CN101535680A - 双离合器-曲折式变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一双离合器－曲折式变速器，其包含：两个分变速器(T1、T2)，所述分变速器具有彼此共轴线布置的、各自与一离合器(K1、K2)连接的变速器输入轴(1、19)；至少一个中间轴(2、22)；以及一与变速器输入轴(1、19)共轴线地布置的变速器输出轴(15)，至少一个挡的功率流(L1至L8)曲折流过至少两个由彼此啮合的齿轮(3至14)形成的齿轮平面(Z1至Z6)。为了在该双离合器－曲折式变速器中以简单、便宜的方式紧凑地实现超过七个前进挡，所述两个分变速器(T1、T2)构成为两个依次布置的、各自具有至少四个前进挡的单独的曲折式变速器(W1、W2)。

Description

双离合器-曲折式变速器
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的双离合器-曲折式变速器(Windungsgetriebe/winding transmission)。
背景技术
双离合器变速器已经在机动车辆中作为大多具有自动变速系统的变速齿轮箱来使用。其突出之处为牵引力几乎不中断的换挡。由此，可以在改善车辆的加速能力的同时，做到舒适而又无载荷变化的变速过程。例如在DE19821164A1中描述了常用的具有共轴线的驱动轴的标准结构方式及其工作方式。
其中，两个布置在驱动侧的离合器，例如液压盘式离合器，分别通过一变速器输入轴按传动结构方式与一分变速器连接，其中一个分变速器中包括偶数的前进挡，而另一个分变速器则包括奇数的前进挡。一个或更多的倒车挡可根据挡数布置在一侧或另一侧。
两个离合器重叠地建成一个双离合器，此时，两个变速器输入轴彼此共轴线地布置。此时，一个变速器输入轴构成为较短的空心轴，另一个变速器输入轴作为较长的内部的中心轴或实心轴同心地支承在所述空心轴内并且在一远离离合器的分区域中从所述空心轴伸出。
这类变速器的变速过程按顺序进行，其中在正好未传递功率的分变速器中预选相应下一个挡，以同时嵌入两个挡，并通过两个离合器的重叠的打开和闭合，换挡在车辆驱动几乎不中断的情况下从一个挡过渡至下一个目标挡。
在机动车辆中，变速齿轮箱普遍越来越多地构成有较多的挡数，以便提高效率，并更好地利用内燃机的潜力，其中还力图减少有害物质的排放和燃料消耗。同时，在轿车中广为流行的是六挡变速齿轮箱。六挡变速齿轮箱既作为传统的、具有一个离合器的、例如已经从DE10305242A1已知的变速器，也作为具有两个离合器的、例如已经从DE10305241A1已知的双离合器变速器。
具有达七个前进挡的车辆变速器通常都作为单组变速器来设计。而如同例如在DE102004041507A1中描述的那样，按行星结构方式的多级自动变速器可以建成具有多于七个挡，具有还要多的挡数的变速齿轮箱早就可以按多组结构方式来实现。现在的多组变速器主要用于载货车。此时，对于十六个前进挡以下，通常采用两组结构方式，它具有一主组和一接在后面的区域组，以及此外还采用具有另外接在前面的剖分式组的三组结构方式。
在双离合变速器中，已经知道还有多组结构方式。例如在DE10232831A1中，描述了一种双离合器变速器，其中，两个分变速器各自包括两个组合式变速器，由此形成一具有总共十二个前进挡的挡数的2×2×3中间轴变速器。
此外，已知有曲折式变速器。在曲折式变速器中，一个或更多的挡的功率流交替地通过主轴和一平行的副轴或中间轴之间的多个齿轮平面流动。功率流还通过变速器“曲折”。这类变速器的一般性描述例如在G.Lechner，H.Naunheimer的“Fahrzeuggetriebe，Grundlagen，Auswahl，Auslegung und Konstruktion”(Springer-Verlag，Berlin，Heidelberg，1991)中就有。曲折式变速器有这样的优点，即它可以相对于传统的变速器用较少的齿轮副实现，并且建造成比较紧凑的，因此同样用于构造具有比较多的挡的变速器，即所谓的多挡变速器。此外，与多组变速器相比，可以用比较短的变速时间操纵。原则上，在一个曲折式变速器中，所有齿轮都可以变速，并且与特定的轴相配或是可旋转地支承在轴上，由此，在“r”个齿轮平面中，得到Z＝2r-1的挡数。这意味着，可以用三个齿轮平面实现一个四挡的变速器，由此，相对于传统的四挡变速器节省了一个齿轮平面。
从DE10137356A1知道一种组合式变速器与曲折式变速器的组合。其中，描述了一种两组-中间轴-变速器，它具有一按曲折式结构方式的主组和一个接在后面的区域组。主组包含两个用于前进挡的齿轮组和一用于倒车挡的换向齿轮组。区域变速器有另外两个用于前进挡的齿轮组。在主变速器中在驱动轴上布置第一齿轮组。两个后面的齿轮组布置在一中间轴上，它一方面可通过离合器与驱动轴连接，另一方面可与区域变速器的从动轴连接。中间轴在主变速器中在合适的地点同样通过一离合器分开。由此得到不同的接合组合，其中功率流通过多个齿轮平面曲折。头四个通过曲折式主变速器形成的挡通过区域变速器的第一齿轮组传至从动轴，其它四个挡则通过区域变速器的第二齿轮组实现。此外，一第九挡构成为直接挡，其中从动轴通过中间轴与驱动轴结合。
从DE10339758A1中已知曲折式结构方式在双离合器变速器中的应用。其中两个分变速器彼此重叠地布置。双离合器按传统的结构方式形成，并在输出侧与一外部的空心轴以及与一内部的实心轴连接。空心轴通过一第一输入常量通向具有奇数挡(一、三、五和七)和两个(奇数的)倒车挡级的第一分变速器。实心轴通过第二输入常量通向具有偶数挡(二、四、六)和另一个(偶数的)倒车挡级的第二分变速器。
为了形成一直接挡例如第六挡，实心轴可通过一第一离合器与一共轴线布置的从动轴结合。第一离合器用于接合两个齿轮组。第二离合器一方面接合一倒车挡齿轮组，另一方面沿变速器输出的方向与一被实心轴穿过的另一空心轴连接，该空心轴装有另外两个齿轮，其中一个可通过第二离合器接合，而另一个则可通过一相对地布置在第一分变速器的中间轴上的第四离合器接合。
可以与变速器输入轴比较的是，分变速器的中间轴同样可作为一外部的空心轴和一内轴形成，该内轴穿过外部的空心轴，此时在此处反过来，空心轴属于第二分变速器，而实心轴则属于第一分变速器。变速器输入轴与所属的中间轴之间的连接通过每个输出常量做出。在外部的空心轴的变速器输出侧的一端，即在第二份变速器上，固定一第三离合器，它有选择地将第二分变速器的一个齿轮与外部的中间轴结合，或将外部的中间轴与内部的中间轴，即与第一分变速器连接。
通过各分变速器的重叠布置，可以用对各个挡相应的变速逻辑得到一个功率流，它在各分变速器中平行地且在分区域中沿轴向从输出端往回向驱动端的方向流动，以便在多次曲折之后，最终转向到从动端方向。总体上，通过已知的布置，体现一具有七个前进挡和三个倒车挡的、结构比较短的双离合器变速器，它总共可用四个离合器接合。
DE10339758A1的要点在于提供具有多个例如一个偶数和两个奇数的倒车挡级的双离合器变速器，它对于载货车辆特别有利。其中，还可做到在倒车挡之间和/或在前进挡和倒车挡之间的牵引力不中断的变速过程。前进挡的数目最好为奇数的。由于在奇数挡数时，最低速挡和最高速挡属于同一个分变速器，故可以借助曲折的最低速挡体现一足够短的最低速挡，即如同对载货车所要求的那样，体现一大的输入变速比，并同时在高速挡时体现足够大的变速比范围，
其中的缺点为，通过在此文献中描述的变速器结构，虽然与传统的轮系结构方式相比节省了至少一个齿轮副。但是由于复杂而繁琐的结构，以及相应的复杂的功率流，不能轻易地扩展至大于七的挡数。专业人员在其中也不能找到提示，如何实现一个具有多于七挡的、按曲折式结构方式的双离合器变速器。
发明内容
在此背景之下，本发明以这样的任务为基础，即提供一结构紧凑的按曲折式结构方式的、具有超过七个前进挡的双离合器变速器，它的结构尽可能简单，并且同时是费用低的。
通过独立权利要求的特征实现上述任务，而本发明的有利的构形和改进则可从各从属权利要求得到。
本发明以这样的认识为基础，即根据具有在一主轴和一副轴上的各个可接合的齿轮的曲折式变速器的基本结构，通过各自具有较少的挡数的至少两个改进的基本变速器的合适的组合，可以按曲折式结构方式建造一简单的多挡双离合器变速器。
因此，本发明从双离合器-曲折式变速器出发，其包含：两个分变速器，所述分变速器具有彼此共轴线布置的、各自与一离合器连接的变速器输入轴；至少一个中间轴；和一与变速器输入轴共轴线地布置的变速器输出轴，其中至少一个挡的功率流曲折流过至少两个由彼此啮合的齿轮形成的齿轮平面。为了解决所提出的任务，本发明在此变速器中规定，两个分变速器构成为两个单独的依次布置的、各自具有至少四个前进挡的曲折式变速器。
下面，术语“左”用于“驱动侧”，即靠近双离合器，而“右”则用于“从动侧”，即远离双离合器。相应的，驱动发动机侧的分变速器也称为左边的分变速器，而从动侧的分变速器也称为右边的分变速器。此外，采用了术语“上”和“下”，此时，“上”理解为与驱动轴线对齐的位置，而“下”则理解为与中间轴对齐的位置。多件式空心轴理解为由多个可彼此独立旋转地支承的共轴线的空心轴或空心轴段组成的空心轴。
通过两个依次布置的、各自形成一具有一挡组的分变速器的曲折式变速器的布置，可以得到一费用低的而且结构上简单的双离合器变速器，它具有超过七个的前进挡，例如具有八个前进挡。按照本发明的这类变速器对于具有高转矩的轿车特别有利，并且适用于载货车。
在按照本发明的变速器的一个优选的构形中，第一分变速器构成为布置在驱动发动机侧的单级的四挡曲折式变速器，它具有平行的驱动和从动，而在从动侧布置在后面的第二分变速器则构成为两级的四挡曲折式变速器，它具有共轴线的驱动和从动。
用这两个按简化的曲折式结构方式建造的四挡曲折式变速器作为分变速器，并且利用具有可单独接合的且可旋转地支承在轴上的各齿轮的基本曲折式结构方式，可以组合成各种不同的八挡双离合器变速器。原则上，按照本发明的布置可以扩展至超过八个前进挡。
一种特别有利的组合可由此实现，即布置在驱动发动机侧的曲折式第一分变速器具有构成为多件式空心轴的变速器输入轴，布置在从动侧的曲折式第二分变速器的一个构成为实心轴的变速器输入轴从该空心轴伸出，曲折式第一分变速器还有一构成为从动轴的、穿过一多件式空心轴的中间轴，并且曲折式第二分变速器具有一多件式空心轴，该空心轴在驱动侧与构成为实心轴的变速器输入轴连接并且在从动侧一变速器输出轴从该空心轴伸出，并且曲折式第二分变速器具有一穿过一多件式空心轴的中间轴，其中中间轴与第一分变速器的从动轴连接。
此时，可以在一特别紧凑的布置中规定，曲折式第一分变速器有三个配属于外部的空心的变速器输入轴的齿轮，和三个配属于所属的中间轴的齿轮，所述齿轮形成三个齿轮平面，其中在驱动侧和在中间轴侧，三个齿轮之中分别有两个齿轮镜像对称地彼此固定结合，并且在两个彼此结合的齿轮与第三齿轮分别之间布置一个换挡同步器(Schaltpaket)。
但是，也可能是，曲折式第一分变速器具有三个配属于外部的空心的变速器输入轴的齿轮以及三个配属于所属的中间轴的齿轮，所述齿轮形成三个齿轮平面，其中右边的远离双离合器的齿轮在中间轴上构成为固定齿轮，并且在各齿轮之间分别布置一个换挡元件。
此外，可以规定，曲折式第二分变速器具有三个上面的与驱动轴线对齐的齿轮，其中左边的靠近双离合器的齿轮与内部的变速器输入轴抗扭转地连接，中间的齿轮构成为空套齿轮，而右边的远离双离合器的齿轮则与变速器输出轴连接，并且曲折式第二分变速器具有三个下面的与中间轴轴线对齐的齿轮，其中左边的靠近双离合器的齿轮和中间的齿轮构成为空套齿轮，而右边的远离双离合器的齿轮则构成为固定齿轮，并且彼此啮合的相对置的各齿轮形成三个齿轮平面，其中在各齿轮之间布置换挡元件。
因此，提到的两个变型在左边的分变速器中是有区别的，此时区别主要在于，在第一个变型中，用于接合齿轮或有关的轴的换挡元件构成和布置为换挡同步器，而在第二个变型中，换挡元件则作为单独的元件形成和布置。原则上，在右边的分变速器中，换挡元件总是作为单独的元件形成和布置。
按此，给各挡配备在两侧起作用的同步器和/或在一侧起作用的、所谓的半同步器的同步器。也可以用其它的接合元件，例如简单的牙嵌离合器取而代之。
同步器的接合可有利的从外面通过变速叉或变速摆动器进行，它们可以通过液压的、气动的或电动的伺服驱动运动。也可以使用从轴的中间向外作用的接合系统。
有利的是，在该布置中，具有两个在变速器输出轴上的或在与曲折式第一分变速器的从动轴连接的从属的中间轴上的固定齿轮的第二分变速器的从动侧的最后的齿轮平面被用作输出侧的恒定的变速比级，即用作从动常量(Abtriebkonstante)。
因此，为了实现八个前进挡，按照曲折式结构方式，此变速器组合最多需要2×3个齿轮平面，即总共只有六个齿轮平面，它使得价格低廉，并且节省了结构空间和重量。它在各个齿轮副的布置时和在选择各个减速比时具有高的灵活性，以致为了描绘变速器的变速示意图，呈现出为数众多的变型可能性，其中优选采用一按照应用已经足够的且对于接合舒适性和行驶性能舒服的和对驱动发动机的功率利用有效的变速范围，力图在等差的和等比的挡分级之间有一协调。此时，两个变速器输入轴可有选择地归于具有各奇数挡或各偶数挡的齿轮副。
由于不应当同时接合构成为单独的元件的且在驱动轴线和中间轴线上精确对置的那些换挡元件，故为了提高换挡安全性和为了减少操作支出，设置对离合器作用的结合装置，它防止相应的换挡元件的同期接合。在第一变型中，结合装置构成为相互对置的各换挡离合器的滑动套筒或同步器滑动套筒的沿轴向相同的各外侧之间的可横向移动的机械连接装置。按照第二个变型规定，结合装置构成为可绕其横向轴线旋转的、位于相互对置的各换挡离合器的滑动套筒或同步器滑动套筒的沿轴向相反的各外侧之间的机械连接装置。
此外，可以规定，从动侧的分变速器的任何一个可预设的挡都可构成为直接挡。
按照本发明的齿轮组的概念使之能够如此设计变速比，以致可以在远离双离合器的右边的从动侧的分变速器中任意选择一直接挡。有利地直接挡是高速挡，即例如为第六、第七或第八挡。如果直接挡不是最高速挡，则有利的是，跟在直接挡后面的挡作为快速挡形成。按直接挡的不同，各齿轮组的区别一方面在于靠近双离合器的左边的分变速器与远离双离合器的右边的分变速器之间的传动比，另一方面在于在远离双离合器的右边的分变速器中的传动比。
在按照本发明的齿轮组中，可按不同的方式将一个或多个倒车挡做成一体。
例如，可以规定，倒车挡的至少一个齿轮组可以有选择地布置在第一或第二分变速器中，此时倒车挡的齿轮组可以定位在两个可任意预选的齿轮平面之间。
倒车挡可例如通过一附加的(第七个)具有一驱动轮、一从动轮和一用于旋转方向反向的倒车齿轮做出。为此布置的倒车挡空套齿轮可通过一同步器与一合适的、现有的轴连接，其中为了同步，可以有利地将一个已经存在的半同步器扩展成一双同步器。由此，可以尽可能将用于倒车挡的构件费用保持为少的。倒车挡的布置和功能在两个分变速器中都是可能的。原则上，也可以只用一个倒车挡级实现两个或多个倒车挡。
也可能借助一个附加、使旋转方向反向的行星齿轮组去实现倒车挡，或用一个电机使得倒车。
为了支承按照本发明的双离合器-曲折式变速器，设置两个沿轴向位于外部的支承平面和至少一个沿轴向位于内部的支承平面。
所述两个沿轴向位于外部的支承平面整合到变速器箱体的一个前箱壁和一个后箱壁中。所述沿轴向位于内部的支承平面最好布置在两个分变速器之间并且整合到箱体中。也可以将轴向的内支承平面作为一独立的、单独的构件，构成为所谓的眼镜形板。按照变速器的大小和估计的作用力，还有另外一个支承平面，例如在第五和第六齿轮平面之间的支承平面，也是合适的。
此时，作为支承元件，可以考虑所有通用的深沟球轴承或径向止推球轴承、滚子轴承或滚针轴承或圆锥滚子轴承，它们可以按照所产生的支承力的分布和按照结构上合理的观点，布置在驱动轴和从动轴的各自的轴端上。双离合器变速器的其余的轴和空套齿轮的径向支承最好通过滚针轴承实现。为了轴向支承，只要有需要，除了深沟球轴承或径向止推球轴承或圆锥滚子轴承之外，也可以采用推力滚针轴承。
作为双离合器，按湿式运行的和按干式运行的离合器都是合适的，最好用电动-机械或液压操作。有意义的是，在内燃机的曲轴与双离合器之间布置一个减震器。它可以作为传统的扭转式减震器或作为双质量飞轮形成。也可以设想用液力减震器。
按照本发明的双离合器-曲折式变速器可以有利地与具有混合式驱动的现代车辆整合在一起。
此时，原则上可以有一个电机作用在变速器的每个轴上。电机可例如作为牵引机用于启动内燃机或用于驱动车辆。此外，它也可以用作用于同步的辅助驱动或用作用于液压泵的驱动。反过来，电机也可以在制动能量回收系统中用作用于余热利用的发电机，或用作辅助制动器。
为此，可以规定，电机可以共轴线地接在双离合器之后或按驱动技术布置在双离合器之后，或布置在驱动侧的附加的离合器与双离合器之间，由此变速器可有选择地与内燃机或电机连接。最后，电机还可在驱动侧或从动侧布置在一附加的中间轴上，并通过在第一或第六齿轮平面中啮合的附加的齿轮与靠近双离合器的左边的曲折式分变速器或远离双离合器的右边的曲折式分变速器连接。
附图说明
为了说明本发明，说明中附以带实施例的图。在图中：
图1示出按照本发明的具有两个曲折式分变速器的八挡双离合器-曲折式变速器的示意图，
图2示出一四挡的曲折式变速器的基本结构，
图3示出一单级四挡的曲折式变速器的结构，
图4示出如图3的变速器的功率流方案a～d，
图5示出一两级四挡的曲折式变速器的结构，
图6示出如图5的变速器的功率流方案a～d，
图7示出一如图1的八挡的双离合器-曲折式变速器的齿轮组的示意的第一实施形式，
图8示出一八挡的双离合器-曲折式变速器的齿轮组的示意的第二实施形式，
图9示出如图1的双离合器-曲折式变速器的齿轮组，
图10示出一按照图1和图9的第一列表式变速示意图，它具有第六挡作为直接挡，
图11示出一按照图1和图9的第二列表式变速示意图，它具有第六挡作为直接挡，
图12示出一按照图1和图9的第一列表式变速示意图，它具有第七挡作为直接挡，
图13示出一按照图1和图9的第二列表式变速示意图，它具有第七挡作为直接挡，
图14示出一按照图1和图9的第三列表式变速示意图，它具有第七挡作为直接挡，
图15示出一按照图1和图9的第四列表式变速示意图，它具有第七挡作为直接挡，
图16示出一按照图1和图9的第一列表式变速示意图，它具有第八挡作为直接挡，
图17示出一按照图1和图9的第二列表式变速示意图，它具有第八挡作为直接挡，
图18示出图7的齿轮组，它具有与横向移动的结合元件对置的换挡元件，
图19示出图7的齿轮组，它具有与转动的结合元件对置的换挡元件，
图20示出按照本发明的齿轮组，它在两个曲折式变速器中都有同步器组，
图21示出图20的齿轮组，它在右边的曲折式分变速器中具有第一替代同步器，
图22示出图20的齿轮组，它在右边的曲折式分变速器中具有第二替代同步器，
图23示出图7的齿轮组，它在左边的曲折式变速器中具有同步器组，在右边的曲折式分变速器中具有半同步器，
图24示出图23的齿轮组，它在右边的曲折式变速器中具有半同步器，
图25示出一齿轮组，它在左边的曲折式变速器中具有相对于图8对称的齿轮平面，
图26示出图25的齿轮组，它具有三个支承平面的示意图，
图27示出图8的齿轮组，它在右边的曲折式变速器中有一倒车挡，
图28示出图8的齿轮组，它在左边的曲折式变速器中有一倒车挡，
图29示出图8的齿轮组，它替代地在右边的曲折式变速器中有一倒车挡，
图30示出双离合器-曲折式变速器与一混合式驱动组合的第一实施形式，
图31示出双离合器-曲折式变速器与一混合式驱动组合的第二实施形式，
图32示出双离合器-曲折式变速器与一混合式驱动组合的第三实施形式，以及
图33示出双离合器-曲折式变速器与一混合式驱动组合的第四实施形式。
具体实施方式
因此，在图1中示出用于机动车辆的按曲折式结构方式的八挡双离合器变速器，它主要有一发动机侧的曲折式第一分变速器T1和一从动侧的曲折式第二分变速器T2。
双离合器变速器按已知的方式有一由两个双离合器K1、K2组成的双离合16，双离合16可有利的通过一减震器17与一(象征性地通过一带曲轴的活塞表示的)内燃机18连接。双离合器16可构成为湿式或干式离合器，并且最好可电动-机械地和/或液压地操作。适合作为减震器17的既有传统的扭转式减震器，也有双质量飞轮或液力减震器。
一个离合器K1与一作为外部的空心轴构成的变速器输入轴19连接，发动机侧的第一分变速器T1可通过该变速器输入轴被驱动。另一个离合器K2与一与空心轴19同心地布置的变速器输入轴1连接，该变速器输入轴构成为内部的中心轴。从动侧的第二分变速器T2可通过该第二离合器K2被驱动。
换挡按已知的方式通过两个离合器K1和K2的交叠打开和闭合进行，其中在各自未动作的分变速器T1、T2时，可预选按顺序紧跟的挡。
按照本发明，两个具有偶数(二、四、六和八)的挡的挡组和具有奇数(一、三、五和七)的挡的挡组可有选择地在一个或另一个分变速器中实现。
在所有示出变速器结构的附图中，驱动装置即内燃机各自在左边示出，而从动部分则各自在右边示出。相应的，在附图的说明中，采用了术语“左”和“右”。在所描述的基本结构的各个变型中，为了简单起见，仅仅是各自变动的构件或另外专门描述的构件，则部分地给以附图标记，此时，为了简单起见，同样的元件有同样的附图标记。此外，采用了术语“上”和“下”，此时“上”理解为与驱动装置对齐的位置，而“下”则为与中间轴对齐的位置。
下面借助图2至图9的单个图示逐步地描述按照本发明的例如如图1的曲折式双离合器变速器的构造。
图2示出一四挡曲折式变速器的基本结构。在主轴1和副轴2上，分别有三个齿轮3、4、5或三个齿轮6、7、8在可彼此独立旋转地支承和可单独接合的情况下与所属的轴1或2抗扭转地连接。此时，各自两个相对的齿轮3、6；4、7；5、8彼此啮合。这些齿轮副3/6、4/7和5/8各自形成一齿轮平面Z1、Z2和Z3。
从这个基本结构可以导出两个不同的、相对于基本结构简化的曲折式齿轮箱，它们在图3和图5中示出。
图3示出一单级的曲折式变速器W1，其具有不共轴线的驱动和从动。齿轮3、4、5、6、7和8可旋转地支承在两个轴1、2上。主轴1形成一驱动轴，副轴或中间轴2形成一从动轴。驱动轴1上的中间齿轮4和右边的齿轮5以及从动轴2上的左边的齿轮6和中间齿轮7是彼此永久结合的，例如利用各一个被主轴1或副轴2穿过的空心轴或各一个空心轴段20或21，在所述空心轴或空心轴段上固定彼此结合的齿轮4/5、6/7。由此，在驱动轴1上左边的齿轮3可单独地与驱动轴1连接，而中间齿轮4则可与右边齿轮5一起与驱动轴连接，在从动轴2上左边的齿轮6可与中间的齿轮7一起与从动轴2结合，而右边的位于空心轴或空心轴段49上的齿轮8则单独地与从动轴2结合。
由此得到四种可能的功率流L1至L4，它们在图4中在分图(a)至(d)中示出。其中，显然的是，在图3中示出的单级四挡曲折式变速器W1中给出(至少)一个通过变速器曲折的功率流L4，它在第一齿轮平面Z1中向下流动，在第二齿轮平面Z2中向上流动，并在第三齿轮平面Z3中再次向下流动。在其它三个功率流L1、L2、L3中，功率各自只在一个齿轮平面Z1、Z2或Z3中向下流动。
图5示出一两级曲折式变速器W2，其具有共轴线的驱动和从动。驱动轴1与一固定在一空心轴或一空心轴段48上的左边的输入齿轮9固定地连接。一从动轴15与驱动轴1共轴线地布置，在从动轴上抗扭转地放置一固定齿轮11。在左边的齿轮9与右边的齿轮11之间设置一中间的空套齿轮10，该空套齿轮可旋转地支承在从动轴15上，放置在一空心轴26或空心轴段上。该空套齿轮10可以有选择地与驱动轴1或从动轴15连接。这三个上面的齿轮9、10、11与布置在一副轴或中间轴22上的齿轮12、13、14啮合，并形成三个齿轮平面Z4、Z5、Z6(图1)，此时，左边的和中间的齿轮12、13作为空套齿轮形成，而右边的齿轮14则与副轴22固定地连接。两个下面的空套齿轮12、13可有选择地与副轴22抗扭转地连接。两个彼此处于啮合的右边的固定齿轮11、14形成变速器的从动常量47。
此变速器的功率流L5～L8在图6的单个图示(a)至(b)中示出。其中，可以看出，在头三个变型(a)、(b)、(c)中，功率流L5、L6、L7通过第一或中间的齿轮平面Z4、Z5向下流动，并通过中间的或右边的齿轮平面Z5、Z6重新向上流动。只有最后的在单个图示(d)中示出的功率流L8不曲折，而是使得有可能通过驱动轴1与从动轴15之间的直接连接实现直接挡，此时功率通过变速器输送，不必通过一齿轮平面的齿轮流动。
按照本发明，从图3和图5的这两个简化地示出的曲折式变速器W1和W2可以作为分变速器组合成各种不同的八挡双离合器变速器。
这类齿轮组在图7和图8中示出，此时，在图8中示出的实施形式对应于在图1中示出的双离合器变速器。如图7和图8的两种实施形式在左边的分变速器1中有区别，此时，在第一实施形式(图7)中，为了接合换挡齿轮3、4、5、6、7、8而设置的换挡元件A、B、C、D例如同步器或牙嵌式离合器，是作为单独的元件例如作为所谓的半同步器布置并形成的，而在如图8的第二实施形式中，换挡元件A、B、C、D则成对的作为在两侧起作用的变速组件联合而成的。换挡元件E、F、G、H在右边的分变速器T2中构成为单独的元件(参看图1)。
为了将左边的分变速器T1连接在所属的离合器K1上，齿轮3、4、5配属于构成为空心轴的外部的变速器输入轴19，所述齿轮在单级的曲折式变速器W1(图3)中单独可旋转地支承在驱动轴1上，或支承在空心轴段20上。空心轴19本身做成在换挡元件A、B的接合位置中断，以使齿轮3、4、5坐落在两个或三个空心轴段上，此时各空心轴段的分开地点，换挡元件A、B各自按照要接合的功率流起作用。
内部的变速器输入轴1穿过空心轴19，用于如同已经在上面根据图5说明的那样，将第二离合器K2连接在右边的分变速器T2上。两个变速器输入轴1、19和共轴线的变速器输出轴15形成组合的变速器的驱动轴线。此外，两个分变速器T1、T2的副轴或中间轴2、22彼此连接，以使左边的分变速器T1的从动端直接与从动常量47(齿轮11和14)连接。中间轴2、22形成变速器的中间轴线。
在图8中，空心轴段20按定义属于变速器输入轴19。中间齿轮4和右边的齿轮5作为固定齿轮布置在空心轴19或空心轴段20上。左边的齿轮3在变速器输入端作为空套齿轮支承在空心轴19上。在空套齿轮3与空心轴段20之间，图7的换挡元件A、B构成为组件，从而使变速器输入轴19可有选择地与空套齿轮3或与空心轴段20或与中间齿轮4和右边的齿轮5连接。
图9示出图8和图1的齿轮组布置，此时相对于在那儿为了简化而同样大小示出的齿轮，现在示出与用于实现各单个挡分级的不同的变速比相配的、具有相应不同直径(齿数)的齿轮副。此外，两个分变速器T1、T2的换挡元件明确地标以大写字母A至H。
图9中的齿轮组的变速比的布置对应于一具有八个前进挡的变速器，其中第六挡作为直接挡形成。对此，所属的变速示意图按表格的形式示于图10中。其它的变速示意图在图11至图17中反映。
在每个挡中，各两个换挡元件A至H接合，传送扭矩，以及所属的离合器K1和K2闭合。此时，挡一和三、挡五和七、挡二和四以及挡六和八形成四个组。在一个组中，在一次换挡时，各自的左边的换挡元件不变地保持接合。各个组在表中各自用一个框突显，以使在分变速器中参与的两个组之间的相应的组接合可以容易地看出。
此外，在表的倒数第二栏中，标出各自的变速比“i”。从最大的变速比和最小变速比之间的比值，得到一变速范围“iges”，它在表的最后一栏的最后一行中在下面(用黑体)标出。在最后一栏的上面各行中，标出各个挡之间的各自的挡分级即挡速比间隔Φ。挡分级从这样的预设得出，即尽可能在特性曲线上在最大转矩与最大功率之间运行驱动用的发动机。在纯等比分级时，挡速比间隔是恒定的，也就是说，各挡中的最大速度之差随挡的提高而加大。这在载货车辆中是早就谋求的。在纯等差分级时，挡速比间隔将随着挡的提高而不断变小，也就是说，各挡中的最大速度之间的差几乎是恒定的。这在用于轿车的变速器中是早就使用的。从图10的表和图11至图17的其它变速示意图看到的Φ值可以知道，八挡的双离合器-曲折式变速器的所选择的挡分级在等比挡分级与等差挡分级之间有一协调。
在图10的第一变速线路图中，奇数的挡归于左边的靠近双离合器的分变速器T1。第一挡可通过换挡元件A和B的接合实现，第三挡可通过换挡元件A和C的接合实现，第五挡可通过换挡元件B和D的接合实现，而第七挡则可通过换挡元件B和C的接合实现。偶数挡归于右边的远离双离合器的分变速器T2，此时，第二挡可通过换挡元件F和G接通，第四挡可通过换挡元件F和H接通，第六挡可通过换挡元件E和G接通，最后，第八挡可通过换挡元件E和H接通。所属的功率流L1至L8在图4和图6中突显。
在此按照图10的图中，单个的变速比要如此选择，以使上面说明的换挡元件A与B之间以及换挡元件E与F之间的组接合得以实现。变速比位于i＝4.40和i＝0.59之间，由此得到iges＝7.40的变速范围，此时，具有变速比i＝1.00的第六挡作为直接挡。挡分级在从第一挡至第二挡的Φ＝1.44和从第七挡至第八挡的Φ＝1.25之间变化。
通过改变或交换齿轮平面Z1至Z6的变速比，有可能有其它的变速示意图。
在如图11的变速示意图中，第一齿轮平面Z1和第三齿轮平面Z3交换，由此功率流的顺序(图4)在第三挡中从接合A—C更换为接合B—D，在第五挡中从接合B—D更换为接合A—C。此处，组接合在换挡元件C—D和E—F之间实现。
通过从图12至图15的变速示意图，覆盖了用第七挡作为直接挡的各种可能的功率流。其中，奇数挡归于第二离合器K2或第二分变速器T2，而偶数挡则归于第一离合器K1或第一分变速器T1。在各变速示意图中，第三挡和第五挡互换，或第四挡与第六挡互换。相应地，左边的分变速器T1(图4)与右边的分变速器T2中的功率流改变(图6)。这些变速器的变速范围为iges＝6.86，挡速比间隔在Φ＝1.42和Φ＝1.27之间。详细地说，组接合在换挡元件A—B和E—F(图12)、A—B和G—H(图13)、C—D和E—F(图14)以及C—D和G—H(图15)之间进行。
图16和图17示出另外两个变速示意图。其中，构思了一种用第八挡作为直接挡的变速器，它具有iges＝6.63的变速范围，其挡速比间隔在Φ＝1.42和Φ＝1.22之间。此时，如同在用第六挡作为直接挡(图10、图11)的变型中那样，奇数挡可通过第一离合器K1接合。此处，单个的变速比要如此选择，以使组接合在A—B和G—H(图16)之间或C—D和G—H(图17)之间进行。
从各种可能的功率流L1至L8和变速示意图得到，相对地位于驱动轴线和中间轴线上的、作为单独的元件布置的换挡元件A至H并不会同时接合。为了保证这一点，有利的是，设置机械的结合装置23或24，通过它们只能操作相对置的各换挡元件A至H其中之一。在图18和图19中示出了两种不同的机械结合可能性，在图18中通过可横向移动的结合元件23实现，而图19中的则通过可旋转的、与相应的同步器的滑动套筒25结合的结合元件24实现。各自的运动方向通过双箭头示出。
在图20、图21、图22、图23和图24中，示出了各种不同的同步器布置。其中在左边的分变速器T1中，在驱动轴线和中间轴线上各自设置一同步器组件S1和S2。在图20、图21和图22中，在右边的分变速器T2中也布置同步器组件S3、S4，不过与各自的(未示出的)滑动套筒的连接是从外面进行的。
此处，同步器组件S3、S4要如此构成，以使它给出一个接合地点，在该接合地点相应所有三个参与的轴，即变速器输入轴1、从动轴15和位于空心轴26上的中间空套齿轮10可以在驱动轴线上彼此连接，以及中间轴2/22、位于空心轴27上的左边的空套齿轮12和位于空心轴28上的中间的空套齿轮13可以在中间轴线上彼此连接。此时，同步器S3、S4可以如图20中那样，两个都布置在中间的空套齿轮平面Z5的左边，如图21中那样，两个都布置在中间空套齿轮平面Z5的右边，或如图22中那样，在中间空套齿轮平面Z5的右边或左边。
如果同步器在右边的分变速器T2中不作为组件形成，而是如同在图23和图24中那样，作为在一侧起作用的、所谓的半同步器S3a、S3b、S4a、S4b形成，则相应的离合器体29、30、31、32可以如同在图23中示出的那样，在中间的第五个齿轮平面Z5处各自装在空套齿轮10、13的右边和左边，并且所属的同步器体33、34、35、36则装在相邻的齿轮9、11、12、14上，或反过来如同在图24中示出的那样。
图25示出左边的分变速器T1的镜像。此时，左边的齿轮3和中间的齿轮4布置在一空心轴37上，该空心轴可旋转地支承在变速器输入空心轴19上。
此齿轮组布置也作为例子在示出三个支承平面38、39、40的图26中使用，此时左边的支承平面38是只是简单地勾出的变速器箱体的前面的、靠近双离合器的箱体壁的整体组成部分，而右边的支承平面40则是箱体的后面的、远离双离合器的箱体壁的整体组成部分。中间的支承平面39布置在两个分变速器T1、T2之间，并且有利地同样作为变速器箱体的组成部分形成。作为轴承，按照结构和轴承力，适用的有此处不再进一步说明的、市场上流行的滚子轴承、球轴承、锥轴承或滚针轴承。
为了使变速器完整，在图27、图28和图29中示出了倒车挡RG的各种不同的布置。倒车挡RG通过一附加的齿轮平面实现。它可以例如在右边的分变速器T2中作为向前移位的齿轮平面利用附加的半同步器实现(图27)，或在左边的分变速器T1中作为向后移位的齿轮平面利用附加的半同步器实现(图28)，或在右边的分变速器T2中在利用一现有的半同步器的情况下，作为一中间齿轮平面实现(图29)。
最后，在图30至33中示出在一车辆的混合式驱动中连接按照本发明的双离合器-曲折式变速器。其中，示意地示出一电机41、42、46，它们可以用于起动内燃机18，和/或用于驱动变速器，和/或作为用于制动能回收的发电机来运行。
图30示出一实施形式，其中，电机41布置在一附加的驱动侧的离合器K0与双离合器16之间，并在双离合器的输入构件上作用。借助附加的驱动侧的离合器K0，变速器可有选择地与内燃机18或与电机41连接。
在图31中，电机42按所谓的“棒式转子”的结构方式形成，而且其转子支承在一附加的副轴43上。副轴43通过第一齿轮平面Z1的齿轮44在驱动侧与变速器连接，该齿轮与中间轴线的左边的空套齿轮6啮合。
图32示出同样的布置，但是电机42通过附加的齿轮45在从动侧与变速器连接，该齿轮与中间轴线的右边的齿轮14啮合。图33还示出一实施形式，其中电机46共轴线地接在双离合器16的后面，即布置在双离合器16的从动侧。
附图标记清单
1、内部的变速器输入轴/主轴；2、中间轴/副轴；3、齿轮；4、齿轮；5、齿轮；6、齿轮；7、齿轮；8、齿轮；9、齿轮；10、齿轮；11、齿轮；12、齿轮；13、齿轮；14、齿轮；
15、变速器输出轴/从动轴；16、双离合器；17、减震器；18、内燃机；19、外部的变速器输入轴；20、空心轴；21、空心轴；
22、中间轴/副轴；23、结合装置；24、结合装置；25、滑动套筒；26、空心轴；27、空心轴；28、空心轴；29、离合器体；30、离合器体；31、离合器体；32、离合器体；33、同步器体；34、同步器体；34、同步器体；36、同步器体；
37、空心轴；38、支承平面；39、支承平面；40、支承平面；
41、电机；42、电机；43、副轴；44、齿轮；45、齿轮；
46、电机；47、从动常量；48、空心轴；49、空心轴
A、换挡元件；B、换挡元件；C、换挡元件；D、换挡元件；E、换挡元件；F、换挡元件；G、换挡元件；K0：离合器；K1、离合器；K2、离合器；L1、功率流；L2、功率流；L3、功率流；L4、功率流；L5、功率流；L6、功率流；L7、功率流；L8、功率流；RG、倒车挡；S1、同步器；S2、同步器；S3、同步器；S4、同步器；S3a、半同步器；S3a、半同步器；S3b、半同步器；S4a、半同步器；S4b、半同步器；
T1、分变速器；T2、分变速器；W1、曲折式变速器；W2、曲折式变速器；Z1、齿轮平面；Z2、齿轮平面；Z3、齿轮平面；
Z4、齿轮平面；Z5、齿轮平面；Z6、齿轮平面；i、变速比；
iges、变速范围；Φ、挡速比间隔

Claims (30)

1.双离合器-曲折式变速器，其包含：两个分变速器(T1、T2)，所述分变速器具有彼此共轴线布置的、各自与一离合器(K1、K2)连接的变速器输入轴(1、19)；至少一个中间轴(2、22)；以及一与变速器输入轴(1、19)共轴线地布置的变速器输出轴(15)，至少一个挡的功率流(L1至L8)曲折流过至少两个由彼此啮合的齿轮(3至14)形成的齿轮平面(Z1至Z6)，其特征为，所述两个分变速器(T1、T2)构成为两个依次布置的、各自具有至少四个前进挡的单独的曲折式变速器(W1、W2)。
2.如权利要求1所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，第一分变速器(T1)构成为布置在驱动发动机侧的单级的四挡曲折式变速器(W1)，它具有平行的驱动和从动，并且在从动侧布置的第二分变速器(T2)构成为两级的四挡曲折式变速器(W2)，它具有共轴线的驱动和从动。
3.如权利要求1或2所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，布置在驱动发动机侧的曲折式第一分变速器(T1)具有构成为多件式空心轴的变速器输入轴(19、20)，布置在从动侧的曲折式第二分变速器(T2)的构成为中心轴的变速器输入轴(1)从所述空心轴伸出，并且曲折式第一分变速器(T1)具有一构成为从动轴的、穿过一多件式空心轴(21、49)的中间轴(2)，并且曲折式第二分变速器(T2)具有一多件式空心轴(26、48)，该空心轴在驱动侧与所述构成为中心轴的变速器输入轴(1)连接且在从动侧一变速器输出轴(15)从该空心轴伸出，并且曲折式第二分变速器(T2)具有一穿过一多件式空心轴(27、28)的中间轴(22)，该中间轴与第一分变速器(T1)的从动轴(2)连接。
4.如权利要求1至3至少一项所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，曲折式第一分变速器(T1)具有三个配属于外部的变速器输入轴(19、20)的齿轮(3、4、5)以及三个配属于所属的中间轴(2)的齿轮(6、7、8)，所述齿轮形成三个齿轮平面(Z1、Z2、Z3)，其中在驱动侧和在中间轴侧，三个齿轮之中分别有两个齿轮(4、5、6、7)镜像对称地彼此固定结合，并且在两个彼此结合的齿轮(4、5；6、7)与第三齿轮(3、8)之间分别布置一个换挡同步器(A/B、C/D)。
5.如权利要求1至3至少一项所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，曲折式第一分变速器(T1)具有三个配属于外部的变速器输入轴(19)的齿轮(3、4、5)以及三个配属于所属的中间轴(2)的齿轮(6、7、8)，所述齿轮形成三个齿轮平面(Z1、Z2、Z3)，其中右边的远离双离合器的齿轮(8)在中间轴(2)上构成为固定齿轮，并且在各齿轮(3、4、5、6、7、8)之间分别布置一个换挡元件(A、B、C、D)。
6.如权利要求1至5至少一项所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，曲折式第二分变速器(T2)具有三个上面的齿轮(9、10、11)，其中左边的靠近双离合器的齿轮(9)与内部的变速器输入轴(1)抗扭转地连接，中间的齿轮(10)构成为空套齿轮，而右边的远离双离合器的齿轮(11)则与变速器输出轴(15)抗扭转地连接，并且曲折式第二分变速器(T2)具有三个下面的齿轮(12、13、14)，其中左边的靠近双离合器的齿轮(12)和中间的齿轮(13)构成为空套齿轮，而右边的远离双离合器的齿轮(14)则构成为固定齿轮，并且彼此啮合的相对置的各齿轮(9、12；10、13；11、14)形成三个齿轮平面(Z4、Z5、Z6)，其中在各齿轮(9、10、11、12、13、14)之间布置换挡元件(E、F、G、H)。
7.如权利要求1至6至少一项所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，布置在变速器输出轴(15)上的固定齿轮(11)作为输出侧的恒定的变速比级(47)起作用，该固定齿轮与布置在所属的中间轴(22)上的固定齿轮(14)啮合，该中间轴与曲折式第一分变速器(T1)的从动轴(2)连接。
8.如权利要求1至7至少一项所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，给各挡配备在两侧和/或一侧起作用的同步器(S1，S2，S3，S4，S3a，S3b，S4a，S4b)。
9.如权利要求1至8至少一项所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，驱动发动机侧的曲折式分变速器(T1)的各个挡配备构成为换挡同步器(A/B、C/D)或构成为单独的换挡元件(A、B、C、D)的换挡离合器，并且从动侧的曲折式分变速器(T2)的各个挡配备构成为单独的换挡元件(E、F、G、H)的换挡离合器。
10.如权利要求1至9至少一项所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，设置对换挡离合器起作用的结合装置(23、24)，所述结合装置防止在变速器输入轴(1、19、20)和变速器输出轴(15)上与中间轴(2、22)相对置地布置的单独的换挡元件(A、B、C、D、E、F、G、H)同时接合。
11.如权利要求10所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，第一结合装置(23)构成为相互对置的各换挡离合器的滑动套筒或同步器滑动套筒(25)的沿轴向相同的各外侧之间的可横向移动的机械连接装置。
12.如权利要求10所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，第二结合装置(24)构成为可绕其横向轴线旋转的、位于相互对置的各换挡离合器的滑动套筒或同步器滑动套筒(25)的沿轴向相反的各外侧之间的机械连接装置。
13.如权利要求1至12至少一项所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，从动侧的分变速器(T2)的一个可任意预定的挡构成为直接挡。
14、如权利要求1至13至少一项所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，可有选择地使具有各奇数挡或各偶数挡的挡组配属于变速器输入轴(1、19)。
15.如权利要求1至14至少一项所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，倒车挡(RG)的至少一个一个齿轮组可选择地布置在第一或第二分变速器(T1、T2)中，其中倒车挡(RG)的齿轮组可定位在两个可任意预定的齿轮平面(Z1至Z6)之间。
16.如权利要求1至15至少一项所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，设置至少两个倒车挡。
17.如权利要求1至16至少一项所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，至少一个倒车挡可借助一个附加的、使旋转方向反向的行星齿轮组实现。
18.如权利要求1至17至少一项所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，至少一个倒车挡可通过电机驱动。
19.如权利要求1至18至少一项所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，所述至少一个倒车挡(RG)配备一个附加的或现有的同步器。
20.如权利要求1至19至少一项所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，设置两个沿轴向位于外部的支承平面和至少一个沿轴向位于内部的支承平面(38、39、40)，其中所述两个沿轴向位于外部的支承平面(38、40)整合到变速器箱体的一个前箱壁和一个后箱壁中，并且所述沿轴向位于内部的支承平面(39)布置在两个分变速器(T1、T2)之间。
21.如权利要求20所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，所述沿轴向位于内部的支承平面(39)整合到箱体中。
22.如权利要求20所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，所述沿轴向位于内部的支承平面(39)作为独立的构件形成。
23.如权利要求20至22至少一项所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，设置另外一个沿轴向位于内部的支承平面，该支承平面布置在第五和第六齿轮平面(Z5、Z6)之间。
24.如权利要求1至23至少一项所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，设置与一属于混合式驱动装置的电机(41、42、46)的连接。
25.如权利要求24所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，电机(46)共轴线地设置在双离合器(16)之后或按驱动技术布置在双离合器(16)之后。
26.如权利要求24所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，电机(41)设置在一个驱动侧的附加的离合器(K0)和所述双离合器(16)之间。
27.如权利要求24所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，电机(42)在驱动侧或从动侧布置在一附加的中间轴(43)上并且与左边的靠近双离合器的或右边的远离双离合器的曲折式分变速器(T1、T2)连接。
28.如权利要求1至27至少一项所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，一减震器(17)接在双离合器(16)之前。
29.如权利要求28所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，减震器(17)构成为扭转式减震器、双质量飞轮或液力减震器。
30.如权利要求1至29至少一项所述的双离合器-曲折式变速器，其特征为，双离合器(16)可有选择地构成为湿式离合器或干式离合器。
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