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Die Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe mit einer zentral angeordneten ersten Eingangswelle sowie 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 die meisten Stirnradstufen jeweils ein auf einer Getriebewelle drehfest angeordnetes Festrad und ein drehbar auf einer achsparallelen Getriebewelle gelagertes sowie über ein zugeordnetes Gang-Schaltelement drehfest mit dieser Getriebewelle verbindbares Losrad umfassen und jeweils einem direkt schaltbaren Gang zugeordnet sind, und bei dem die Stirnradstufen der ungeraden Gänge der einen Eingangswelle und 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 zehn 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 unter 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 B4 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 B4 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 siebten Gangs sowie die Stirnradstufe des vierten Gangs jeweils axial getriebeinnen angeordnet sind, wobei die Stirnradstufe des dritten Gangs die axial getriebeinnerste Stirnradstufe der ungeraden Gänge bildet und anstelle eines Festrades und eines Losrades zwei Festräder umfasst, dass das eingangswellenseitige Festrad der Stirnradstufe des dritten Gangs sowie das Festrad der Stirnradstufe des siebten Gangs drehfest auf einer ersten Hohlwelle befestigt sind, die koaxial und drehbar auf der zugeordneten Eingangswelle (EW1 oder EW2) angeordnet sowie über ein zugeordnetes Koppel-Schaltelement drehfest mit dieser verbindbar ist, und dass das vorgelegewellenseitige Festrad der Stirnradstufe des dritten Gangs sowie das Festrad der Stirnradstufe des vierten Gangs drehfest auf einer zweiten Hohlwelle befestigt sind, die koaxial und drehbar auf der Vorgelegewelle angeordnet sowie über ein zugeordnetes Koppel-Schaltelement drehfest mit dieser verbindbar ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Erfindung geht demnach von einem Doppelkupplungsgetriebe aus, das eine zentral angeordnete erste Eingangswelle EW1 sowie 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 die meisten Stirnradstufen jeweils ein auf einer Getriebewelle (EW1, EW2 oder VW) drehfest angeordnetes Festrad sowie ein drehbar auf einer achsparallelen Getriebewelle (VW oder EW1, EW2) gelagertes und über ein zugeordnetes Gang-Schaltelement S2, S4 - S7, SR drehfest mit dieser Getriebewelle verbindbares Losrad umfassen, sowie jeweils einem direkt schaltbaren Gang G2, G4 - 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, R7 des dritten und siebten Gangs G3, G7 sowie die Stirnradstufe R4 des vierten Gangs G4 jeweils axial getriebeinnen und somit axial benachbart zueinander angeordnet sind. Insbesondere ist hierzu vorgesehen, dass die Stirnradstufe R3 des dritten Gangs G3 die axial getriebeinnerste Stirnradstufe der ungeraden Gänge (G3, G5, G7) bildet, d.h. unmittelbar axial benachbart zu der getriebeinnersten Stirnradstufe R4 der geraden Gänge (G2, G4, G6, GR2) angeordnet ist, und anstelle einer sonst üblichen Kombination eines Festrades und eines Losrades zwei Festräder umfasst. Zudem ist hierzu vorgesehen, dass das eingangswellenseitige Festrad der Stirnradstufe R3 des dritten Gangs G3 sowie das Festrad der Stirnradstufe R7 des siebten Gangs G7 drehfest auf einer ersten Hohlwelle HW1 befestigt sind, die koaxial und drehbar auf der zugeordneten Eingangswelle (EW1 oder EW2) angeordnet und über ein zugeordnetes Koppel-Schaltelement SK1 drehfest mit dieser verbindbar ist, und dass das vorgelegewellenseitige Festrad der Stirnradstufe R3 des dritten Gangs G3 sowie das Festrad der Stirnradstufe R4 des vierten Gangs G4 drehfest auf einer zweiten Hohlwelle HW2 befestigt sind, die koaxial und drehbar auf der Vorgelegewelle VW angeordnet und über ein zugeordnetes Koppel-Schaltelement SK2 drehfest mit dieser verbindbar ist.
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Aufgrund der vorgesehenen Ausführung der Stirnradstufe R3 des dritten Gangs G3 mit zwei Festrädern stehen die beiden Hohlwellen über diese Stirnradstufe permanent miteinander in Triebverbindung. Da das Losrad der Stirnradstufe R4 des vierten Gangs G4 zwangsläufig auf der zugeordneten Eingangswelle (EW2 oder EW1) angeordnet ist, sind die beiden Eingangswellen EW1, EW2 durch das Einrücken des der ersten Hohlwelle HW1 zugeordneten Koppel-Schaltelementes SK1 und des Gang-Schaltelementes S4 des vierten Gangs G4 miteinander koppelbar. Dadurch ist in Verbindung mit den frei schaltbaren Stirnradstufen R2, R5, R6, RR die Schaltung von insgesamt vier Windungsgängen möglich.
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Ein weiterer Windungsgang ergibt sich daraus, dass das Festrad der Stirnradstufe R7 des siebten Gangs G7 auf der ersten Hohlwelle HW1 angeordnet ist, so dass dieser Windungsgang alleine durch das Einrücken der Gang-Schaltelemente S4, S7 des vierten und siebten Gangs schaltbar ist. Da die Übersetzung einiger dieser möglichen Gänge aber außerhalb des nutzbaren Bereiches oder in der Nähe der mit höherem Übertragungswirkungsgrad direkt schaltbaren Gänge liegen kann, wird vorliegend nur von der Verwendung der drei Gänge G1, G8 und GR1 als Windungsgänge ausgegangen. Somit weist das erfindungsgemäße Doppelkupplungsgetriebe für die mindestens vorgesehenen acht Vorwärtsgänge G1 - G8 und zwei Rückwärtsgänge GR1, GR2 nur sieben Zahnradebenen und acht Schaltelemente S2, S4 - S7, SR, SK1, SK2 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, dass die Stirnradstufen R3, R5, R7 der direkt schaltbaren ungeraden Gänge G3, G5, G7 zwischen der ersten Eingangswelle EW1 oder der ersten Hohlwelle HW1 und der Vorgelegewelle VW oder der zweiten Hohlwelle HW2 angeordnet sind, 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 zweiten Hohlwelle HW2 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 die Stirnradstufen R3, R5, R7 der direkt schaltbaren ungeraden Gänge G3, G5, G7 zwischen der zweiten Eingangswelle EW2 oder der ersten Hohlwelle HW1 und der Vorgelegewelle VW oder der zweiten Hohlwelle HW2 angeordnet sind, dass die geraden Gänge G2, G4, G6, G8, GR2 der ersten Eingangswelle EW1 zugeordnet sind, und 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 zweiten Hohlwelle HW2 angeordnet sind. Gegenüber der zuvor genannten 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, R4 des zweiten und vierten Gangs G2, G4 zugeordneten Gang-Schaltelemente S2, S4 sowie des der ersten Hohlwelle HW1 zugeordneten Koppel-Schaltelementes SK1 vorgesehen. Bei eingelegtem ersten Gang G1 erfolgt der Kraftfluss demnach von der Triebwelle des Antriebsmotors über die zugeordnete Eingangswelle (EW1 oder EW2), die erste Hohlwelle HW1, die Stirnradstufe R3 des dritten Gangs G3, die zweite Hohlwelle HW2, 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, S4, SK1 geschlossen).
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Zur Schaltung des dritten Gangs G3 ist bei dieser Radsatzanordnung das Einrücken der beiden Koppel-Schaltelemente SK1, SK2 erforderlich. Bei eingelegtem dritten Gang G3 erfolgt der Kraftfluss demzufolge von der Triebwelle des Antriebsmotors über die zugeordnete Eingangswelle (EW1 oder EW2), die erste Hohlwelle HW1, die Stirnradstufe R3 des dritten Gangs G3 und die zweite Hohlwelle HW2 auf die Vorgelegewelle VW (K1 oder K2, SK1, SK2 geschlossen).
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Zur Schaltung des vierten Gangs G4 ist bei dieser Radsatzanordnung das Einrücken des der Stirnradstufe R4 dieses Gangs (G4) zugeordneten Gang-Schaltelementes S4 und des der zweiten Hohlwelle HW2 zugeordneten Koppel-Schaltelementes SK2 erforderlich. Demnach erfolgt der Kraftfluss bei eingelegtem vierten Gang G4 von der Triebwelle des Antriebsmotors über die zugeordnete Eingangswelle (EW2 oder EW1), die Stirnradstufe R4 des vierten Gangs G4 und die zweite Hohlwelle HW2 auf die Vorgelegewelle VW (K2 oder K1, S4, SK2 geschlossen).
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Zur Schaltung des siebten Gangs G7 ist bei dieser Radsatzanordnung das Einrücken des der Stirnradstufe R7 dieses Gangs (G7) zugeordneten Gang-Schaltelementes S7 und des der ersten Hohlwelle HW1 zugeordneten Koppel-Schaltelementes SK1 erforderlich. Demzufolge erfolgt der Kraftfluss bei eingelegtem siebten Gang G7 von der Triebwelle des Antriebsmotors über die zugeordnete Eingangswelle (EW1 oder EW2), die erste Hohlwelle HW1 und die Stirnradstufe R7 des siebten Gangs G7 auf die Vorgelegewelle VW (K1 oder K2, S7, SK1 geschlossen).
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Bei der vorgesehenen Radsatzanordnung ist zur Schaltung des achten Gangs G8 das Einrücken der den Stirnradstufen R4, R7 des vierten und siebten Gangs G4, G7 zugeordneten Gang-Schaltelemente S4, 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 R4 des vierten Gangs G4, die zweite Hohlwelle HW2, die Stirnradstufe R3 des dritten Gangs G3, die erste Hohlwelle HW1 und die Stirnradstufe R7 des siebten Gangs G7 auf die Vorgelegewelle VW (K2 oder K1, S4, S7 geschlossen).
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Zur Schaltung des ersten Rückwärtsgangs GR1 ist bei dieser Radsatzanordnung das Einrücken der den Stirnradstufen R4, RR des vierten Vorwärtsgangs G4 und des zweiten Rückwärtsgangs GR2 zugeordneten Gang-Schaltelemente S4, SR sowie des der ersten Hohlwelle HW1 zugeordneten Koppel-Schaltelementes SK1 vorgesehen. Demzufolge erfolgt der Kraftfluss bei eingelegtem ersten Rückwärtsgang GR1 von der Triebwelle des Antriebsmotors über die zugeordnete Eingangswelle (EW1 oder EW2), die erste Hohlwelle HW1, die Stirnradstufe R3 des dritten Gangs G3, die zweite Hohlwelle HW2, 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, S4, SR, SK1 geschlossen).
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Die übrigen Gänge G2, G5, G6, GR2 sind in an sich bekannter Weise jeweils alleine durch das Einrücken des zugeordneten Gang-Schaltelementes S2, S5, S6, SR schaltbar, wobei der Kraftfluss jeweils unmittelbar über die zugeordnete Stirnradstufe (R2, R5, R6 oder RR) von der zugeordneten Eingangswelle (EW2 oder EW1) auf die Vorgelegewelle VW erfolgt.
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Das Losrad der Stirnradstufe R4 des vierten Gangs G4 kann anstelle einer Lagerung auf der zugeordneten Eingangswelle (EW2 oder EW1) auch auf der anderen Eingangswelle (EW1 oder EW2) drehbar gelagert sein. Dies ändert nichts an der Zuordnung der Stirnradstufe R4 zu der Eingangswelle (EW2 oder EW1) und der Schaltsystematik der betreffenden Gänge G1, G4, G8, GR1. Eine derartige Anordnung des betreffenden Losrades kann jedoch mit produktions- oder montagetechnischen Vorteilen verbunden sein.
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Hinsichtlich der Anordnung der Stirnradstufe R6 des sechsten Gangs G6 ist es gegebenenfalls zweckmäßig, wenn diese axial benachbart zu der Stirnradstufe R4 des vierten Gangs G4 angeordnet ist, und wenn das Festrad der Stirnradstufe R6 des sechsten Gangs drehfest auf der Vorgelegewelle VW befestigt sowie das Losrad der Stirnradstufe R6 des sechsten Gangs drehbar auf der zugeordneten Eingangswelle (EW2 oder EW1) angeordnet ist.
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Bei dieser Anordnung der Stirnradstufe R6 des sechsten Gangs G6 besteht nämlich die Möglichkeit, dass die Gang-Schaltelemente S4, S6 der Stirnradstufen R4, R6 des vierten und sechsten Gangs G4, G6 in einem gemeinsamen Schaltpaket zusammengefasst sind, wodurch gegenüber einer separaten Ausführung dieser Gang-Schaltelemente S4, S6 vorteilhaft ein Schaltsteller eingespart wird. Nachteilig daran kann jedoch sein, dass die Stirnradstufe R6 des sechsten Gangs G6 dann nicht mehr frei schaltbar ist und somit für die Schaltung eines Windungsgangs nicht mehr zur Verfügung steht. Da dies aber für die Schaltung der vorgesehenen Windungsgänge G1, G8, GR1 ohnehin nicht vorgesehen ist, kann diese Möglichkeit vorliegend ohne eine Funktionseinschränkung genutzt werden.
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Die Stirnradstufen R2, RR des zweiten Vorwärtsgangs G2 und des zweiten Rückwärtsgangs GR2 können in diesem Fall 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.
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Ebenso können auch die Festräder und die Losräder dieser Stirnradstufen R2, RR im Prinzip in beliebiger Zuordnung auf der zugeordneten Eingangswelle (EW2 oder EW1) und der Vorgelegewelle VW angeordnet sein. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Festräder und die Losräder der Stirnradstufen R2, RR des zweiten Vorwärtsgangs G2 und des zweiten Rückwärtsgangs GR2 jeweils auf derselben Eingangswelle (EW2 oder EW1) oder auf derselben Vorgelegewelle VW angeordnet sind. In diesem Fall ergibt sich 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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Alternativ zu der vorbeschriebenen Anordnung der Stirnradstufen R2, R6, RR des zweiten und sechsten Vorwärtsgangs G2, G6 sowie des zweiten Rückwärtsgangs GR2 ist es jedoch auch möglich, dass diese Stirnradstufen R2, R6, RR in beliebiger axialer Reihenfolge zwischen der zugeordneten Eingangswelle (EW2 oder EW1) und der Vorgelegewelle VW angeordnet sind. Entscheidend dabei ist jedoch, dass die für die Schaltung der Windungsgänge G1, GR1 vorgesehenen Stirnradstufen R2, RR des zweiten Vorwärtsgangs G2 und des zweiten Rückwärtsgangs GR2 frei schaltbar sind, d.h. keines der diesen zugeordneten Gang-Schaltelemente S2, SR mit dem Gang-Schaltelement S4 der Stirnradstufe R4 des vierten Vorwärtsgangs G4 in einem gemeinsamen Schaltpaket zusammengefasst ist.
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Auch in diesem Fall können die Festräder und Losräder dieser Stirnradstufen R2, R6, RR im Prinzip in beliebiger Zuordnung auf der zugeordneten Eingangswelle (EW2 oder EW1) und der Vorgelegewelle VW angeordnet sein. Jedoch ist es auch hier vorteilhaft, wenn die Festräder und die Losräder von mindestens zwei axial benachbarten Stirnradstufen (R2, R6, RR) dieser Gänge (G2, G6, GR2) jeweils auf derselben Eingangswelle (EW2 oder EW1) oder auf derselben Vorgelegewelle VW angeordnet sind. In diesem Fall besteht wiederum die Möglichkeit, dass die Gang-Schaltelemente (S4, S6, SR) der zwei axial benachbarten Stirnradstufen (R2, R6, RR) der betreffenden Gänge (G2, G6, GR2) mit gleicher Anordnung der Festräder und der Losräder auf der zugeordneten Eingangswelle (EW2 oder EW1) und der Vorgelegewelle VW in einem gemeinsamen Schaltpaket zusammengefasst werden können.
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Hinsichtlich der Anordnung des Festrades und des Losrades der Stirnradstufe R5 des fünften Gangs G5 ist eine Radsatzanordnung möglich, bei der das Losrad dieser Stirnradstufe R5 drehbar auf der zugeordneten Eingangswelle (EW1 oder EW2) und das Festrad dieser Stirnradstufe R5 drehfest auf der Vorgelegewelle VW angeordnet sind.
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In diesem Fall ist das der ersten Hohlwelle HW1 zugeordnete Koppel-Schaltelement SK1 vorteilhaft an dem zu der Stirnradstufe R5 des fünften Gangs G5 axial benachbarten Ende der ersten Hohlwelle HW1 angeordnet, auch wenn prinzipiell ebenso eine Anordnung des zugeordneten Koppel-Schaltelementes SK1 an dem zu der Stirnradstufe R5 des fünften Gangs G5 axial entfernten Ende der ersten Hohlwelle HW1 möglich ist. Je nach Zuordnung der Gänge G1 - G8, GR1, GR2 zu den Eingangswellen EW1 oder EW2 ist entweder das kupplungsferne Ende oder das kupplungsnahe Ende der ersten Hohlwelle HW1 axial benachbart zu der Stirnradstufe R5 des fünften Gangs angeordnet.
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Bei der vorliegend vorgesehenen Anordnung der Stirnradstufe R5 des fünften Gangs G5 und des der ersten Hohlwelle HW1 zugeordneten Koppel-Schaltelementes SK1 besteht nämlich die Möglichkeit, dass das Gang-Schaltelement S5 des fünften Gangs G5 und das der ersten Hohlwelle HW1 zugeordnete Koppel-Schaltelement SK1 funktionsneutral in einem gemeinsamen Schaltpaket zusammengefasst werden, wodurch gegenüber einer separaten Ausführung dieser Schaltelemente S5, SK1 ein Schaltsteller eingespart ist.
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In einer dazu alternativen Anordnung des Festrades und des Losrades der Stirnradstufe R5 des fünften Gangs G5 ist jedoch auch eine Radsatzanordnung möglich, bei der das Festrad dieser Stirnradstufe R5 drehfest auf der zugeordneten Eingangswelle (EW1 oder EW2) und das Losrad dieser Stirnradstufe R5 drehbar auf der Vorgelegewelle VW angeordnet sind. Bei dieser Anordnung der Stirnradstufe R5 des fünften Gangs G5 ist jedoch die Zusammenfassung des zugeordneten Gang-Schaltelementes S5 mit dem der ersten Hohlwelle HW1 zugeordneten Koppel-Schaltelementes SK1 in einem gemeinsamen Schaltpaket ausgeschlossen.
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Das der zweiten Hohlwelle HW2 zugeordnete Koppel-Schaltelement SK2 kann funktionsneutral entweder an dem kupplungsnahen Ende oder dem kupplungsfernen Ende der zweiten Hohlwelle HW2 angeordnet sein. Bevorzugt wird jedoch die Anordnung des der zweiten Hohlwelle HW2 zugeordneten Koppel-Schaltelementes SK2 an dem zu der Stirnradstufe R7 des siebten Gangs G7 axial benachbarten Ende der zweiten Hohlwelle HW2. Bei diesem Ende handelt es sich je nach Zuordnung der Gänge G1 - G8, GR1, GR2 zu den Eingangswellen EW1, EW2 entweder um das kupplungsferne Ende oder das kupplungsnahe Ende der zweiten Hohlwelle HW2.
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Bei der bevorzugten Anordnung des der zweiten Hohlwelle HW2 zugeordneten Koppel-Schaltelementes SK2 besteht wiederum die Möglichkeit, dass das Gang-Schaltelement S7 des siebten Gangs G7 und das der zweiten Hohlwelle HW2 zugeordnete Koppel-Schaltelement SK2 in einem gemeinsamen Schaltpaket zusammengefasst sind, wodurch gegenüber einer separaten Ausführung dieser Schaltelemente S7, SK2 ein Schaltsteller eingespart ist.
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Unabhängig von der jeweiligen Radsatzanordnung kann der Abtrieb des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes unmittelbar über das kupplungsnahe Ende der Vorgelegewelle VW 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 Axialposition der Vorgelegewelle VW, d. h. an dem kupplungsnahen Ende der Vorgelegewelle VW, dem kupplungsfernen Ende der Vorgelegewelle VW, oder zwischen zwei Stirnradstufen R2 - R7, RR angeordnet sein.
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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 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 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 eingangswellenseitige Festrad der Stirnradstufe R3 des dritten Gangs G3 sein, welches drehfest mit der ersten Hohlwelle HW1 verbunden ist, die über das zugeordnete Koppel-Schaltelement SK1 drehfest mit der zugeordneten Eingangswelle (EW1 oder EW2) verbindbar ist, welche über das der Stirnradstufe R4 des vierten Gangs G4 zugeordnete Gang-Schaltelement S4 mit der anderen Eingangswelle (EW2 oder EW1) koppelbar ist, und die über das der zweiten Hohlwelle HW2 zugeordnete Koppel-Schaltelement SK2 oder das der Stirnradstufe R7 des siebten Gangs G7 zugeordnete Gang-Schaltelement S7 mit der Vorgelegewelle VW 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 antriebsverbunden 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 R2 des zweiten Gangs G2 sein, welches mit einem auf der zweiten Eingangswelle EW2 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 einer der Hohlwellen HW1, HW2 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 eine der Hohlwellen HW1, HW2 oder die Vorgelegewelle VW 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 Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit mehreren Ausführungsbeispielen beigefügt. In dieser zeigt
- 1 eine Basisausführung eines Doppelkupplungsgetriebes in einer schematischen Darstellung,
- 1a das Schaltschema für das Doppelkupplungsgetriebe gemäß 1,
- 2 eine Ausführungsvariante eines Doppelkupplungsgetriebes mit einer gegenüber 1 axial gespiegelten Anordnung der Stirnradstufen,
- 2a das Schaltschema für das Doppelkupplungsgetriebe gemäß 2,
- 3 eine Ausführungsvariante eines Doppelkupplungsgetriebes mit drei funktionsneutralen Änderungen gegenüber dem Doppelkupplungsgetriebe der 1,
- 4 eine Ausführungsvariante eines Doppelkupplungsgetriebes mit drei weiteren funktionsneutralen Änderungen gegenüber dem Doppelkupplungsgetriebe der 1,
- 5 eine Ausführungsvariante eines Doppelkupplungsgetriebes mit drei weiteren funktionsneutralen Änderungen gegenüber dem Doppelkupplungsgetriebe der 1, und
- 6 das Doppelkupplungsgetriebe gemäß 1 mit drei möglichen Anordnungen einer Elektromaschine.
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Eine Basisausführungsform des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes 1a nach 1 weist eine zentral angeordnete erste Eingangswelle EW1 sowie eine als Hohlwelle ausgebildete, koaxial und drehbar auf dieser angeordnete zweite Eingangswelle EW2 auf, welche eingangsseitig über jeweils eine zugeordnete Reibungskupplung K1, K2 einer Doppelkupplungsanordnung 2 mit der Triebwelle 3 eines nicht 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, sind zwei Hohlwellen HW1, HW2 vorgesehen, wobei die erste Hohlwelle HW1 koaxial sowie drehbar auf der ersten Eingangswelle EW1 angeordnet und über ein zugeordnetes Koppel-Schaltelement SK1 drehfest mit dieser verbindbar ist, und wobei die zweite Hohlwelle HW2 koaxial und drehbar auf der Vorgelegewelle VW angeordnet und über ein zugeordnetes Koppel-Schaltelement SK2 drehfest mit dieser verbindbar ist.
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Die Stirnradstufen R2, R4 - R7 der direkt schaltbaren Vorwärtsgänge G2, G4 - G7 umfassen jeweils ein Festrad Z2, Z4 - Z7 und ein Losrad Z12, Z14 - Z17. Dagegen umfasst die Stirnradstufe Z3 des direkt schaltbaren dritten Vorwärtsgangs G3 zwei Festräder Z3, Z13'. 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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Von den der zweiten Eingangswelle EW2 zugeordneten Stirnradstufen R4, R6 der vierten und sechsten Gangs G4, G6 ist die Stirnradstufe R4 des vierten Gangs G4 axial getriebeinnen, d.h. an dem getriebeinneren Ende der zweiten Eingangswelle EW2, angeordnet. 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, S6, die in einem gemeinsamen Schaltpaket zusammengefasst sind, drehfest mit der zweiten Eingangswelle EW2 verbindbar. Während das Festrad Z6 der Stirnradstufe R6 des sechsten Gangs G6 drehfest auf der Vorgelegewelle VW befestigt ist, ist das Festrad Z4 der Stirnradstufe Z4 des vierten Gangs G4 drehfest auf der zweiten Hohlwelle HW2 angeordnet.
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Von den der ersten Eingangswelle EW1 zugeordneten Stirnradstufen R3, R7 des dritten und siebten Gangs G3, G7 ist die Stirnradstufe R3 des dritten Gangs G3 axial getriebeinnen, d.h. axial benachbart zu dem getriebeinneren Ende der zweiten Eingangswelle EW2 angeordnet. Das eingangswellenseitige Festrad Z3 der Stirnradstufe R3 des dritten Gangs G3 und das Festrad Z7 der Stirnradstufe R7 des siebten Gangs G7 sind drehfest auf der ersten Hohlwelle HW1 angeordnet. Während das vorgelegewellenseitige Festrad Z13' der Stirnradstufe R3 des dritten Gangs G3 drehfest auf der zweiten Hohlwelle HW2 befestigt ist, ist das Losrad Z17 der Stirnradstufe R7 des siebten Gangs G7 drehbar auf der Vorgelegewelle VW gelagert und über ein zugeordnetes Gang-Schaltelement S7 mit dieser verbindbar. Vorliegend ist das der zweiten Hohlwelle HW2 zugeordnete Koppel-Schaltelement SK2 an dem kupplungsfernen Ende 7 der zweiten Hohlwelle HW2 angeordnet und mit dem Schaltelement S7 der Stirnradstufe R7 des siebten Gangs G7 in einem gemeinsamen Schaltpaket zusammengefasst.
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Das Losrad Z15 der Stirnradstufe R5 des fünften Gangs G5 ist drehbar auf der ersten Eingangswelle EW1 gelagert und über ein zugeordnetes Gang-Schaltelement S5, das mit dem vorliegend an dem kupplungsfernen Ende 5 der ersten Hohlwelle HW1 angeordneten Koppel-Schaltelement SK1 in einem gemeinsamen Schaltpaket angeordnet ist, drehfest mit der ersten Eingangswelle EW1 verbindbar. Das Festrad Z5 der Stirnradstufe R5 des fünften Gangs G5 ist drehfest auf der Vorgelegewelle VW befestigt.
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Durch die axial getriebeinnere Anordnung der Stirnradstufen R3, R4 des der ersten Eingangswelle EW1 zugeordneten dritten Gangs G3 und des der zweiten Eingangswelle EW2 zugeordneten vierten Gangs G4 sowie deren triebtechnische Verbindung über die zweite Hohlwelle HW2 ergibt sich in beiden Kraftübertragungsrichtungen jeweils eine schaltbare Übersetzung zur Kopplung der beiden Eingangswellen EW1, EW2, welche in Verbindung mit den vorliegend frei schaltbaren Stirnradstufen R2, RR des zweiten Gangs G2 und des zweiten Rückwärtsgangs GR2 bzw. mit der Stirnradstufe R7 des siebten Gangs G7 zur Schaltung von Windungsgängen genutzt werden können. Die Stirnradstufe R5 des fünften Gangs G5 ist vorliegend nicht frei schaltbar, da deren Gang-Schaltelement S5 mit dem Koppel-Schaltelement SK1 der ersten Hohlwelle HW1 in einem gemeinsamen Schaltpaket zusammengefasst ist. Ebenso ist die Stirnradstufe Z6 des sechsten Gangs G6 nicht frei schaltbar, da deren Gang-Schaltelement S6 mit dem Gang-Schaltelement S4 der Stirnradstufe R4 des vierten Gangs G4 in einem gemeinsamen Schaltpaket zusammengefasst ist.
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Aufgrund der vorliegenden Anordnung der Stirnradstufen R2 - R7, RR und deren Gang-Schaltelemente S2 - S7, SR sowie der beiden Hohlwellen HW1, HW2 und deren Koppel-Schaltelemente SK1, SK2 ergibt sich das in der Tabelle von 1a abgebildete Schaltschema. Demzufolge werden die Gänge G2, G5, G6 und GR2 durch das Einrücken jeweils nur des zugeordneten Gang-Schaltelementes S2, S5, S6 bzw. SR geschaltet. Zur Schaltung des dritten Gangs G3 ist nur das Einrücken der beiden Koppel-Schaltelemente SK1, SK2 erforderlich, um eine drehfeste Verbindung der ersten Hohlwelle HW1 mit der ersten Eingangswelle EW1 sowie eine drehfeste Verbindung der zweiten Hohlwelle HW2 mit der Vorgelegewelle VW herzustellen. Zur Schaltung des vierten Gangs G4 muss neben dem Einrücken des zugeordneten Gang-Schaltelements S4 zur drehfesten Verbindung der zweiten Hohlwelle HW2 mit der Vorgelegewelle VW auch das dieser zugeordnete Koppelschaltelement SK2 eingerückt werden. Zur Schaltung des siebten Gangs G7 muss neben dem Einrücken des zugeordneten Gang-Schaltelementes S7 zur drehfesten Verbindung der ersten Hohlwelle HW1 mit der ersten Eingangswelle EW1 auch das dieser zugeordnete Koppel-Schaltelement SK1 eingerückt werden.
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Zur Schaltung des ersten Gangs G1 ist das Einrücken der den Stirnradstufen R2, R4 des zweiten und vierten Gangs G2, G4 zugeordneten Gang-Schaltelemente S2, S4 sowie des der ersten Hohlwelle HW1 zugeordneten Koppel-Schaltelementes SK1 vorgesehen. Bei eingelegtem ersten Gang G1 erfolgt der Kraftfluss demnach von der Triebwelle des Antriebsmotors über die erste Eingangswelle EW1, die erste Hohlwelle HW1, die Stirnradstufe R3 des dritten Gangs G3, die zweite Hohlwelle HW2, 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, S4, SK1 sind geschlossen).
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Aufgrund der drehfesten Anordnung des Festrades Z7 der Stirnradstufe R7 des siebten Gangs auf der ersten Hohlwelle HW1 ist zur Schaltung des achten Gangs G8 nur das Einrücken der den Stirnradstufen R4, R7 des vierten und siebten Gangs G4, G7 zugeordneten Gang-Schaltelemente S4, S7 erforderlich. Bei eingelegtem achten Gang G8 erfolgt der Kraftfluss demzufolge von der Triebwelle des Antriebsmotors über die zweite Eingangswelle EW2, die Stirnradstufe R4 des vierten Gangs G4, die zweite Hohlwelle HW2, die Stirnradstufe R3 des dritten Gangs G3, die erste Hohlwelle HW1 und die Stirnradstufe R7 des siebten Gangs G7 auf die Vorgelegewelle VW (K2, S4, S7 sind geschlossen).
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Zur Schaltung des ersten Rückwärtsgangs GR1 ist das Einrücken der den Stirnradstufen R4, RR des vierten Vorwärtsgangs G4 und des zweiten Rückwärtsgangs GR2 zugeordneten Gang-Schaltelemente S4, SR sowie des der ersten Hohlwelle HW1 zugeordneten Koppel-Schaltelementes SK1 vorgesehen. Demnach erfolgt der Kraftfluss bei eingelegtem ersten Rückwärtsgang GR1 von der Triebwelle des Antriebsmotors über die erste Eingangswelle EW1, die erste Hohlwelle HW1, die Stirnradstufe R3 des dritten Gangs G3, die zweite Hohlwelle HW2, die Stirnradstufe R4 des vierten Gangs G4, die zweite Eingangswelle EW2 und die Stirnradstufe RR des zweiten Rückwärtsgangs GR2 auf die Vorgelegewelle VW (K1, S4, SR, SK1 sind geschlossen).
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Bei dieser Ausführungsvariante des Doppelkupplungsgetriebes 1a erfolgt der Abtrieb beispielhaft unmittelbar über das kupplungsnahe Ende 8 der Vorgelegewelle VW und/ oder über das kupplungsferne Ende 9 der Vorgelegewelle VW.
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In der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes 1 b nach 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 Doppelkupplungsgetriebes 1c nach 3 sind beispielhaft ausgehend von der Ausführungsform nach 1 drei Variationen der Radsatzanordnung dargestellt, die bei allen Ausführungsvarianten funktionsneutral, d. h. ohne eine Änderung des jeweiligen Schaltschemas, einzeln und in beliebiger Kombination anwendbar sind.
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So sind in der Ausführungsform nach 3 die der zweiten Eingangswelle EW2 zugeordneten Stirnradstufen R2, RR des zweiten Vorwärtsgangs G2 und des zweiten Rückwärtsgangs GR2 im Vergleich zu der Getriebestruktur der 1 axial vertauscht. Zudem ist nunmehr das Losrad Z14 der Stirnradstufe R4 des vierten Gangs G4 drehbar auf der ersten Eingangswelle EW1 gelagert, jedoch weiterhin über das zugeordnete Gang-Schaltelement S4 mit der zweiten Eingangswelle EW2 drehfest verbindbar, was gegenüber einer drehbaren Lagerung des Losrades Z14 auf der zweiten Eingangswelle EW2 funktionsneutral ist.
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Des Weiteren ist in der Ausführungsform nach 3 alternativ zu dem in 1 dargestellten unmittelbaren Abtrieb über die Vorgelegewelle VW eine erste Abtriebsvariante dargestellt. Bei dieser Abtriebsvariante erfolgt der Abtrieb des Doppelkupplungsgetriebes 1c über eine an dem kupplungsfernen Ende 10 der ersten Eingangswelle EW1 koaxial und drehbar gelagert angeordnete Ausgangswelle AW, die über eine zwei Festräder 11, 12 umfassende Ausgangskonstante KA mit der Vorgelegewelle VW in Triebverbindung steht.
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In der Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes 1d nach 4 sind weitere drei Variationen der Radsatzanordnung ebenfalls beispielhaft ausgehend von der Ausführungsform nach 1 dargestellt, die bei allen Ausführungsformen funktionsneutral, d.h. ohne eine Änderung des jeweiligen Schaltschemas, einzeln und in beliebiger Kombination auch in Verbindung mit den drei beschrieben Variationen anwendbar sind.
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So ist in der Ausführungsvariante nach 4 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 sowie der Vorgelegewelle VW gegenüber der Ausführungsvariante 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 Ausführungsvariante gemäß 4 bei der der ersten Eingangswelle EW1 zugeordneten Stirnradstufe R5 des fünften Gangs G5 die Anordnung des Festrades Z15' auf der ersten Eingangswelle EW1 sowie des Losrades Z5' der Vorgelegewelle VW gegenüber der Ausführungsform der 1 vertauscht angeordnet. Daher ist nunmehr das Festrad Z15' drehfest auf der ersten Eingangswelle EW1 angeordnet, und das Losrad Z5' drehbar auf der Vorgelegewelle VW gelagert sowie über das zugeordnete Gang-Schaltelement S5 drehfest mit dieser verbindbar. Trotz der dadurch bedingten Trennung des Gang-Schaltelementes S5 des fünften Gangs G5 und des der ersten Hohlwelle HW1 zugeordneten Koppel-Schaltelementes SK1 ist dieses Koppel-Schaltelement SK1 wie in der Ausführungsform nach 1 an dem kupplungsfernen Ende 5 der ersten Hohlwelle HW1 angeordnet. Möglich ist in diesem Fall aber auch eine Anordnung des Koppel-Schaltelementes SK1 an dem kupplungsnahen Ende 4 der ersten Hohlwelle HW1.
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Weiter ist bei der Ausführungsvariante gemäß 4 alternativ zu dem in 1 dargestellten unmittelbaren Abtrieb über die Vorgelegewelle VW und der ersten Abtriebsvariante gemäß 3 eine zweite Abtriebsvariante dargestellt. Bei dieser Abtriebsvariante erfolgt der Abtrieb des Doppelkupplungsgetriebes 1c über eine achsparallel zu den Eingangswellen EW1, EW2 und der Vorgelegewelle VW angeordnete Ausgangswelle AW', die über eine zwei Festräder 13, 14 umfassende Ausgangskonstante KA' mit der Vorgelegewelle VW in Triebverbindung steht. Diese Ausgangskonstante KA' ist vorliegend beispielhaft zwischen der Stirnradstufe RR des zweiten Rückwärtsgangs GR2 und der Stirnradstufe R6 des sechsten Vorwärtsgangs G6 angeordnet, sie kann jedoch prinzipiell auch an einer anderen Axialposition der Vorgelegewelle VW angeordnet sein.
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In der Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes 1e nach 5 sind wiederum beispielhaft ausgehend von der Ausführungsvariante der 1 drei weitere Variationen der Radsatzanordnung dargestellt, die bei den meisten Ausführungsformen weitgehend 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 Ausführungsvariante nach 5 das Gang-Schaltelement S4 der der zweiten Eingangswelle EW2 zugeordneten, axial getriebeinnen angeordneten Stirnradstufe R4 des vierten Gangs G4 nunmehr separat ausgebildet. Hierdurch ist die Stirnradstufe R6 des sechsten Gangs G6 auch frei schaltbar und steht somit zumindest theoretisch für die Schaltung eines weiteren Windungsgangs zur Verfügung. Zudem können dadurch die der zweiten Eingangswelle EW2 zugeordneten Stirnradstufen R2, R6, RR des zweiten Vorwärtsgangs G2, des sechsten Vorwärtsgangs G6 sowie des zweiten Rückwärtsgangs GR2 funktionsneutral in beliebiger axialer Reihenfolge und mit beliebiger Anordnung der Festräder Z2, Z12'; Z6, Z16'; Z10, Z20' und der Losräder Z12, Z2'; Z16, Z6'; Z20, Z10' angeordnet werden.
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In der Ausführungsvariante des Doppelkupplungsgetriebes 1e nach 5 ist beispielhaft eine Anordnung der Stirnstufen des zweiten Gangs R2, des sechsten Gangs R6 und des zweiten Rückwärtsgangs RR dargestellt, bei welcher die Stirnradstufe R6 des sechsten Gangs G6 axial getriebeaußen bzw. kupplungsnah, die Stirnradstufe R2 des zweiten Gangs G2 axial getriebeinnen benachbart zu der Stirnradstufe G4 des vierten Gangs G4, und die Stirnradstufe RR des zweiten Rückwärtsgangs GR2 axial dazwischen, d.h. zwischen den die Stirnradstufen R6 und R2 angeordnet ist. Gegenüber der Ausführungsvariante nach 1 ist die Anordnung der Festräder Z12', Z16' und der Losräder Z2', Z6' der Stirnradstufen R2, R6 des zweiten Gangs G2 sowie des sechsten Gangs G6 auf der zweiten Eingangswelle EW2 und der Vorgelegewelle VW jeweils vertauscht. Demzufolge ist nun das Festrad Z16' der Stirnradstufe R6 des sechsten Gangs G6 drehfest auf der zweiten Eingangswelle EW2 angeordnet, während das Losrad Z6' dieser Stirnradstufe R6 drehbar auf der Vorgelegewelle VW gelagert ist sowie über das zugeordnete Gang-Schaltelement S6, das vorliegend mit dem Gang-Schaltelement SR der Stirnradstufe RR des zweiten Rückwärtsgangs GR2 in einem gemeinsamen Schaltpaket zusammengefasst ist, drehfest mit dieser verbindbar. Ebenso ist nun das Festrad Z12' der Stirnradstufe R2 drehfest mit der Vorgelegewelle VW verbunden, und das zugeordnete Losrad Z2' ist drehbar auf der zweiten Eingangswelle EW2 gelagert sowie über ein vorliegend separat ausgebildetes Gang-Schaltelement S2 drehfest mit dieser verbindbar.
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Des Weiteren ist bei der Ausführungsvariante des Doppelkupplungsgetriebes 1e nach 5 alternativ zu dem in 1 dargestellten unmittelbaren Abtrieb über die Vorgelegewelle VW und den zwei vorbeschriebenen Abtriebsvarianten eine dritte Abtriebsvariante dargestellt. Bei dieser dritten Abtriebsvariante erfolgt der Abtrieb des Doppelkupplungsgetriebes 1e über eine achsparallel zu den Eingangswellen EW1, EW2 und der Vorgelegewelle VW angeordnete Ausgangswelle AW*, die über ein mit dem drehfest auf der Vorgelegewelle VW angeordneten Festrad Z12' der Stirnradstufe R2 des zweiten Gangs G2 in Verzahnungseingriff stehenden Festrad 15 mit der Vorgelegewelle VW in Triebverbindung steht. Alternativ dazu wäre aber auch eine Anordnung der Abtriebswelle AW* mit einem Verzahnungseingriff des Festrades 15 mit dem drehfest auf der Vorgelegewelle VW angeordneten Festrad Z5 der Stirnradstufe R5 des fünften Gangs G5 möglich.
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In 6 sind beispielhaft basierend auf der Ausführungsvariante des 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 1f angeordnet sein können.
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Gemäß einer ersten Anordnung einer Elektromaschine EM ist deren Rotor 16 über eine zwei Festräder 17, 18 umfassende Getriebestufe KE mit der Vorgelegewelle VW in Triebverbindung. Vorliegend ist die Getriebestufe KE beispielhaft an dem kupplungsnahen Ende 8 der Vorgelegewelle VW angeordnet. Die Getriebestufe KE kann jedoch auch an einer beliebigen anderen Axialposition der Vorgelegewelle VW angeordnet sein. Ebenso kann der Rotor 16 der Elektromaschine EM anstelle einer triebtechnischen Verbindung mit der Vorgelegewelle VW über die Getriebestufe KE auch mit einer der anderen Getriebewellen EW1, EW2, HW1, HW2 in Triebverbindung stehen.
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In einer zweiten Anordnung einer Elektromaschine EM' ist deren Rotor 16' über ein mit dem Festrad Z3 der Stirnradstufe R3 des dritten Gangs G3 in Verzahnungseingriff befindlichen Triebrad 19 mit der drehfest mit diesem Festrad Z3 verbundenen ersten Hohlwelle HW1 in Triebverbindung. Das Festrad Z3 kämmt mit einem weiteren Festrad Z13', welches auf der zweiten Hohlwelle HW2 befestigt ist. Ebenso kann der Rotor 16' der Elektromaschine EM' anstelle einer triebtechnischen Verbindung mit der ersten Hohlwelle HW1 über das Triebrad 19 auch über ein Festrad Z2, Z4 - Z7, Z10 der Stirnradstufen R2, R4 - R7, RR eines anderen Gangs G2, G4 - G7, GR2 mit der ersten Hohlwelle HW1 oder einer anderen der Getriebewellen EW1, EW2, VW, HW2 in Triebverbindung stehen.
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Gemäß einer dritten Anordnung einer Elektromaschine EM* ist deren Rotor 16* mit einem Triebrad 20 antriebsverbunden, welches mit dem Losrad Z12 der Stirnradstufe R2 des zweiten Gangs G2 in Verzahnungseingriff steht, welches selbst mit dem auf der zweiten Eingangswelle EW2 angeordneten Festrad Z2 in Triebverbindung steht. Ebenso kann der Rotor 16* der Elektromaschine EM* anstelle einer triebtechnischen Verbindung mit der zweiten Eingangswelle EW2 über das Triebrad 20 auch über ein Losrad Z14 - Z17, Z20 und ein Festrad Z3 - Z7, Z10 der Stirnradstufen R3 - R7, RR eines anderen Gangs G3 - G7, GR2 mit der zweiten Eingangswelle EW2 oder einer anderen Getriebewelle EW1, VW, HW1, HW2 in Triebverbindung stehen.
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Bis auf die letztgenannte Anordnung der Elektromaschine EM* sind die in 6 dargestellten Anordnungen einer Elektromaschine EM, EM' besonders für einen reinen Elektrofahrbetrieb geeignet, da die Elektromaschine EM triebtechnisch über die Getriebestufe KE an die Vorgelegewelle VW und die Elektromaschine EM' über das Triebrad 19 sowie die Festräder Z3, Z13' der Stirnradstufe R3 an die erste Hohlwelle HW1 sowie an die zweite Hohlwelle HW2 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 S7, SK2 bzw. S2, S6, SR von der als Ausgangswelle wirksamen Vorgelegewelle VW abgekoppelt sind, und die Elektromaschine EM' über das zugeordnete Koppel-Schaltelement SK1 unmittelbar mit der ersten Eingangswelle EW1 oder über das Gang-Schaltelement S4 des vierten Gangs G4 mittelbar mit der zweiten Eingangswelle EW2 koppelbar ist. Die Elektromaschine EM* steht dagegen über die Stirnradstufe R2 des zweiten Gangs G2 permanent mit der zweiten Eingangswelle EW2 in Triebverbindung.
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Bezugszeichenliste
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- 1a - 1f
- Doppelkupplungsgetriebe
- 2
- Doppelkupplungsanordnung
- 3
- Triebwelle
- 4
- Kupplungsnahes Ende von HW1
- 5
- Kupplungsfernes Ende von HW1
- 6
- Kupplungsnahes Ende von HW2
- 7
- Kupplungsfernes Ende von HW2
- 8
- Kupplungsnahes Ende von VW
- 9
- Kupplungsfernes Ende von VW
- 10
- Kupplungsfernes Ende von EW1
- 11, 12
- Festräder von KA
- 13, 14
- Festräder von KA'
- 15
- Festrad
- 16
- Rotor von EM
- 16'
- Rotor von EM'
- 16*
- Rotor von EM*
- 17, 18
- Festräder von KE
- 19
- Triebrad
- 20
- Triebrad
- AW, AW'
- Ausgangswelle
- AW*
- Ausgangswelle
- EM, EM'
- Elektromaschine
- EM*
- Elektromaschine
- EW1
- Erste Eingangswelle
- EW2
- Zweite Eingangswelle
- G1 - G8
- Vorwärtsgänge
- GR1
- Erster Rückwärtsgang
- GR2
- Zweiter Rückwärtsgang
- HW1
- Erste Hohlwelle
- HW2
- Zweite Hohlwelle
- K1
- Erste Reibungskupplung von EW1
- K2
- Zweite Reibungskupplung von EW2
- KA, KA'
- Ausgangskonstante
- KE
- Getriebestufe von EM
- R2 - R7
- Stirnradstufen von G2 - G7
- RR
- Stirnradstufe von GR2
- S2, S4-S7
- Gang-Schaltelemente von R2 - R7
- SK1
- Koppel-Schaltelement von HW1
- SK2
- Koppel-Schaltelement von HW2
- SR
- Gang-Schaltelement von RR
- VW
- Vorgelegewelle
- Z2, Z12'
- Festrad von R2
- Z3, Z13'
- Festräder von R3
- Z4
- Festrad von R4
- Z5, Z15'
- Festrad von R5
- Z6, Z16'
- Festrad von R6
- Z7
- Festrad von R7
- Z10, Z20'
- Festrad von RR
- Z12, Z2'
- Losrad von R2
- Z14
- Losrad von R4
- Z15, Z5'
- Losrad von R5
- Z16, Z6'
- Losrad von R6
- Z17
- Losrad von R7
- Z20, Z10'
- Losrad von RR
- ZZ
- Zwischenrad von RR