CN1910387B - 用于汽车的双离合器变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车的双离合器变速器(1)，其中所述双离合器变速器(1)具有两根输入轴(2、3)、两个离合器(K1、K2)和至少一根第一和一根第二驱动轴(4、5)；其中第一输入轴(2)可以与第一离合器(K1)有效连接，并且第二输入轴(3)可以与第二离合器(K2)有效连接；其中第一驱动轴(4)布置在输入轴(2、3)的下方，而第二驱动轴(5)布置在输入轴(2、3)的上方，或者也可以相反布置；其中输入轴(2、3)和驱动轴(4、5)具有相互啮合的齿轮，并且至少两个齿轮构成一个变速器档位；其中一个变速器档位的至少一个齿轮是可以接合和/或分离的浮动齿轮，而另一个齿轮优选是固定齿轮；其中每根驱动轴(4、5)具有用于将扭力传递到车轴驱动机构(21)上的驱动齿轮(19、20)；并且其中为了实现倒车档设置另一根轴。灵活的竖直构造的并且结构紧凑的变速器如此实现，所述另一根轴是第三驱动轴(22)，并且该第三驱动轴(22)具有用于将扭力传递到车轴驱动机构(21)上的驱动齿轮(23)，并且所述驱动轴(4、5、22)的驱动齿轮(19、20、23)与车轴驱动机构(21)的车轴驱动齿轮(21a)啮合。

Description

用于汽车的双离合器变速器
本发明涉及一种用于汽车的双离合器变速器，其中所述双离合器变速器具有两根输入轴、两个离合器和至少一根第一和一根第二驱动轴；其中第一输入轴可以与第一离合器有效连接，而第二输入轴可以与第二离合器有效连接；其中第一驱动轴布置在输入轴下方，而第二驱动轴布置在输入轴上方，或者相反；其中输入轴和驱动轴具有相互啮合的齿轮，并且至少两个齿轮构成一个变速器档位；其中一个变速器档位的至少一个齿轮是可以接合和/或分离的浮动齿轮，而另一个齿轮优选是固定齿轮；其中每个驱动轴具有一个将扭力传递到车轴驱动机构上的驱动齿轮；并且其中为了实现倒车档设置了另一根轴。
在现有技术中已知各种不同的汽车变速器，特别是用于汽车的双离合器变速器。例如在DE 101 19 748 A1中描述了一种双离合器变速器，其具有两根输入轴，输入轴可以分别与第一或第二离合器连接。除了两根输入轴分别在输入轴上方和下方设置了两根驱动轴，驱动轴通过设置在驱动轴上的驱动齿轮将扭力传递到车轴驱动机构上。为了实现倒车档设置了另一根轴，其布置在第二驱动轴的上方。在此倒车档如下实现，即最终第一输入轴的扭力通过相应的齿轮副传递到用于倒车档的轴上，然后由此通过倒车档齿轮传递到第二驱动轴，然后扭力由此通过驱动轴的驱动齿轮作用到车轴驱动机构上。
另外在现有技术中公开了一种双离合器变速器(DE 102 23 226A1)，其中也设置了两根输入轴和两根分别支承在输入轴上方或者下方的驱动轴。通过驱动轴的驱动齿轮驱动车轴驱动机构的驱动齿轮。为了实现倒车档，在变速器的内部设置了另一根单独的轴，其可通过相应的齿轮与第二输入轴旋转作用连接，其中扭力反向传递到驱动轴上，并由该驱动轴的驱动齿轮传递到车轴驱动机构上。
特别是由于在已知的双离合器变速器中要实现倒车档，已知的双离合器变速器的灵活性或者结构形式受到非常大的限制，其中倒车档部分地通过支承在驱动轴之间的另一根轴实现。由此仿碍了实现紧凑的结构形式，特别是在轴向上紧凑的结构形式。
因此本发明的任务是如此构造和改进开头所述类型的双离合器变速器，使得实现灵活的应用，特别是实现紧凑的结构形式。
上述任务如下解决，即另一根轴构造成第三驱动轴，第三驱动轴具有将扭力传递到车轴驱动机构上的驱动齿轮，并且驱动轴的驱动齿轮与车轴驱动机构的车轴驱动齿轮啮合。通过这种实现倒车档的方式和方法为双离合器变速器实现了一种“四轴结构形式”的变速器。由此使得双离合器变速器可以结构紧凑，特别是可以减小轴向尺寸。最后为这种双离合器变速器提供了更高的灵活性，并由此提供了这种双离合器变速器的应用的更高的灵活性，因为现在特别是按本发明的双离合器变速器也可以具有另外的第七变速器档位(七个前进档位)。因此可以实现具有七个变速器档位的双离合器变速器，也就是具有非常高的档位数，其对双离合器变速器的轴向长度没有不利影响，特别是在具有横向于行驶方向布置的动力总成的汽车的情况下。由此也提供了这样一种方案，即可以将紧凑的“七档变速器”相应地应用于汽车的在纵梁之间存在的连续的结构空间中。因此提供了一种按本发明的结构方案，其中“七档双离合器变速器”能够以一种多轴结构形式通过输入轴、驱动轴、特别是第三驱动轴的特别协调的位置或者布置，并且可以通过以非常紧凑的方式布置各变速器档位的相应齿轮实现。由此避免了开头所述的缺点。
有多种方案可以用来以有利的方式方法构造和改进按本发明的双离合器变速器。为此首先参考权利要求1的从属权利要求。下面根据附图来以及对应的说明来详细说明双离合器变速器的优选的实施方式。
附图示出：
图1示出了按本发明的双离合器变速器的主要部件的示意图；
图2示出了图1中所示的按本发明的双离合器变速器的各轴的布置/定位的示意侧视图。
图1和2至少部分示出了用于这里未具体示出的汽车的双离合器变速器1。该双离合器变速器1具有两根输入轴2和3、两个离合器K1和K2和第一和第二驱动轴4和5。第一输入轴2可以与第一离合器K1有效连接，其中第二输入轴3可以与第二离合器K2有效连接。第一驱动轴4这里优选布置在输入轴2和3的下方，其中第二驱动轴5布置在输入轴2和3的上方。当然也可以以相反的方式布置。输入轴2和3以及驱动轴4和5具有相互啮合的齿轮6至18。至少两个齿轮分别构成一个变速器档位，这在下面还会详细解释。这里一个变速器档位的至少一个齿轮是可接合和/或分离的浮动齿轮，而另一个齿轮优选是固定齿轮。每个驱动轴4和5具有一个用于将扭力传递到车轴驱动机构21上的驱动齿轮19和20。为了实现倒车档RG设置了另一根轴(22)。
开头所述缺点通过下述方法来避免，即所述另一根轴(22)是第三驱动轴22，所述第三驱动轴22具有用于将扭力传递到车轴驱动机构21上的驱动齿轮23，并且所述驱动轴4、5和22的驱动齿轮19、20和23与车轴驱动机构21的车轴驱动齿轮21a啮合。驱动轴4、5和22的驱动齿轮19、20和23最好位于同一个平面中，也就是在车轴驱动齿轮21a的平面中。通过将另一根轴构造成第三驱动轴22来实现倒车档RG可以制造轴向结构非常紧凑的双离合器变速器1。现在就不必如现有技术中通常的那样将另一根轴设置在第一驱动轴4和第二驱动轴5之间的区域中了。由此按本发明的双离合器变速器1是一种“四轴结构形式”的变速器。
下面在详细说明双离合器变速器1的另一种优选的实施方式前首先要指出：双离合器变速器1的各变速器档位通过下面的齿轮如下构造。第一变速器档位由齿轮6和7构成；第二变速器档位由齿轮8和9构成；第三变速器档位由齿轮10和11构成；第四变速器档位由齿轮12和13构成；第五变速器档位由齿轮14和15构成；第六变速器档位由齿轮12和16构成。按本发明的双离合器变速器1在此具有另外的第七变速器档位，其由齿轮17和18构成。
图1示出，第一输入轴2构造成空心轴，并且第二输入轴3构造成基本上布置在构造成空心轴的第一输入轴2中的实心轴。
设置在第一输入轴2上的齿轮用于第二、第四和第六变速器档位，也就是齿轮8和12优选是固定齿轮，也就是说都不能接合或者分离。在此设置在第一输入轴2上的齿轮12用于第四和第六变速器档位。换句话说，第四和第六变速器档位具有共同的齿轮12。
在第二输入轴3上设置了用于第一、第三和第五变速器档位的齿轮6、10和14。在此在第二输入轴3上还设置了用于第七变速器档位的齿轮17。在此第二输入轴3的齿轮6、10、14和17优选是固定齿轮。
在第一驱动轴4上设置了用于第一、第二、第三和第四变速器档位的齿轮7、9、11和13。在此这些齿轮7、9、11和13优选是浮动齿轮。
在第二驱动轴5上设置了用于第五、第六和第七变速器档位的齿轮15、16和18。在此这些第二驱动轴5的齿轮15、16和18优选是浮动齿轮。在第二驱动轴5上设置了构造成浮动齿轮的中间齿轮24。在此该中间齿轮24是阶梯式的，并且具有两个不同的传动级24a和24b。
在第三驱动轴22上设置了用于倒车档RG的齿轮25和/或停车棘轮26。倒车档RG的齿轮25在此优选是浮动齿轮。为了实现倒车档RG，第一输入轴2的第二变速器档位的齿轮8也与中间齿轮24、特别是第二驱动轴5的传动级24a啮合。另外中间齿轮24的另一传动级24b与齿轮25啮合。
为了使构造成浮动齿轮的齿轮接合和/或分离，设置了多个同步机构S1至S5。第一同步机构S1设置在第一驱动轴4的第一和第三变速器档位的齿轮7和11之间。第二同步机构S2设置在第一驱动轴4的第二和第四变速器档位的齿轮9和13之间。第三同步机构S3设置在第二驱动轴5的第五和第七变速器档位的齿轮15和18之间。第四同步机构S4设置在第二驱动轴5的第六变速器档位的齿轮16的区域内。最后第五同步机构S5设置在第三驱动轴22上的用于倒车档RG的齿轮25的区域内。
第四和第五同步机构S4和S5“反向”布置，从而其可以用一个共同的操作机构控制。这可以从图1中清楚地看出，因为相应的同步机构S4和S5几乎“处于一个平面中”。
通过将用于实现倒车档的另一轴构造成第三驱动轴22可以缩短双离合器变速器1的轴向结构长度，而且还能提高双离合器变速器1的灵活性，特别是设置了另一档位，也就是第七变速器档位，其可以在可供使用的空间内部、这里优选是第三和第六变速器档位的齿轮之间的空间内部相应实现。这里通过各轴相应协调的位置/定位和各齿轮的布置实现了结构非常紧凑的双离合器变速器1，其中同时保证了变速器档位的高变化方案，并由此保证了可协调的行驶功率的最佳划分，特别也通过用两个传动级24a和24b构造中间齿轮24。这里所示的按本发明的双离合器变速器1特别是总共具有七个前进档位，也就是总共七个变速器档位和一个倒车档RG。在此第三驱动轴22布置在第二驱动轴5的上方。通过变速器档位的相应布置/分配，特别是也通过例如使第四和第六变速器档位具有一个共同的齿轮12可以节省很多的结构空间。
三个驱动轴4、5和22的所有的齿部与车轴驱动齿轮21a相互协调。
倒车档RG在此对应于离合器K1，其可以与第一输入轴2有效连接。第一和第二输入轴2和3优选分别用轴向独立的固定-浮动轴承支承。在此固定轴承优选是向心球轴承，其中每个固定轴承分别对应一个外壳件。具有同轴的孔的第二输入轴3优选设有用于润滑两个输入轴2和3之间的径向轴密封环的相应径向支管。用于第六变速器档位或者倒车档位的换档滑杆优选同时构造成用于停车锁定的棘轮轴承，并且与停车棘轮26相互作用。最后用于实现倒车档RG的齿轮25不仅最好构造成浮动齿轮并支承在第三驱动轴22上，而且也在同步机构S5的齿轮体和离合器体之间构造空位，从而可以将中间齿轮24最优地布置在第二驱动轴5上。
“传动轴”之间的轴距、也就是第一或者第二输入轴2或者3到各驱动轴、即特别是到第一和第二驱动轴4和5相互之间的轴距的尺寸如下，使得同步机构S2的接合套在接入第二变速器档位时可以推动到第二变速器档位的齿轮9正齿轮齿部下方，换句话说，这里可以“浸入”。在此对于“浸入”应该理解为由齿轮9的正齿轮齿部至少部分径向重叠或者覆盖同步机构S2的接合套。类似的也适用于第六变速器档位的同步机构S4的接合套，其在接入倒车档时可以相应的浸入中间齿轮24a的正齿轮齿部下面。另外布置在第三驱动轴22上的齿轮25在其齿轮体或者其正齿轮齿部和其离合器齿部之间具有确定的自由空间，从而中间齿轮24a的尺寸可以是最佳的。另外驱动齿轮19、20和23构造成使其具有不同的齿数。
双离合器变速器1的其它组件在此未示出，例如液压管路或者变速器控制器，变速器控制器控制相应的同步机构S1至S5。这里所示的双离合器变速器1最好用作自动变速器。在此为了双离合器变速器1的液压控制优选分别为同步机构S1和S3或者为S2、S4和S5构造两个独立的液压控制回路。特别是通过齿轮、驱动轴和输入轴的协调和各齿轮在轴上的定位和轴的相互定位，这在图2中清楚示出，可以提供一种轴向结构非常紧凑的双离合器变速器1，这避免了开头所述的缺点并实现了相应的优点。
附图标记列表
1   双离合器变速器
2   第一输入轴
3   第二输入轴
4   第一驱动轴
5   第二驱动轴
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  齿轮
16  齿轮
17  齿轮
18  齿轮
19  驱动齿轮
20  驱动齿轮
21  车轴驱动机构
21a 车轴驱动齿轮
22  第三驱动轴
23  驱动齿轮
24  中间齿轮
24a 传动级
24b 传动级
25  齿轮
26  停车棘轮
K1  第一离合器
K2 第二离合器
RG 倒车档
S1 同步机构
S2 同步机构
S3 同步机构
S4 同步机构
S5 同步机构

Claims (25)

1.用于汽车的双离合器变速器(1)，其中所述双离合器变速器(1)具有两根输入轴(2、3)、两个离合器(K1、K2)和至少一根第一和一根第二驱动轴(4、5)；其中第一输入轴(2)与第一离合器(K1)有效连接，并且第二输入轴(3)与第二离合器(K2)有效连接；其中第一驱动轴(4)布置在输入轴(2、3)的下方，而第二驱动轴(5)布置在输入轴(2、3)的上方，或者相反布置；其中输入轴(2、3)和驱动轴(4、5)具有相互啮合的齿轮，并且至少两个齿轮(6至18)构成一个变速器档位；其中一个变速器档位的至少一个齿轮是可以接合和/或分离的浮动齿轮，而另一个齿轮是固定齿轮；其中每根驱动轴(4、5)具有用于将扭力传递到车轴驱动机构(21)上的驱动齿轮(19、20)；并且其中为了实现倒车档RG设置另一根轴，所述另一根轴是第三驱动轴(22)，并且该第三驱动轴(22)具有用于将扭力传递到车轴驱动机构(21)上的驱动齿轮(23)，并且所述第一、第二和第三驱动轴(4、5、22)的驱动齿轮(19、20、23)与车轴驱动机构(21)的车轴驱动齿轮(21a)啮合，其特征在于：在第二输入轴(3)上还设置了用于第七变速器档位的齿轮(17)，在所述第二驱动轴(5)上设置了用于实现倒车档RG的中间齿轮(24)，所述中间齿轮(24)是阶梯形的，并且具有两个不同的传动级(24a、24b)，一个用于第一输入轴(2)的第二变速器档位的齿轮(8)为实现倒车档RG也与第二驱动轴(5)的中间齿轮(24)啮合。
2.按权利要求1所述的双离合器变速器，其特征在于：所述第一输入轴(2)是空心轴，而所述第二输入轴(3)是设置在空心轴中的实心轴。
3.按权利要求1或者2所述的双离合器变速器，其特征在于：在所述第一输入轴(2)上设置了用于第二、第四和第六变速器档位的齿轮(8、12)。
4.按权利要求1所述的双离合器变速器，其特征在于：在所述第一输入轴(2)上为第四和第六变速器档位仅设置了一个齿轮(12)。
5.按权利要求1所述的双离合器变速器，其特征在于：所述第一输入轴(2)的齿轮(8、12)是固定齿轮。
6.按权利要求1所述的双离合器变速器，其特征在于：在所述第二输入轴(3)上设置了用于第一、第三和第五变速器档位的齿轮(6、10、14)。
7.按权利要求1所述的双离合器变速器，其特征在于：所述第二输入轴(3)的齿轮(6、10、14、17)是固定齿轮。
8.按权利要求1所述的双离合器变速器，其特征在于：在所述第一驱动轴(4)上设置了用于第一、第二、第三、第四变速器档位的齿轮(7、9、11、13)。
9.按权利要求1所述的双离合器变速器，其特征在于：所述第一驱动轴(4)的齿轮(7、9、11、13)是浮动齿轮。
10.按权利要求1所述的双离合器变速器，其特征在于：在所述第二驱动轴(5)上设置了用于第五、第六和第七变速器档位的齿轮(15、16、18)。
11.按权利要求1所述的双离合器变速器，其特征在于：所述第二驱动轴(5)的齿轮(15、16、18)是浮动齿轮。
12.按权利要求1所述的双离合器变速器，其特征在于：所述中间齿轮(24)是浮动齿轮。
13.按权利要求1所述的双离合器变速器，其特征在于：在所述第三驱动轴(22)上设置了用于倒车档RG的齿轮(25)和/或停车棘轮(26)。
14.按权利要求13所述的双离合器变速器，其特征在于：所述用于倒车档RG的齿轮(25)是浮动齿轮。
15.按权利要求1所述的双离合器变速器，其特征在于：设置了多个用于接合和/或分离构造成浮动齿轮的齿轮的同步机构(S1、S2、S3、S4、S5)。
16.按权利要求15所述的双离合器变速器，其特征在于：第一同步机构(S1)设置在第一驱动轴(4)的第一和第三变速器档位的齿轮(7、11)之间。
17.按权利要求15或者16所述的双离合器变速器，其特征在于：第二同步机构(S2)设置在第一驱动轴(4)的第二和第四变速器档位的齿轮(9、13)之间。
18.按权利要求15所述的双离合器变速器，其特征在于：第三同步机构(S3)设置在第二驱动轴(5)的第五和第七变速器档位的齿轮(15、18)之间。
19.按权利要求15所述的双离合器变速器，其特征在于：第四同步机构(S4)设置在第二驱动轴(5)的第六变速器档位的齿轮(16)和第二驱动轴(5)的中间齿轮(24)之间。
20.按权利要求15所述的双离合器变速器，其特征在于：第五同步机构(S5)设置在第三驱动轴(22)上的用于倒车档RG的齿轮(25)和第三驱动轴(22)上的停车棘轮(26)之间。
21.按权利要求15所述的双离合器变速器，其特征在于：第四和第五同步机构(S4、S5)反向布置，从而其可以用一个共同的操作机构控制。
22.按权利要求15所述的双离合器变速器，其特征在于：所述第一或者第二输入轴(2、3)到第一和第二驱动轴(4、5)的轴距的尺寸大小使得构造成接合套的用于接入第二或者第四变速器档位的同步机构(S2)能够在接入第二变速器档位时被推动到第二变速器档位的齿轮(9)的齿轮体上。
23.按权利要求15所述的双离合器变速器，其特征在于：所述第一或者第二输入轴(2、3)到第一和第二驱动轴(4、5)的轴距的尺寸大小使得构造成接合套的用于第六变速器档位的同步机构(S4)在接入倒车档时能够被推动到靠近倒车档的中间齿轮(24a)的齿部的位置上。
24.按权利要求13所述的双离合器变速器，其特征在于：构造成浮动齿轮的设置在第三驱动轴(22)上的所述用于倒车档RG的齿轮(25)在该齿轮(25)的齿部和该齿轮(25)的离合齿部之间具有自由空间，从而中间齿轮(24a)可以相应确定尺寸。
25.按权利要求1所述的双离合器变速器，其特征在于：所述驱动齿轮(19、20和23)分别具有不同的齿数。
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