DPMA - Erfinderaktivitäten 2005/2006

Drücke für die Kupplungen, das Schaltgestänge, den
entsprechenden Aktoren gemäß Getriebeschema zuführt
und für die Schmierung sorgt [2, 3].
Moderne Steuerungen weisen Notfallstrategien auf, die
Fehler im System erkennen und Maßnahmen ergreifen,
damit das Fahrzeug zumindest mit Einschränkungen
weiter gefahren werden kann, wenn Unregelmäßigkeiten
auftreten. Auf diese Weise bleiben das funktionierende
Teilgetriebe bzw. die intakten Zahnradsätze weiter
schaltbar, die gestörten Bereiche werden gemieden [WO
2004/097 266 A1]. Neben den steuerungstechnischen Voraussetzungen
sind entsprechende Vorkehrungen auch im
Hydraulikkreislauf einzuplanen [DE 10 2004 035 534 A1,
DE 10 2004 033 362 A1].
2.2. Arbeitsweise
Wie in Figur 1 gezeigt, wird das Drehmoment vom Motor
über die Kurbelwelle 17 an die Doppelkupplung 15 übergeben.
Die Doppelkupplung verbindet eines der beiden
Teilgetriebe zur Momentenübertragung an die Getriebeausgangswelle
9 zu den Rädern.
Während das Fahrzeug beispielsweise in einem Gang im
ersten Teilgetriebe betrieben wird (Quellgang, z.B. G3), ist
die erste Schaltkupplung 13 geschlossen, die zweite
Schaltkupplung 14 ist offen. Im zweiten, momentenfreien
Teilgetriebe kann der absehbar nächste zu schaltende
Gang (Zielgang, z.B. G4) eingelegt werden. Dieser Gang
kann über Prognoseverfahren in Abhängigkeit von Fahrparametern
ermittelt werden [DE 199 37 716 C1].
Zum Schaltzeitpunkt öffnet nun die Schaltkupplung 13 des
ersten Teilgetriebes und die Kupplung 14 des zweiten
Teilgetriebes wird gleichzeitig geschlossen. Diese Überschneidungsschaltung
sorgt dafür, dass fast keine Zugkraftunterbrechung
spürbar ist, es ist also stets Vortrieb
vorhanden.
Damit ergeben sich kurze Schaltzeiten für sportliches
Vorwärtskommen und Schaltverläufe, die heute fast das
Komfortniveau von Wandlerautomatikgetrieben erreichen.
Dabei müssen keine Wandlerverluste in Kauf genommen
werden, die sich negativ auf den Kfz-Kraftstoffverbrauch
auswirken.
Programmiertechnisch können sämtliche Anfahrszenarien,
z.B. sanftes Anfahren auf Schnee im Winterfahrprogramm,
Kriechfahrschaltungen zum einfachen Rangieren, realisiert
werden.
Über die Verbindung der Getriebe- mit der Motorsteuerung
wird dafür gesorgt, dass beispielsweise im Sport-
Programm der Motor beim Schalten auf Drehzahl gehalten
wird und der Synchronisationsvorgang bei einer
Zugrückschaltung (im Zugbetrieb überträgt der Motor
Drehmoment auf die Antriebsräder, im Schubbetrieb, z.B.
bei einer Bergabfahrt, ist dies umgekehrt) beschleunigt
wird („Zwischengas“), um den Schaltvorgang möglichst
kurz zu gestalten und zügig beschleunigen zu können.
Zudem lässt sich so ein Abfall des Ladedrucks in einem
wohlmöglich vorhandenen Turbolader vermeiden.
3. Die Entwicklung des Doppelkupplungsgetriebes
Das moderne Doppelkupplungsgetriebe geht auf
Entwicklungen zurück, die Anfang der 1930er Jahre
begonnen haben. Die ersten Entwicklungen waren geprägt
von der Suche nach einem einfachen Getriebe für schwere
Nutzfahrzeuge, die ohne Antriebsunterbrechung schaltbar
sein sollten [6, 7].
Bis dato kamen in Nutzfahrzeuggetrieben etliche Freiläufe
zur Anwendung, teilweise waren Gänge auf den Wellen
doppelt vorhanden. Oft wurden mehrere groß
dimensionierte Kupplungen verbaut, um die großen
Drehmomente übertragen zu können [7]. Bei einigen
Getrieben wurde – ähnlich einem Wandlerautomatikgetriebe
– auf den Föttingerwandler [patentiert 1905, DE
221 422 C] in Verbindung mit Planetengetrieben
zurückgegriffen, um zugkraftunterbrechungsfrei schalten
zu können [DE 653 589 C]. Die Konstruktionen waren sehr
aufwändig und schwer.
1928 wurde ein erstes einfaches DKG angemeldet [DE
543 434 C], welches insbesondere für die Anwendung in
Lokomotiven vorgesehen war. Über ein Schaltgestänge F,
F’, G, H werden wechselseitig zwei Kupplungen A, B
geschaltet, wie Figur 3 zu entnehmen ist. Über eine
Einstellvorrichtung H kann der zugehörige Hebel in seiner
Länge zur Einstellung der Kupplungsüberschneidungsphase
verstellt werden. Die Kraftübertragung erfolgt vom
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