die zur Bildung einer einem Gang des Getriebes zugeordneten Radstufe jeweils mit einem auf der ersten Getriebeeingangswelle angeordneten ersten und dritten Festrad kämmen, wobei auf der ersten Vorgelegewelle ein zweites und ein viertes schaltbares Losrad angeordnet sind, die zur Bildung einer einem Gang des Getriebes zugeordneten Radstufe jeweils mit einem auf der zweiten Getriebeeingangswelle angeordneten zweiten und vierten Festrad kämmen und wobei auf der zweiten Vorgelegewelle ein fünftes schaltbares Losrad angeordnet ist, welches zur Bildung einer einem Gang des Getriebes zugeordneten Radstufe mit dem auf der ersten Getriebeeingangswelle EW1 angeordneten dritten Festrad kämmt.
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Ferner ist auf der zweiten Vorgelegewelle ein sechstes schaltbares Losrad angeordnet, welches zur Bildung einer einem Gang des Getriebes zugeordneten Radstufe mit dem auf der zweiten Getriebeeingangswelle angeordneten vierten Festrad kämmt, wobei auf der ersten oder zweiten Vorgelegewelle ein siebtes schaltbares Losrad angeordnet ist, welches zur Bildung einer einem Gang des Getriebes zugeordneten Radstufe mit einem auf der ersten Getriebeeingangswelle angeordneten fünften Festrad kämmt. Auf der zweiten Vorgelegewelle ist ein achtes schaltbares Losrad angeordnet, welches zur Bildung einer einem Rückwärtsgang des Getriebes zugeordneten Radstufe mit dem auf der ersten Vorgelegewelle angeordneten zweiten Losrad oder mit einem mit dem auf der zweiten Getriebeeingangswelle angeordneten zweiten Festrad kämmenden Zwischenrad kämmt.
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Hierbei sind die Festräder, mit denen die Losräder zur Bildung einer einem ungeraden Gang des Getriebes zugeordneten Radstufe kämmen, auf der ersten Getriebeeingangswelle angeordnet, wobei die Festräder, mit denen die Losräder des Getriebes zur Bildung einer einem geraden Gang des Getriebes oder dem Rückwärtsgang zugeordneten Radstufe kämmen, auf der zweiten Getriebeeingangswelle angeordnet sind. Alternativ können die Teilgetriebe des Doppelkupplungsgetriebes vertauscht werden, so dass die Festräder, mit denen die Losräder zur Bildung einer einem ungeraden Gang des Getriebes zugeordneten Radstufe kämmen, auf der zweiten Getriebeeingangswelle angeordnet sind und die Festräder, mit denen die Losräder des Getriebes zur Bildung einer einem geraden Gang des Getriebes oder dem Rückwärtsgang zugeordneten Radstufe kämmen, auf der ersten Getriebeeingangswelle angeordnet sind.
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Die Lastschaltkupplungen sind antriebsseitig mit einem Antriebsaggregat, beispielsweise mit einem Verbrennungsmotor, verbunden und zu einer Doppelkupplung zusammengefasst.
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Das Getriebe weist neun formschlüssige Schaltelemente auf, die vorzugsweise als Synchronisierungen ausgeführt sind, wobei mittels eines ersten Schaltelementes das zweite Losrad mit der ersten Vorgelegewelle lösbar drehfest verbindbar ist, mittels eines zweiten Schaltelementes das vierte Losrad mit der ersten Vorgelegewelle lösbar drehfest verbindbar ist, mittels eines dritten Schaltelementes das achte Losrad mit der zweiten Vorgelegewelle lösbar drehfest verbindbar ist, mittels eines vierten Schaltelementes das sechste Losrad mit der zweiten Vorgelegewelle lösbar drehfest verbindbar ist, mittels eines fünften Schaltelementes das dritte Losrad mit der ersten Vorgelegewelle lösbar drehfest verbindbar ist, mittels eines sechsten Schaltelementes das erste Losrad mit der ersten Vorgelegewelle lösbar drehfest verbindbar ist, mittels eines siebten Schaltelementes das siebte Losrad mit der Vorgelegewelle, auf der es angeordnet ist, lösbar drehfest verbindbar ist, mittels eines achten Schaltelementes das fünfte Losrad mit der zweiten Vorgelegewelle lösbar drehfest verbindbar ist und wobei mittels eines neunten Schaltelementes das sechste Losrad mit dem fünften Losrad oder das vierte Losrad mit dem dritten Losrad lösbar drehfest verbindbar ist.
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Mit dem Getriebe sind acht Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisierbar, wobei der achte Vorwärtsgang als Windungsgang ausgeführt ist.
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Im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung weist das Getriebe ein zehntes formschlüssiges Schaltelement auf, welches für den Fall, dass das neunte Schaltelement das dritte Losrad mit dem vierten Losrad lösbar drehfest verbindet, als Schaltelement ausgeführt ist, welches das sechste Losrad mit dem fünften Losrad drehfest verbindet und für den Fall, dass das neunte Schaltelement das sechste Losrad mit dem fünften Losrad lösbar drehfest verbindet, als Schaltelement ausgeführt ist, welches das vierte Losrad mit dem dritten Losrad drehfest verbindet. Dadurch kann ein zusätzlicher, neunter Gang, der als Windungsgang ausgeführt ist, realisiert werden. Hierbei können sich je nach Anordnung und Zusammenfassung einzelner Schaltelemente zu Doppelschaltelementen unterschiedliche Getriebeschemata ergeben.
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Gemäß weiterer Ausführungsformen der Erfindung kann an das erfindungsgemäße Getriebe zumindest eine elektrische Maschine für einen Hybridantrieb auf der Antriebsseite der Doppelkupplung mit oder ohne eine zusätzliche Kupplung zum Antriebsaggregat angeordnet sein. Ferner kann die elektrische Maschine mittels eines Zahnrades mit einem schaltbaren Losrad des Getriebes wirkverbunden sein oder schaltbar oder fest gekoppelt mit einer Vorgelegewelle oder mit der zweiten Getriebeeingangswelle wirkverbunden sein.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. In diesen stellen dar:
- 1: eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes in Vorgelegebauweise, welches acht Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang aufweist;
- 2: ein beispielhaftes Schaltschema für das in 1 dargestellte Getriebe;
- 3: eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes in Vorgelegebauweise, welches acht Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang aufweist;
- 4: ein beispielhaftes Schaltschema für das in 3 dargestellte Getriebe;
- 5: eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes in Vorgelegebauweise, welches neun Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang aufweist;
- 6: ein beispielhaftes Schaltschema für das in 5 dargestellte Getriebe;
- 7: eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes in Vorgelegebauweise, welches neun Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang aufweist;
- 8: eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes in Vorgelegebauweise, welches neun Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang aufweist;
- 9: eine schematische Darstellung einer Weiterbildung des Getriebes gemäß 5, bei der in das Getriebe eine elektrische Maschine integriert ist, die auf der Antriebsseite der Doppelkupplung angeordnet ist;
- 10: eine schematische Darstellung einer Weiterbildung des Getriebes gemäß 5, bei der in das Getriebe eine elektrische Maschine integriert ist, die auf der Antriebsseite der Doppelkupplung mit einer zusätzlichen Kupplung zum Antriebsaggregat angeordnet ist;
- 11: eine schematische Darstellung einer Weiterbildung des Getriebes gemäß 5, bei der in das Getriebe eine elektrische Maschine integriert ist, die mittels eines Zahnrades mit einem schaltbaren Losrad des Getriebes wirkverbunden ist;
- 12: eine schematische Darstellung einer Weiterbildung des Getriebes gemäß 5, bei der in das Getriebe eine elektrische Maschine integriert ist, die mit der zweiten Vorgelegewelle schaltbar wirkverbindbar ist; und
- 13: eine schematische Darstellung einer Weiterbildung des Getriebes gemäß 5, bei der in das Getriebe eine elektrische Maschine integriert ist, die mit der zweiten Getriebeeingangswelle wirkverbunden ist.
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Der Aufbau von Doppelkupplungsgetrieben in Vorgelegebauweise ist dem Fachmann bestens bekannt, so dass im Rahmen der Figurenbeschreibung nur die erfindungsrelevanten Bauteile ausführlich beschrieben und erläutert werden. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Bauteile.
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In 1 ist ein als Doppelkupplungsgetriebe ausgeführtes Getriebe in Vorgelegebauweise mit acht Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang dargestellt.
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Das Getriebe umfasst eine erste, mit der Abtriebsseite einer ersten Lastschaltkupplung K1 verbundene und als Vollwelle ausgeführte Getriebeeingangswelle EW1, die einem ersten Teilgetriebe zugeordnet ist, eine zweite, mit der Abtriebsseite einer zweiten Lastschaltkupplung K2 verbundene und als Hohlwelle ausgeführte Getriebeeingangswelle EW2, die einem zweiten Teilgetriebe zugeordnet ist und durch die die erste Getriebeeingangswelle EW1 geführt ist und eine erste und eine zweite Vorgelegewelle VW1, VW2, mit jeweils einem an den beiden Vorgelegewellen VW1, VW2 vorgesehenen Abtriebszahnrad AB1, AB2, das jeweils mit einer Verzahnung einer Abtriebswelle AW gekoppelt ist. Durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung K1 wird die erste Getriebeeingangswelle EW1 in den Kraftfluss geschaltet, wobei ein Schließen der zweiten Lastschaltkupplung K2 ein Schalten der zweiten Getriebeeingangswelle EW2 in den Kraftfluss bewirkt. Die Lastschaltkupplungen sind antriebsseitig mit einem Antriebsaggregat M, beispielsweise mit einem Verbrennungsmotor verbunden. Die Vorgelegewellen sind achsparallel zu den Getriebeeingangswellen angeordnet.
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Bezugnehmend auf 1 sind auf der ersten Vorgelegewelle VW1 ein erstes und ein drittes schaltbares Losrad L1, L3 angeordnet, die zur Bildung einer einem Gang des Getriebes zugeordneten Radstufe i1, i3 jeweils mit einem auf der ersten Getriebeeingangswelle EW1 angeordneten ersten und dritten Festrad F1, F3 kämmen, wobei auf der ersten Vorgelegewelle VW1 ein zweites und ein viertes schaltbares Losrad L2, L4 angeordnet sind, die zur Bildung einer einem Gang des Getriebes zugeordneten Radstufe i2, i4 jeweils mit einem auf der zweiten Getriebeeingangswelle angeordneten zweiten und vierten Festrad F2, F4 kämmen, wobei auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 ein fünftes schaltbares Losrad L5 angeordnet ist, welches zur Bildung einer einem Gang des Getriebes zugeordneten Radstufe i5 mit dem auf der ersten Getriebeeingangswelle EW1 angeordneten dritten Festrad F3 kämmt.
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Des Weiteren ist auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 ein sechstes schaltbares Losrad L6 angeordnet, welches zur Bildung einer einem Gang des Getriebes zugeordneten Radstufe i6 mit dem auf der zweiten Getriebeeingangswelle EW2 angeordneten vierten Festrad F4 kämmt, wobei auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 ein siebtes schaltbares Losrad L7 angeordnet ist, welches zur Bildung einer einem Gang des Getriebes zugeordneten Radstufe i7 mit einem auf der ersten Getriebeeingangswelle EW1 angeordneten fünften Festrad F5 kämmt. Im Rahmen einer Variante kann das siebte schaltbare Losrad L7 auf der ersten Vorgelegewelle VW1 angeordnet sein. Ferner ist auf der zweiten Vorgelegewelle VW2 ein achtes schaltbares Losrad LR angeordnet, welches zur Bildung einer einem Rückwärtsgang des Getriebes zugeordneten Radstufe iR mit dem auf der ersten Vorgelegewelle angeordneten zweiten Losrad L2 kämmt. Der entsprechende Zahneingriff ist in 1 durch die gestrichelte Linie veranschaulicht. Im Rahmen eine weiteren Ausgestaltung kann das achte schaltbare Losrad LR zur Bildung einer einem Rückwärtsgang des Getriebes zugeordneten Radstufe iR mit einem mit dem auf der zweiten Getriebeeingangswelle angeordneten zweiten Festrad F2 kämmenden Zwischenrad Z1 kämmen.
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Die durch das erste Losrad L1 und das erste Festrad F1 gebildete Radstufe i1 entspricht der Radstufe zur Erzeugung des ersten Vorwärtsgangs des Getriebes, wobei die durch das zweite Losrad L2 und das zweite Festrad F2 gebildete Radstufe i2 der Radstufe zur Erzeugung des zweiten Vorwärtsgangs, die durch das dritte Losrad L3 und das dritte Festrad F3 gebildete Radstufe i3 der Radstufe zur Erzeugung des dritten Vorwärtsgangs, die durch das vierte Losrad L4 und das vierte Festrad F4 gebildete Radstufe i4 der Radstufe zur Erzeugung des vierten Vorwärtsgangs, die durch das fünfte Losrad L5 und das dritte Festrad F3 gebildete Radstufe i5 der Radstufe zur Erzeugung des fünften Vorwärtsgangs, die durch das sechste Losrad L6 und das vierte Festrad F4 gebildete Radstufe i6 der Radstufe zur Erzeugung des sechsten Vorwärtsgangs, die durch das siebte Losrad L7 und das fünfte Festrad F5 gebildete Radstufe i7 der Radstufe zur Erzeugung des siebten Vorwärtsgangs und wobei die durch das achte Losrad LR, das Zwischenrad Z1 und das zweite Festrad F2 bzw. durch das achte Losrad LR und das zweite Losrad L2 gebildete Radstufe iR der Radstufe zur Erzeugung des Rückwärtsgangs des Getriebes entspricht.
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Bei den in den 1-13 gezeigten Beispielen sind die Festräder, mit denen die Losräder zur Bildung einer einem ungeraden Gang des Getriebes zugeordneten Radstufe kämmen, auf der ersten Getriebeeingangswelle EW1 angeordnet und somit dem ersten Teilgetriebe zugeordnet, wobei die Festräder, mit denen die Losräder des Getriebes zur Bildung einer einem geraden Gang des Getriebes oder dem Rückwärtsgang zugeordneten Radstufe kämmen, auf der zweiten Getriebeeingangswelle EW2 angeordnet und somit dem zweiten Teilgetriebe zugeordnet sind. Alternativ können die Teilgetriebe des Doppelkupplungsgetriebes vertauscht werden, so dass die Festräder, mit denen die Losräder zur Bildung einer einem ungeraden Gang des Getriebes zugeordneten Radstufe kämmen, auf der zweiten Getriebeeingangswelle EW2 angeordnet sind und die Festräder, mit denen die Losräder des Getriebes zur Bildung einer einem geraden Gang des Getriebes oder dem Rückwärtsgang zugeordneten Radstufe kämmen, auf der ersten Getriebeeingangswelle EW1 angeordnet sind. In diesem Fall gelten die nachfolgend gezeigten Schaltschemata auch für diese Ausgestaltungen, wenn die erste Getriebeeingangswelle EW1 mit der Abtriebsseite der zweiten Lastschaltkupplung K2 verbunden ist und die zweite Getriebeeingangswelle mit der Abtriebsseite der ersten Lastschaltkupplung K1 verbunden ist.
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Das Getriebe gemäß 1 weist neun Schaltelemente auf, die vorzugsweise als Synchronisierungen ausgeführt sind und im Folgenden als erstes Schaltelement S1, zweites Schaltelement S2, drittes Schaltelement S3, viertes Schaltelement S4, fünftes Schaltelement S5, sechstes Schaltelement S6, siebtes Schaltelement S7, achtes Schaltelement S8 und neuntes Schaltelement S9 bezeichnet sind. Die Schaltelemente können im Rahmen weiterer Ausgestaltungen auch als Klauenschaltelemente oder reibschlüssige Kupplungen ausgeführt sein.
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Mittels des ersten Schaltelementes S1 ist das zweite Losrad L2 mit der ersten Vorgelegewelle VW1 lösbar drehfest verbindbar, wobei mittels des zweiten Schaltelementes S2 das vierte Losrad L4 mit der ersten Vorgelegewelle VW1 lösbar drehfest verbindbar ist, mittels des dritten Schaltelementes S3 das achte Losrad LR mit der zweiten Vorgelegewelle VW2 lösbar drehfest verbindbar ist, mittels des vierten Schaltelementes S4 das sechste Losrad L6 mit der zweiten Vorgelegewelle VW2 lösbar drehfest verbindbar ist, mittels des fünften Schaltelementes S5 das dritte Losrad L3 mit der ersten Vorgelegewelle VW1 lösbar drehfest verbindbar ist, mittels des sechsten Schaltelementes S6 das erste Losrad L1 mit der ersten Vorgelegewelle VW1 lösbar drehfest verbindbar ist, mittels des siebten Schaltelementes S7 das siebte Losrad L7 mit der Vorgelegewelle, auf der es angeordnet ist, welche bei dem in 1 gezeigten Beispiel die zweite Vorgelegewelle VW2 ist, lösbar drehfest verbindbar ist, mittels des achten Schaltelementes S8 das fünfte Losrad L5 mit der zweiten Vorgelegewelle VW2 lösbar drehfest verbindbar ist und wobei mittels des neunten Schaltelementes S9 das sechste Losrad L6 mit dem fünften Losrad L5 lösbar drehfest verbindbar ist.
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Gemäß 1 sind das erste und zweite, das dritte und vierte, das fünfte und sechste und das achte und neunte Schaltelement zu jeweils einem Doppelschaltelement DS1, DS2, DS3, DS4 mit gemeinsamer Aktuatorik zusammengefasst, was durch die axiale Reihenfolge der Losräder und der Festräder auf den Wellen des Getriebes ermöglicht wird. Die Doppelschaltelemente DS1, DS2, DS3 können als Standardsynchronelemente ausgeführt sein.
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Das Getriebe gemäß 1 weist acht Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang auf. Bezugnehmend auf das Schaltschema gemäß 2, wird bei dem in 1 gezeigten Getriebe 1 der erste Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung K1, d.h. bei in den Kraftfluss geschalteter erster Getriebeeingangswelle EW1, und des sechsten Schaltelementes S6 geschaltet, wodurch die Radstufe i1 zur Erzeugung des ersten Vorwärtsgangs in den Kraftfluss geschaltet wird.
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Der zweite Vorwärtsgang wird durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung K2, d.h. bei in den Kraftfluss geschalteter zweiter Getriebeeingangswelle EW2 und des ersten Schaltelementes S1 geschaltet, wodurch die Radstufe i2 zur Erzeugung des zweiten Vorwärtsgangs in den Kraftfluss geschaltet wird. Ferner wird der dritte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung K1 und des fünften Schaltelementes S5 geschaltet, wodurch die Radstufe i3 zur Erzeugung des dritten Vorwärtsgangs in den Kraftfluss geschaltet wird.
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Der vierte Vorwärtsgang wird durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung K2 und des zweiten Schaltelementes S2 geschaltet, wodurch die Radstufe i4 zur Erzeugung des vierten Vorwärtsgangs in den Kraftfluss geschaltet wird. Gemäß der Erfindung wird der fünfte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung K1 und des achten Schaltelementes S8 geschaltet, wodurch die Radstufe i5 zur Erzeugung des fünften Vorwärtsgangs in den Kraftfluss geschaltet wird.
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Ferner wird der sechste Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung K2 und des vierten Schaltelementes S4 geschaltet, wodurch die Radstufe i6 zur Erzeugung des sechsten Vorwärtsgangs in den Kraftfluss geschaltet wird. Der siebte Vorwärtsgang wird durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung K1 und des siebten Schaltelementes S7 geschaltet, wodurch die Radstufe i7 zur Erzeugung des siebten Vorwärtsgangs in den Kraftfluss geschaltet wird. Der achte Vorwärtsgang ist als Windungsgang ausgeführt und wird durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung K2 und des siebten und neunten Schaltelementes S7, S9 geschaltet. Hierbei fließt die Leistung von der zweiten Getriebeeingangswelle EW2 über die Radstufe i6 zur Erzeugung des sechsten Vorwärtsgangs, die Radstufe i5 zur Erzeugung des fünften Vorwärtsgangs und die Radstufe i7 zur Erzeugung des siebten Vorwärtsgangs auf die zweite Vorgelegewelle VW2 und anschließend auf die Abtriebswelle AW des Getriebes. Des Weiteren wird der Rückwärtsgang durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung K2 und des dritten Schaltelementes S3 geschaltet.
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Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird eine kompakte Bauweise erzielt und ein schneller und komfortabler Fahrtrichtungswechsel ermöglicht, da im ersten Vorwärtsgang weder Zahnräder noch Schaltelemente genutzt werden, welche für den Rückwärtsgang benutzt werden. Das Getriebe ist insbesondere für eine Front-Quer Bauweise geeignet.
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Das in 1 dargestellte Getriebe kann durch unterschiedliche Positionierung der Radstufen und/oder der Schaltelemente funktionsgleich umgestaltet werden, ohne eine Veränderung des Schaltschemas zu bewirken.
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Gegenstand der 3 ist ein erfindungsgemäßes Doppelkupplungsgetriebe in Vorgelegebauweise, welches sich vom Getriebe gemäß 1 dadurch unterscheidet, dass das neunte Schaltelement als Schaltelement S9' ausgeführt ist, mittels dessen das vierte Losrad L4 mit dem dritten Losrad L3 lösbar drehfest verbindbar ist und dass das achte schaltbare Losrad LR zur Bildung der dem Rückwärtsgang des Getriebes zugeordneten Radstufe iR mit einem mit dem auf der zweiten Getriebeeingangswelle EW3 angeordneten zweiten Festrad F2 kämmenden Zwischenrad Z1 kämmt.
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Das entsprechende Schaltschema ist in 4 dargestellt und entspricht bezüglich der ersten sieben Vorwärtsgänge und des Rückwärtsgangs dem Schaltschema gemäß 2.
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Der achte Rückwärtsgang ergibt sich durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung K2 und des siebten und neunten Schaltelementes S7, S9'. Hierbei fließt die Leistung von der zweiten Getriebeeingangswelle EW2 über die Radstufe i4 zur Erzeugung des vierten Vorwärtsgangs, die Radstufe i3 zur Erzeugung des dritten Vorwärtsgangs und die Radstufe i7 zur Erzeugung des siebten Vorwärtsgangs auf die zweite Vorgelegewelle VW2 und anschließend auf die Abtriebswelle AW des Getriebes.
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Im Rahmen einer Variante kann bei dem gezeigten Getriebe das siebte schaltbare Losrad L7 auf der ersten Vorgelegewelle VW1 angeordnet sein.
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Wie 3 zu entnehmen ist, sind das erste und zweite, das dritte und vierte, das neunte und fünfte und das siebte und achte Schaltelement zu jeweils einem Doppelschaltelement DS1, DS2, DS3', DS4' mit gemeinsamer Aktuatorik zusammengefasst.
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Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann das achte schaltbare Losrad LR zur Bildung der dem Rückwärtsgang des Getriebes zugeordneten Radstufe iR mit dem auf der ersten Vorgelegewelle angeordneten zweiten Losrad L2 kämmen, wodurch das Zwischenrad Z1 entfällt.
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Gegenstand der 5 ist ein Getriebe, welches sich vom Getriebe gemäß 1 dadurch unterscheidet, dass ein zusätzliches, zehntes Schaltelement S10 vorgesehen ist, mittels dessen das vierte Losrad L4 mit dem dritten Losrad L3 lösbar drehfest verbindbar ist und dass das achte schaltbare Losrad LR zur Bildung der dem Rückwärtsgang des Getriebes zugeordneten Radstufe iR mit einem mit dem auf der zweiten Getriebeeingangswelle EW3 angeordneten zweiten Festrad F2 kämmenden Zwischenrad Z1 kämmt. Das zusätzliche, zehnte Schaltelement S10 entspricht dem neunten Schaltelement S9' gemäß 3. Das in 5 gezeigte Getriebe unterscheidet sich vom Getriebe gemäß 3 demnach dadurch, dass ein zusätzliches Schaltelement S9 vorgesehen ist, mittels dessen das sechste Losrad L6 mit dem fünften Losrad L5 lösbar drehfest verbindbar ist.
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Gemäß 5 sind das erste und zweite, das dritte und vierte, das zehnte und fünfte und das achte und neunte Schaltelement zu jeweils einem Doppelschaltelement DS1, DS2, DS3", DS4" mit gemeinsamer Aktuatorik zusammengefasst.
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Bezugnehmend auf 6, welche ein beispielhaftes Schaltschema für das in 5 gezeigte Getriebe zeigt, weist das Getriebe neun Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang auf, wobei der erste Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung K1 und des sechsten Schaltelementes S6 geschaltet wird, wobei der zweite Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung K2 und des ersten Schaltelementes S1 geschaltet wird und wobei der dritte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung K1 und des fünften Schaltelementes S5 geschaltet wird.
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Der vierte Vorwärtsgang wird durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung K2 und des zweiten Schaltelementes S2 geschaltet, wobei der fünfte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung K1 und des achten Schaltelementes S8 geschaltet wird und der sechste Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung K2 und des vierten Schaltelementes S4 geschaltet wird.
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Der siebte Vorwärtsgang wird durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung K2 und des siebten Schaltelementes S7 geschaltet, wobei der achte Vorwärtsgang als Windungsgang ausgeführt ist und durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung K2 und des siebten und neunten Schaltelementes S7, S9 geschaltet wird. Gemäß der Erfindung ist der neunte Vorwärtsgang als Windungsgang ausgeführt und durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung K2 und des siebten und zehnten Schaltelementes S7, S10 schaltbar; der Rückwärtsgang wird durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung K2 und des dritten Schaltelementes S3 geschaltet.
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Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann bei dem in 5 gezeigten Getriebe das achte schaltbare Losrad LR zur Bildung der dem Rückwärtsgang des Getriebes zugeordneten Radstufe iR mit dem auf der ersten Vorgelegewelle angeordneten zweiten Losrad L2 kämmen, wodurch das Zwischenrad Z1 entfällt. Diese Ausgestaltung ist Gegenstand der 7. Der entsprechende Zahneingriff ist in 7 durch die gestrichelte Linie veranschaulicht. Das diesem Getriebe entsprechende Schaltschema entspricht dem Schaltschema gemäß 6.
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Im Rahmen weiterer Ausgestaltungen kann bei den in 1, 3, 5 und 7 gezeigten Getrieben das siebte schaltbare Losrad L7 auf der ersten Vorgelegewelle VW1 angeordnet sein. Dies wird beispielhaft anhand 8 veranschaulicht. Das in 8 gezeigte Getriebe unterscheidet sich vom Getriebe nach 5 dadurch, dass das siebte schaltbare Losrad L7 auf der ersten Vorgelegewelle VW1 angeordnet ist; das siebte Schaltelement S7, mittels dessen das siebte Losrad L7 mit der Vorgelegewelle, auf der es angeordnet ist, lösbar drehfest verbindbar ist, ist auf der ersten Vorgelegewelle angeordnet und ist mit dem sechsten Schaltelement S6 zu einem Doppelschaltelement DS5 zusammengefasst. Demnach sind bei dem in 8 gezeigten Getriebe das erste und zweite, das dritte und vierte, das zehnte und fünfte, das achte und neunte und das sechste und siebte Schaltelement zu jeweils einem Doppelschaltelement DS1, DS2, DS3", DS4", DS5 mit gemeinsamer Aktuatorik zusammengefasst, wodurch der konstruktive Aufwand signifikant reduziert wird. Das diesem Getriebe entsprechende Schaltschema entspricht dem Schaltschema gemäß 6.
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Das erfindungsgemäße Getriebe gemäß 1-8 weist eine gute Hybridisierfähigkeit auf. Hierbei kann zumindest eine elektrische Maschine auf der Antriebsseite der Doppelkupplung mit oder ohne eine zusätzliche Kupplung zum Antriebsaggregat angeordnet sein. Ferner kann die zumindest eine elektrische Maschine mittels eines Zahnrades mit einem schaltbaren Losrad des Getriebes wirkverbunden sein oder schaltbar oder fest gekoppelt mit einer Vorgelegewelle VW1, VW2 oder mit der zweiten Getriebeeingangswelle EW2 wirkverbunden sein.
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In 9-13 werden Möglichkeiten der Anbindung einer elektrischen Maschine anhand des Getriebes gemäß 5 veranschaulicht.
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Gegenstand der 9 ist ein Getriebe, welches sich vom Getriebe nach 5 dadurch unterscheidet, dass auf der Antriebsseite der Doppelkupplung, zu der die erste und zweite Lastschaltkupplung K1, K2 zusammengefasst sind, eine elektrische Maschine EM vorgesehen ist, die an die Antriebsseite gekoppelt ist.
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Das in 10 gezeigte Getriebe unterscheidet sich vom Getriebe nach 5 dadurch, dass auf der Antriebsseite der Doppelkupplung, zu der die erste und zweite Lastschaltkupplung K1, K2 zusammengefasst sind, eine elektrische Maschine EM vorgesehen ist, die an die Antriebsseite gekoppelt ist, wobei eine weitere Kupplung K0 vorgesehen ist, durch deren Öffnen das Antriebsaggregat M von der Antriebsseite der Doppelkupplung getrennt werden kann, wodurch ein rein elektrisches Fahren ermöglicht wird.
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In 11 wird ein Getriebe gezeigt, welches sich vom Getriebe nach 5 dadurch unterscheidet, dass eine elektrische Maschine EM vorgesehen ist, welche mittels eines Zahnrades Z2 an ein schaltbares Losrad des Getriebes gekoppelt ist; bei dem gezeigten Beispiel ist die elektrische Maschine EM an das zweite schaltbare Losrad L2 gekoppelt, kann jedoch im Rahmen weiterer Ausgestaltungen an jedes weitere schaltbare Losrad gekoppelt sein.
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Das in 12 gezeigte Getriebe unterscheidet sich vom Getriebe nach 5 dadurch, dass eine elektrische Maschine an eine Vorgelegewelle des Getriebes mittels eines Schaltelementes schaltbar gekoppelt ist. Bei dem gezeigten Beispiel ist die elektrische Maschine EM an die zweite Vorgelegewelle VW2 mittels eines formschlüssigen Schaltelementes S11 schaltbar gekoppelt, kann jedoch im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung an die erste Vorgelegewelle schaltbar gekoppelt sein. Gemäß 12 können das formschlüssige Schaltelement S11 und das siebte Schaltelement S7 zu einem Doppelschaltelement zusammengefasst werden.
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In 13 wird ein Getriebe gezeigt, welches sich vom Getriebe nach 5 dadurch unterscheidet, dass eine elektrische Maschine EM fest an die zweite, als Hohlwelle ausgeführte Getriebeeingangswelle EW2 gekoppelt ist.
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Bezugszeichenliste
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- i1
- Radstufe zur Erzeugung des ersten Vorwärtsgangs
- i2
- Radstufe zur Erzeugung des zweiten Vorwärtsgangs
- i3
- Radstufe zur Erzeugung des dritten Vorwärtsgangs
- i4
- Radstufe zur Erzeugung des vierten Vorwärtsgangs
- i5
- Radstufe zur Erzeugung des fünften Vorwärtsgangs
- i6
- Radstufe zur Erzeugung des sechsten Vorwärtsgangs
- i7
- Radstufe zur Erzeugung des siebten Vorwärtsgangs
- iR
- Radstufe zur Erzeugung des Rückwärtsgangs
- AB1
- Abtriebszahnrad
- AB2
- Abtriebszahnrad
- AW
- Abtriebswelle
- EM
- elektrische Maschine
- EW1
- erste Getriebeeingangswelle
- EW2
- zweite Getriebeeingangswelle
- K0
- weitere Kupplung
- K1
- erste Lastschaltkupplung
- K2
- zweite Lastschaltkupplung
- S1
- erstes Schaltelement
- S2
- zweites Schaltelement
- S3
- drittes Schaltelement
- S4
- viertes Schaltelement
- S5
- fünftes Schaltelement
- S6
- sechstes Schaltelement
- S7
- siebtes Schaltelement
- S8
- achtes Schaltelement
- S9
- neuntes Schaltelement
- S9'
- neuntes Schaltelement
- S10
- zehntes Schaltelement
- S11
- Schaltelement
- DS1
- Doppelschaltelement
- DS2
- Doppelschaltelement
- DS3
- Doppelschaltelement
- DS3'
- Doppelschaltelement
- DS3''
- Doppelschaltelement
- DS4
- Doppelschaltelement
- DS4'
- Doppelschaltelement
- DS4''
- Doppelschaltelement
- DS5
- Doppelschaltelement
- VW1
- erste Vorgelegewelle
- VW2
- zweite Vorgelegewelle
- Z1
- Zwischenzahnrad
- Z2
- Zahnrad
- L1
- erstes Losrad
- L2
- zweites Losrad
- L3
- drittes Losrad
- L4
- viertes Losrad
- L5
- fünftes Losrad
- L6
- sechstes Losrad
- L7
- siebtes Losrad
- LR
- achtes Losrad
- F1
- erstes Festrad
- F2
- zweites Festrad
- F3
- drittes Festrad
- F4
- viertes Festrad
- F5
- fünftes Festrad
- M
- Antriebsaggregat
