DE102004022413A1

DE102004022413A1 - Doppelkupplungsgetriebe

Info

Publication number: DE102004022413A1
Application number: DE102004022413A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. Gumpoltsberger; Michael Dr.-Ing. Ebenhoch; Markus Dipl.-Ing. Maier; Thomas Dipl.-Ing. John
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2004-05-06
Filing date: 2004-05-06
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2024-05-07
Also published as: DE102004022413B4; US20050247147A1; US7231843B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe (11) mit zwei Kupplungen (K1, K2), zwei zueinander koaxialen Eingangswellen (3, 4), zwei zueinander koaxialen Vorgelegewellen (7, 8), zwei Antriebskonstanten (Radsätze 01 und 02) sowie einer zu den beiden Antriebswellen (3, 4) konzentrischen Getriebeabtriebswelle (17). Aufgabengemäß soll eine solche Getriebestruktur derart weiterentwickelt werden, dass durch geringe Variationen von Getriebezahnrädern nach einem Baukastenkonzept Siebengang- und Achtgang-Doppelkupplungsgetriebe mit unterschiedlichen Direktgängen (G5, G7), unterschiedlicher Anzahl von Overdrive-Gängen sowie unterschiedlicher Getriebespreizung herstellbar sind. DOLLAR A Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, dass bei einem gattungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebe die beiden Vorlegewellen (7, 8) mittels einer Koppelvorrichtung (C-D) drehfest miteinander verbindbar sind und dass auf der als Hohlwelle ausgebildeten Vorgelegewelle (8) ein Losrad (13) drehbar gelagert ist, welches mit einem Festrad (15) auf der Getriebeabtriebswelle (17) kämmt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Doppelkupplungsgetriebe dieser Art sind beispielsweise aus den Druckschriften EP 1 141 580 B1 , EP 1 342 934 A2 , EP 1 342 935 A2 , EP 0 061 845 A2 und DE 43 30 170 A1 bekannt. Bei einem solchen Automatgetriebe sind zwei axial nebeneinander angeordnete Kupplungen von einer Motorwelle antreibbar, wobei die eingangsseitige erste Kupplung auf einer zentrischen Getriebeeingangswelle und die den Radsätzen des Getriebes benachbarte zweite Kupplung auf einer zur genannten Getriebewelle koaxialen Hohlwelle sitzt. Die Getriebeeingangswelle und die Hohlwelle sind jeweils mit Festrädern versehen, die mit jeweils zugeordneten Zahnrädern auf zwei Vorgelegewellen des Getriebes im Zahneingriff stehen. Insofern verfügen derartige Automatgetriebe über zwei sogenannte Antriebskonstanten, also Radsätze, die direkt von den-beiden Kupplungen angetrieben werden. Von den beiden Vorgelegewellen ist eine als Hohlwelle ausgebildet und drehbar auf der anderen Vorgelegewelle gelagert. Auf beiden Vorgelegewellen sind zur Realisierung von sechs Vorwärtsgängen und eines Rückwärtsganges Los- und/oder Festräder angeordnet, die mit Los- bzw. Festrädern auf einer Getriebeabtriebswelle kämmen, welche konzentrisch zu den beiden Getriebeeingangswellen ausgerichtet ist.

Insbesondere das durch die DE 43 30 170 A1 bekannte sechsgängige Doppelkupplungsgetriebe ist zusätzlich dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder der genannten Antriebskonstanten auf einer Eingangswelle als Festrad und auf der anderen Eingangswelle als Losrad ausgebildet sind. Zudem ist es aus dieser Druckschrift bekannt, zur Realisierung eines der Vor wärtsgänge eine drehstarre Verbindung zwischen der radial inneren Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle zu schaffen. Außerdem ist vorgesehen, dass die als Hohlwelle ausgebildete Vorgelegewelle ein weiteres Festrad trägt, welches mit einem auf der Getriebeausgangswelle drehbar gelagerten Losrad kämmt. Dieses Losrad ist mittels einer Schaltmuffe mit der Getriebeabtriebswelle verbindbar.

Schließlich ist der DE 43 34170 A1 entnehmbar, dass man im modernen Getriebebau zur Verbesserung des Fahrkomforts bestrebt ist, die Übersetzungsverhältnisse für die einzelnen Vorwärtsgänge des Getriebes möglichst frei wählen zu können. Von Interesse ist dabei der Wert des sogenannten Stufensprungs, der durch den Quotienten des Übersetzungsverhältnisses zwischen einem höheren und dem benachbarten niedrigeren Gang gebildet wird. Der Stufensprung liegt üblicherweise zwischen 1,0 und 2,0. Um einen hohen Fahrkomfort realisieren zu können wird angestrebt, den Stufensprung vom niedrigsten zum höchsten Gang degressiv einzustellen, so dass sich die Übersetzungsverhältnisse vom niedrigsten Gang zum höchsten Gang relativ zueinander immer weniger ändern.

Außerdem liegt es im Interesse der Fahrzeughersteller, die Antriebsleistung eines Fahrzeugantriebsmotors bei niedrigstmöglichem Verbrauch in allen Fahrzuständen optimal auf die Antriebsräder zu übertragen. Dies setzt voraus, dass die Übersetzungsverhältniswerte der einzelnen Gänge möglichst weit auseinander liegen, so dass eine große sogenannte Spreizung vorliegt. Insbesondere bei Fahrzeugantriebssträngen mit Diesel-Brennkraftmaschinen wird eine vergleichsweise hohe Spreizung gewünscht, welche einen Wert von größer 6,0 haben sollte. Ein Spreizungswert von 6,0 bedeutet demnach, dass das Übersetzungsverhältnis im ersten Getriebegang sechsmal größer ist als das Übersetzungsverhältnis im höchsten Getriebegang.

Andererseits besteht Bedarf an vielstufigen Automatgetrieben, beispielsweise für Sportfahrzeuge mit Otto-Motor, mit einer vergleichsweise geringen Getriebespreizung, die durchaus einen Wert unter 5,0 haben kann. Dies erfordert nach dem Stand der Technik den Aufbau eines umfangreich anders gestalteten Automatgetriebes, so dass ein diesbezüglicher Getriebehersteller dafür zusätzliche Produktionsmittel bereitstellen sowie für den Ersatzteilbedarf einen hohen Lagerhaltungsaufwand betreiben muss.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Doppelkupplungsgetriebe mit mehr als sechs Vorwärtsgängen vorzuschlagen, welches durch geringe Variationen der Getriebebauteile mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen, Getriebespreizungen, Direktgängen und Overdrive-Gängen herstellbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich für die Vorrichtung aus den Merkmalen des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.

Demnach geht die Erfindung aus von einem Doppelkupplungsgetriebe mit einer Doppelkupplung, bei der die Ausgangsseite der ersten Kupplung mit einer als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle verbunden ist, bei der die Ausgangsseite der zweiten Kupplung mit einer in der hohlen Antriebswelle zentrisch angeordneten Antriebswelle in Verbindung steht, wobei jede der beiden Antriebswelle ein Festrad trägt. Zudem verfügt dieses Getriebe über zwei Vorgelegewellen, von denen eine Vorgelegewelle als Hohlwelle ausgebildet ist, in welcher eine zentrische Vorgelegewelle drehbar gelagert ist. Jede dieser beiden Vorgelegewellen trägt ein Festrad, wobei das Festrad der hohlen Antriebswelle mit dem Festrad auf der zentrisch angeordneten Vorgelegewelle kämmt, während das Festrad der zentrischen Antriebswelle mit dem Festrad auf der als hohlen Vorgelegewelle im Zahneingriff steht. Außerdem verfügt dieses Getriebe über eine Getriebeabtriebswelle, die koaxial zu den beiden Antriebswellen ausgerichtet und in einem Getriebegehäuse gelagert ist. Zudem tragen die beiden Vorgelegewellen Los- undloder Festräder, die mit Los- bzw. Festrädern auf der Getriebeausgangswelle im Zahneingriff stehen, wobei diese Losräder mittels Koppelvorrichtungen mit der Getriebeabtriebswelle bzw. wenigstens einer Vorgelegewelle drehfest verbindbar sind.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist nun vorgesehen, dass die beiden Vorgelegewellen mittels einer Koppelvorrichtung drehfest miteinander verbindbar sind, und dass auf der hohlen Vorgelegewelle ein Losrad drehbar gelagert ist, welches mit einem Festrad auf der Getriebeabtriebswelle kämmt.

Ein derartiger Getriebeaufbau erlaubt ohne großen herstelltechnischen Unterschied die Produktion von zwei siebengängigen und einem achtgängigen Doppelkupplungsgetriebe, welche mit Vorteil alle über zwei Rückwärtsgänge verfügen.

Durch bedachte Wahl der Zahnradübersetzungen sowie Anordnung der unterschiedlichen Radebenen der Getriebegänge können bei vorzugsweise gleicher Anfahrübersetzung für den niedrigsten Gang zwei Typen von Siebengang-Getrieben hergestellt werden. Bei der ersten Variante ist der fünfte Gang als Direktgang mit einer Übersetzung von i=1 ausgebildet und es sind zwei Overdrive-Gänge (Gang sechs und Gang sieben) vorhanden. Gemäß der anderen Variante ist der siebte Gang der Direktgang des Getriebes.

In einer weiteren Variante ist mit der erwähnten Getriebe-Grundstruktur das genannte Achtgang-Doppelkupplungsgetriebe herstellbar, bei dem der fünfte Gang als Direktgang mit einer Übersetzung von i=1 ausgebildet ist, sowie drei Overdrive-Gänge (Gänge sechs, sieben und acht) mit einem Übersetzungsverhältnis i<1 vorhanden sind.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass durch axiales Verschieben eines Koppelmittels einer Koppelvorrichtung C-D in Richtung D die beiden Vorgelegewellen drehfest miteinander verbindbar sind, während durch ein Verschieben dieses Koppelmittels in die andere Richtung C das Losrad auf der hohlen Vorgelegewelle mit dem genannten Festrad auf der Getriebeabtriebswelle drehkoppelbar ist. Bevorzugt ist dazu das genannte Losrad am axialen Ende der hohlen Vorgelegewelle angeordnet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zentrische Vorgelegewelle ausschließlich Festräder trägt, während die hohle Vorgelegewelle zwei Festräder sowie das bereits erwähnte Losrad zur Kopplung der beiden Vorgelegewellen trägt.

Außerdem weist dieses Doppelkupplungsgetriebe acht Radsätze 01 bis 08 mit Los- und Festrädern für sieben oder acht Vorwärtsgänge sowie zwei Rückwärtsgänge auf.

Unter Nutzung der Basisstruktur des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes lassen sich verschiedene Getriebetypen aufbauen, welches durch Variation der Übersetzungsstufen der Radsätze 01 und 03 bis 06 erfolgt, während die Zahnräder der Radebenen 02, 07 und 08 beibehalten werden. Dadurch kann die Übersetzung für den ersten Gang und die beiden Rückwärtsgänge unverändert bleiben. Unverändert bleiben auch die Koppelvorrichtungen, die Getriebewellen sowie die Positionen der Radebenen im Getriebegehäuse.

Gemäß einer ersten Variante ist der fünfte Gang und gemäß einer zweiten Variante der siebte Gang als Direktgang mit einem Übersetzungsverhältnis von i=1 ausgebildet. Zudem ist vorgesehen, dass bei dem Siebengang-Doppelkupplungs-getriebe mit dem fünften Gang als Direktgang die Zahnräder der Radsätze für den sechsten Gang und den siebten Gang ein overdrive-Übersetzungsverhältnis von i<1 bilden.

Sofern bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe der siebte Gang als Direktgang gewählt wird, ist vorgesehen, dass die Zahnräder des Radsatzes für den siebten Gang ein Übersetzungsverhältnis von i=1 bilden und kein Getriebegang mit einem Übersetzungsverhältnis i<1 vorhanden ist.

Bei einem Achtgang-Doppelkupplungsgetriebe mit dem fünften Gang als Direktgang bilden die Zahnräder der Radsätze für den sechsten Gang, den siebten Gang und den achten Gang ein Übersetzungsverhältnis von i<1.

Zudem wird es als vorteilhaft erachtet, wenn die siebengängigen Doppelkupplungsgetriebe mit dem fünften Gang bzw. mit dem siebten Gang als Direktgang oder als Achtgang-Doppelkupplungsgetriebe derart ausgebildet sind, dass alle diese Getriebe das gleiche Anfahrübersetzungsverhältnis aufweisen. Dieses kann beispielsweise einen Wert zwischen 4,0 und 5,0 haben, und speziell den Wert 4,8 aufweisen.

Um nun ein Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe mit dem fünften Gang als Direktgang sowie zwei Overdrive-Gängen (i<1) oder ein Siebengang-Doppel-kupplungsgetriebe mit dem siebten Gang als Direktgang realisieren zu können, werden die Zahnräder von zwei Radebenen (Radebene 02 und 04) des Getriebes hinsichtlich ihrer Übersetzungsverhältnisse vertauscht sowie die Zahnräder der Radebene 01 hinsichtlich ihrer Zähnezahl so verändert werden, dass das Übersetzungsverhältnis von Radebene 02 zu Radebene 01 bei beiden Getriebevarianten nahezu gleich ist.

In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass die Radebene 01 des Getriebes diejenige ist, in welcher das Festrad der hohlen Antriebswelle mit dem Festrad der koaxial angeordneten Vorgelegewelle kämmt; dass die Radebene 02 diejenige ist, in der das Festrad der koaxial angeordneten Antriebswelle mit dem Festrad auf der hohlen Vorgelegewelle im Zahneingriff steht, und dass als Radebene 04 diejenige gilt, in welcher das auf der hohlen Vorgelegewelle drehbar gelagerte Losrad mit einem Festrad auf der Getriebeabtriebswelle kämmt.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zur Realisierung eines Siebengang-Doppelkupplungsgetriebes mit dem fünften Gang als Direktgang sowie zwei Overdrive-Gängen, oder eines Siebengang-Doppelkupplungsgetriebes mit dem siebten Gang als Direktgang, die Zahnräder der Radebenen 01 sowie die Zahnräder der Radebenen 03 bis 06 derart angepasst sind, dass zwei Doppelkupplungsgetriebe mit zueinander unterschiedlichen Getriebespreizungen aufbaubar sind. Die Radebenen 03 bis 06 sind dabei diejenigen, die rechts und links neben dem auf der hohlen Vorgelegewelle gelagerten Losrad (Radebene 04) angeordnet sind.

Außerdem kann nach dem vorgestellten Baukastenkonzept für drei verschiedene Doppelkupplungsgetriebe auch ein Achtgang-Doppelkupplungsgetriebe mit dem fünften Gang als Direktgang sowie drei Overdrive-Gängen dadurch realisiert sein, dass die Zahnräder der Radebenen eines Basisgetriebes derart angepasst sind, dass ein Doppelkupplungsgetriebe vorliegt, welches im Vergleich zu dem Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe mit dem fünften Gang als Direktgang sowie zwei Overdrive-Gängen bzw. zu dem Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe mit dem siebten Gang als Direktgang die gleiche Anfahrübersetzung sowie eine höhere Spreizung aufweist. Ein weiteres Merkmal dieses Achtgang-Doppel-kupplungsgetriebes ist, dass bei diesem der achte Gang nicht zugkraftunterbrechungsfrei schaltbar ausgebildet ist.

Zudem ist es kennzeichnend für erfindungsgemäß ausgebildete Doppelkupplungsgetriebe, dass die Übersetzung der Radebene 01 kleiner als die Übersetzung der Radebene 02 und der Radebene 04 ist. Sofern bei dem Getriebe der fünfte Gang als Direktgang genutzt wird, ist die Übersetzung der Radebene 02 kleiner als die Übersetzung der Radebene 04. Für den Fall, dass bei dem Getriebe der siebte Gang als Direktgang genutzt wird, ist die Übersetzung der Radebene 02 größer als die Übersetzung der Radebene 04.

Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt, anhand der ein Doppelkupplungsgetriebe und zwei diesbezügliche Varianten näher erläutert werden.

Darin zeigen

1 eine schematische Darstellung der Getriebestruktur eines sieben- oder achtgängigen Doppelkupplungsgetriebes,

2 eine Tabelle zur Darstellung der Betätigungszustände von zwei Schaltkupplungen sowie acht Koppelmittel für ein siebengängiges Doppelkupplungsgetriebe mit dem fünften Gang als Direktgang,

3 eine Tabelle zur Darstellung der Betätigungszustände von zwei Schaltkupplungen sowie acht Koppelmittel für ein siebengängiges Doppelkupplungsgetriebe mit dem siebten Gang als Direktgang und

4 eine Tabelle zur Darstellung der Betätigungszustände von zwei Schaltkupplungen sowie acht Koppelmittel für ein achtgängiges Doppelkupplungsgetriebe mit dem fünften Gang als Direktgang.

Der Kern der Erfindung ist durch ein Doppelkupplungsgetriebe mit einem Aufbau wie in 1 dargestellt gebildet, welches für einen konzentrischen An und Abtrieb ausgelegt ist und mindestens sieben lastschaltbare Getriebegänge G1, G2, G3, G4, G5, G6 und G7 zur Verfügung stellt. Ein achter Gang, welcher nicht lastschaltbar ist, ist als zusätzlicher Overdrive-Gang nutzbar. Zudem verfügt das Doppelkupplungsgetriebe über zwei Rückwärtsgänge, welches beispielsweise für einen Rangierbetrieb mit einem Anhänger am Kraftfahrzeug von Vorteil sein kann.
Durch geeignete Wahl der Rad-Übersetzungen können die Getriebeübersetzungen derart eingestellt werden, dass bei einem Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe der direkte Gang entweder der fünfte Gang G5 oder der siebte Gang G7 ist. Hinsichtlich des achtgängigen Doppelkupplungsgetriebes wird der fünfte Gang G5 als Direktgang bevorzugt. Durch diesen Aufbau lassen sich mit einem hinsichtlich Geometrie, Herstellverfahren und Funktion weitgehend gleichen Satz von Getriebebauteilen durch Variation der Zähnezahlen weniger Zahnräder verschiedene Doppelkupplungsgetriebe hinsichtlich Direktgang, Übersetzungsspreizung und Gangsprünge schaffen, die sehr vorteilhaft für unterschiedliche Fahrzeugtypen und/oder unterschiedliche Fahrzeugmotorisierungen zum Einsatz gelangen können.
So zeigt 1 im Sinne eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ein Doppelkupplungsgetriebe 11, dessen Doppelkupplung 1 zwei axial hintereinander angeordnete Kupplungen K1 und K2 umfasst. Die Eingangsseite der Doppelkupplung 1 steht dabei mit einer Motorwelle 2 beispielsweise eines Kraftfahrzeuges antriebstechnisch in Verbindung. Die Ausgangsseite der ersten Kupplung K1 ist mit einer hohlen Eingangswelle 4 gekoppelt, an deren kupplungsfernem Ende ein Festrad 6 befestigt ist. Die Ausgangsseite der zweiten Kupplung K2 ist dagegen durch eine in der hohlen Antriebswelle 4 gelagerte zentrische Antriebswelle 3 gebildet, welche an ihrem freien Ende ein Festrad 5 sowie ein Wellenlager 16 aufweist, in dem eine Getriebeabtriebswelle 17 aufgenommen ist.
Zudem verfügt dieses Doppelkupplungsgetriebe 11 über zwei Vorgelegewellen 7 und 8, von denen die eine Vorgelegewelle 8 als Hohlwelle ausgebildet ist, in der koaxial die andere Vorgelegewelle 7 drehbar gelagert ist und diese Hohlwelle vollständig durchgreift.
Das Doppelkupplungsgetriebe 11 weist eine Reihe von Radebenen 01 bis 08 auf, in denen miteinander im Zahneingriff stehende Zahnräder angeordnet sind. Die erste Zahnebene 01 wird durch das auf der hohlen Eingangswelle 4 angeordnete Festrad 6 und ein Festrad 9 gebildet, wobei letzteres auf der koaxial angeordneten Vorgelegewelle 7 befestigt ist. In der zweiten Radebene 02 kämmt das auf der koaxialen Eingangswelle 3 befestigte Festrad 5 mit einem Festrad 10, welches auf der hohlen Vorgelegewelle 8 drehfest sitzt. Diese beiden Radebenen 01 und 02 bilden die sogenannten Antriebskonstanten dieses Doppelkupplungsgetriebe 11.
Wie 1 weiter zeigt, trägt die hohle Vorgelegewelle 8 an ihrem kupplungsfernen Ende ein Losrad 13, welches mit einen Festrad 15 auf der Getriebeabtriebswelle 17 im Zahneingriff steht. Zudem ist zwischen dem ersten Festrad 10 und dem genannten Losrad 13 in der Radebene 03 ein weiteres Festrad 12 auf der hohlen Vorgelegewelle 8 befestigt, welches mit einem Losrad 14 auf der Antriebswelle 17 kämmt und bei allen hier nutzbaren Getriebevarianten dem dritten Getriebegang G3 zugeordnet ist. Dieses Losrad 14 weist wie auch alle anderen Losräder des Getriebes eine Koppelverzahnung 27 für ein Koppelelement der Koppelvorrichtung (hier A-B) auf.
Die koaxial angeordnete Vorgelegewelle 7 trägt in diesem Ausführungsbeispiel ausschließlich Festräder 9, 18, 19, 20 und 21, welche unterschiedlichen Getriebegängen, zum Teil auch unter Doppeltnutzung, zugeordnet sind. Diese Festräder 9, 18, 19, 20 und 21 stehen, soweit sie als Gangräder genutzt werden, mit zugeordneten Losrädern 22, 23, 24 und 25 auf der Getriebeab triebswelle 17 im Zahneingriff. Die Losräder 13, 14, 22, 23, 24, 25 des Getriebes sind mittels der genannten Koppelvorrichtungen A-B, C-D, E-F, H-G mit derjenigen Getriebewelle drehfest verbindbar, auf der diese drehbar gelagert sind.
Bevor auf die Funktionsweise des Doppelkupplungsgetriebes 11 näher eingegangen wird, sei darauf hingewiesen, dass die koaxiale Vorgelegewelle 7 eine Koppelverzahnung 26 aufweist, durch die diese Vorgelegewelle 7 mit Hilfe der Koppelvorrichtung C-D mit der hohlen Vorgelegewelle 8 drehstarr verbindbar ist. Dazu wird ein Koppelelement (beispielsweise eine Schiebemuffe) dieser Koppelvorrichtung in Richtung D verschoben. Diese Koppelvorrichtung C-D (Schaltrichtung C) ist im übrigen auch dazu vorgesehen, das Losrad 13 auf der hohlen Vorgelegewelle 8 mit letzterer antriebstechnisch zu verbinden und so den fünften Gang G5 oder den siebten Gang G7 in der Radebene 04 zu aktivieren, sofern diese nicht als Direkt-Gänge ausgebildet sind.
Außerdem ist zwischen den Radebenen 02 und 03 die weitere Koppelvorrichtung A-B angeordnet, mit deren Hilfe bei axialer Auslenkung in Richtung A (also in Richtung zur Doppelkupplung 1) die koaxial angeordnete Eingangswelle 3 über eine Koppelverzahnung 28 direkt mit der Getriebeabtriebswelle 17 verbunden wird. Bei einer Betätigung dieser Koppelvorrichtung in Richtung B wird dagegen das Losrad 14 zur Realisierung des dritten Gangs G3 drehfest mit der Getriebeabtriebswelle 17 verbunden.
Außerdem verfügt dieses Doppelkupplungsgetriebe über die Koppeleinrichtung E-F zwischen den beiden Radebenen 05 und 06 zum Schalten des sechsten Gangs G6 bzw. des vierten Gangs G4, sowie über die Koppelvorrichtung H-G zwischen den Radebenen 08 und 07.
Durch axiales Verschieben des Koppelelements dieser Koppelvorrichtung H-G in Richtung H wird das Losrad 24 mit der Getriebeabtriebswelle 17 verbunden und so in Abhängigkeit von der gerade aktivierten Kupplung K1 oder K2 der erste oder der zweite Rückwärtsgang R1 bzw. R2 eingelegt.
Ein Verschieben des Koppelelementes der Koppelvorrichtung H-G in Richtung G führt zum drehfesten Verbinden des Losrades 25 mit der Getriebeabtriebswelle 17, so dass in Abhängigkeit von der gerade vorliegenden Kupplungsbetätigungssituation der erste Gang G1 oder der zweite Gang G2 geschaltet werden.
Wie die in 1 oberhalb der Zahlen für die einzelnen Radebenen an- gegebenen Gangpositionen G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7, G8,RG1 und RG2 verdeutlichen, lassen sich die Zahnradpaarungen dieses Getriebes für unterschiedliche Gänge nutzen. So ist deutlich erkennbar, dass auch unabhängig von der Wahl des Direktganges (fünfter Gang G5 oder siebter Gang G7) die Zahnräder der Radebene 02 bei einem achtgängigen Doppelkupplungsgetriebe für den achten Gang G8 und für den fünften Gang G5, sowie bei einem Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe für den fünften Gang G5 oder den siebten Gang G7 genutzt werden.
Zudem ist die Radebene 04 beim Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe für den fünften Gang G5 oder den siebten Gang G7 nutzbar. Außerdem werden die Zahnräder 21, 25 der Radebene 07 wie schon erwähnt zur Realisierung des ersten Gangs G1 oder des zweiten Gangs 02 genutzt, während die Zahnräder 20, 24 der Radebene 08 für die beiden Rückwärtsgänge RG1 und RG2 alternativ zur Verfügung stehen.
Die Funktionsweise der nur wenig unterschiedlichen zwei Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe und eines Achtgang-Doppelkupplungsgetriebes lässt sich am besten durch eine Zusammenschau der Getriebestruktur gemäß 1 und den Betätigungstabellen gemäß den 2 bis 4 verdeutlichen. Diese Betätigungstabellen zeigen, welche der beiden Kupplungen K1 bzw. K2 der Doppelkupplung 1 zusammen mit den genannten Koppeleinrichtungen hinsichtlich deren Betätigungsstellungen A bis H zu betätigen sind, um einen der möglichen Getriebegänge G1 bis G7 (2 und 3) bzw. G1 bis G8 (4) schalten zu können. Zudem zeigen diese Tabellen das einem jeden Gang zugeordnete Übersetzungsverhältnis „i" sowie jeweils oben rechts die Getriebespreizung „phi" und darunter die jeweiligen Gangsprünge.
Gemäß 2 wird, markiert durch einen schwarzen Punkt, bei einem Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe mit dem fünften Gang G5 als Direktgang zum Einlegen des ersten Gangs das Koppelelement der Koppelvorrichtung C-D in Richtung D verschoben, so dass die zentrische Vorgelegewelle 7 über deren Koppelverzahnung 26 mit der hohlen Vorgelegewelle 8 drehfest verbunden wird. Außerdem wird das Koppelelement der Koppelvorrichtung H-G in Richtung G verschoben, so dass das Losrad 25 drehfest mit der Getriebeabtriebswelle 17 verbunden ist. Anschließend wird die Kupplung K2 geschlossen, so dass nun das Antriebsdrehmoment von der Motorwelle 2 über die Getriebeeingangswelle 3, die Festräder 5 und 10, die hohle Vorgelegewelle 8, die Koppelverzahnung 26, die zentrische Vorgelegewelle 7, das Festrad 21 und das Losrad 25 auf die Getriebeabtriebswelle 17 übertragen wird.
In dem gemäß 1 und 2 ausgelegten Siebengang-Doppelkupplungs-getriebe stellt sich beispielsweise für den ersten Gang G1 ein Übersetzungsverhältnis von i=4,8 ein, welches mit Vorteil auch für die anderen Doppelkupplungsgetriebe dieses Getriebe-Bausatzes genutzt wird (siehe 3 und 4).
Zum Schalten des zweiten Gangs G2 wird gemäß 1 und 2 die Koppelvorrichtung C-D in ihrer Position D gehalten, ohne dass dieses Auswirkungen auf das Übersetzungsverhältnis des zweiten Gangs G2 hätte. Zudem wird die Koppelvorrichtung A-B in die Schaltposition B zum Einlegen des dritten Getriebegangs G3 gebracht, welches durch die weißen Punkte in der zweiten Zeile dieser Tabelle gekennzeichnet ist. Außerdem wird die drehfeste Verbindung zwischen dem Festrad 21 auf der zentrischen Vorgelegewelle 7 und dem Losrad 25 auf der Getriebeabtriebswelle 17 (Betätigungsstellung G) beibehalten.
Durch Öffnen der Kupplung K2 und Schließen der Kupplung K1 wird das Antriebsdrehmoment der Antriebswelle 2 über die hohle Antriebswelle 4 und die Festräder 6 und 9 auf die koaxiale Vorgelegewelle 7 geleitet, von der dieses über das Festrad 21 und das immer noch drehfeste Losrad 25 auf die Getriebeabtriebswelle 17 übertragen wird. Wenngleich für diesen zweiten Gang G2 die Zahnräder 21, 25 der gleichen Radebene 07 wie für den ersten Gang G1 genutzt werden, so stellt sich das neue Übersetzungsverhältnis i=2,7 durch die Einbeziehung der Festräder 6 und 9 anstelle der Festräder 5 und 10 ein.
Der fünfte Gang G5 ist bei diesem Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe 11 als Direktgang ausgebildet, welches u.a. an dessen Übersetzungsverhältnis mit dem Wert i=1 erkennbar ist. Zum Schalten dieses fünften Gangs G5 wird lediglich das Koppelelement der Koppelvorrichtung A-B in Richtung A verschoben und die Kupplung K2 geschlossen. Dadurch wird das Drehmoment der Motorwelle 2 über die Kupplung K2 auf die koaxial angeordnete Eingangswelle 3 und auf deren Koppelverzahnung 28 geleitet, und von dort über die Koppelvorrichtung A-B auf die Getriebeeingangswelle 17 weitergegeben. Wie die weißen Punkte in 2 andeuten, befindet sich in diesem Schaltzustand die Koppelvorrichtung E-F in der Betätigungsposition E oder F, so dass das Schalten vom fünften Gang G5 in den sechsten Gang G6 oder vom fünften Gang G5 in den vierten Gang G4 durch Öffnen der Kupplung K2 und Schießen der Kupplung K1 ohne Drehmomenteinbruch an der Getriebeabtriebswelle 17 vollzogen werden kann.
Die anderen Gänge Doppelkupplungsgetriebes 11 mit sieben Vorwärts- und zwei Rückwärtsgängen werden durch Beachtung der Betätigungsanweisungen gemäß 2 in analoger Weise betätigt.
Um nun eine Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe mit einer niedrigeren Getriebespreizung zu erhalten, ist es ausgehend von dem gerade beschriebenen Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe unter Beibehaltung aller anderen Getriebekomponenten lediglich notwenig, die Zahnräder der Radebenen 01 und 03 bis 06 hinsichtlich ihrer Zähnezahlen so anzupassen, dass einerseits der direkte Gang nicht mehr der fünfte Gang G5 sondern der siebte Gang G7 ist, und dass sinnvolle Gangsprünge verwirklicht sind. Dabei können mit Vorteil die Zahnräder der Radebenen 02, 07 und 08, die Radebenenpositionen im Getriebe sowie die Koppelvorrichtungen und Getriebewellen beibehalten werden. Zudem werden auch bei dem zweiten Siebenganggetriebe der erste Gang G1 und die beiden Rückwärtsgänge R1 bzw. R2 mit den gleichen Zahnrädern und demgemäss mit den gleichen Übersetzungsverhältnissen realisiert.
Wie 1 oberhalb der Zahlen für die Radebenen 02 und 04 zeigt, ist bei diesen beiden Siebengang-Doppelkupplungsgetrieben der fünfte Gang G5 bzw. der siebte Gang G7 als direkte Verbindung zwischen der zentralen Antriebswelle 3 und der koaxialen Antriebswelle 4 bzw. über die Radebene 04 realisiert. Ein Vergleich der Betätigungstabellen gemäß 2 und 3 zeigt zudem, dass die beiden Getriebe sich vor allen dadurch unterscheiden, dass entweder der fünfte Gang G5 oder der siebte Gang G7 als Direktgang ausge legt sind, und dass die Übersetzungsverhältnisse (außer Gänge G1, R1, R2) unterschiedlich sind.
Durch diese Maßnahme wird ein hinsichtlich seiner Getriebespreizung und seiner Übersetzungsstufen anderes Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe geschaffen, das ein Höchstmaß an Gleichteilen mit dem erstgenannten Siebengang-Getriebe aufweist, welches sich sehr kostensparend auswirkt. Wie ein Vergleich der Betätigungstabellen von 2 und 3 zeigt, ist bei beiden Getrieben die Anfahrübersetzung wegen der unveränderten Nutzung der Gangräder für den ersten Gang konstant i=4,8. Verändert hat sich aber die Übersetzungsabstufung zwischen den einzelnen Gängen sowie die Getriebespreizung, die von phi=6,8 auf phi=4,8 reduziert wurde.
Des weiteren weist das Getriebe gemäß 2 zwei Overdrive-Gänge G6 und G7 auf, mit denen ein Fahrzeug besonders kraftstoffsparend betrieben werden kann. Im Unterschied dazu weist das Getriebe gemäß 3 keinen Overdrive-Gang auf.
Insgesamt sind diese beiden Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe dadurch hinsichtlich ihres Schaltverhaltens sowie des daraus resultierenden Betriebsverhaltens eines Kraftfahrzeuges sehr unterschiedlich, sodass das Getriebe gemäß 2 beispielsweise für ein stark motorisiertes Fahrzeug mit einer Diesel-Brennkraft-maschine und das Getriebe gemäß 3 eher für einen Sportwagen mit einem Ottomotor nutzbar ist.
Schließlich verdeutlicht 4, dass das Doppelkupplungsgetriebe gemäß 1 auch als Achtgang-Getriebe mit einer Getriebespreizung von phi=8,6 genutzt werden kann. Dazu ist der fünfte Gang G5 als Direktgang ausgebildet, so dass sich letztlich die Betätigungstabellen gemäß 2 und 4 nicht sehr unterscheiden. Der achte Gang G8 wird dazu durch Betätigen der Koppelvorrichtung A-B in Richtung A und Betätigen der Koppelvorrichtung C-D in Richtung D eingelegt und durch Schließen der Kupplung K1 geschaltet.
Wie 4 in Verbindung mit 1 zeigt, wird dann das von der Motorwelle 2 bereitgestellte Motordrehmoment über die hohle Eingangswelle 4 und die Festräder 6 und 9 auf die koaxial angeordnete Vorgelegewelle 7 übertragen. Von dort gelangt es über die Koppelverzahnung 26 auf die hohle Vorgelegewelle 8 und deren Festrad 10, welches mit dem Festrad 5 auf der zentrischen Eingangswelle 3 kämmt. Auf diese Weise wird das Drehmoment auf die Koppelverzahnung 28 und von dort über die nach A verschobene Koppelvorrichtung A-B auf die Getriebeabtriebswelle 17 geleitet.
Durch diesen Aufbau wird ein sehr kompaktes und zusammen mit den beiden Siebengang-Doppelkupplungsgetrieben in einer Fertigungsanlage herstellbares Achtgang-Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Rückwärtsgängen geschaffen, welches über insgesamt drei Overdrive-Gänge G6, G7 und G8 verfügt.

1: Doppelkupplung
2: Motorwelle
3: Koaxiale Eingangswelle
4: Hohle Antriebswelle
5: Festrad auf Eingangswelle 3
6: Festrad auf Eingangswelle 4
7: Koaxiale Vorgelegewelle
8: Hohle Vorgelegewelle
9: Festrad auf Vorgelegewelle 7
10: Festrad auf Vorgelegewelle 8
11: Doppelkupplungsgetriebe
12: Festrad
13: Losrad auf hohler Vorgelegewelle
14: Losrad
15: Festrad
16: Wellenlager für Getriebeabtriebswelle an Eingangswelle 3
17: Getriebeabtriebswelle
18: Festrad
19: Festrad
20: Festrad
21: Festrad
22: Losrad
23: Losrad
24: Losrad
25: Losrad
26: Koppelverzahnung
27: Koppelverzahnung
28: Koppelverzahnung
i: Übersetzungsverhältnis
phi: Spreizung; Übersetzungssprung
K1: Erste Kupplung
K2: Zweite Kupplung
A-B: Koppelvorrichtung
C-D: Koppelvorrichtung
E-F: Koppelvorrichtung
H-G: Koppelvorrichtung
01: Radebene
02: Radebene
03: Radebene
04: Radebene
05: Radebene
06: Radebene
07: Radebene
08: Radebene
G1: erster Gang
G2: zweiter Gang
G3: dritter Gang
G4: vierter Gang
G5: fünfter Gang
G6: sechster Gang
G7: siebter Gang
G8: achter Gang

Claims

Doppelkupplungsgetriebe (11) mit einer Doppelkupplung (1), bei der die Ausgangsseite der ersten Kupplung (K1) mit einer als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle (4) verbunden ist, bei der die Ausgangsseite der zweiten Kupplung (K2) mit einer in der hohlen Antriebswelle (4) koaxial angeordneten Antriebswelle (3) verbunden ist, wobei jede der beiden Antriebswellen (3, 4) ein Festrad (5, 6) trägt, mit zwei Vorgelegewellen (7, 8), von denen eine Vorgelegewelle (8) als Hohlwelle ausgebildet ist, in welcher eine koaxiale Vorgelegewelle (7) drehbar gelagert ist, wobei jede der beiden Vorgelegewellen (7, 8) ein Festrad (9, 10) trägt, bei dem das Festrad (6) der hohlen Antriebswelle (4) mit dem Festrad (9) auf der koaxial angeordneten Vorgelegewelle (7) kämmt, bei dem das Festrad (5) der koaxialen Antriebswelle (3) mit dem Festrad (10) auf der hohlen Vorgelegewelle (8) im Zahneingriff steht, bei dem eine Getriebeabtriebswelle (17) koaxial zu den beiden Antriebswellen (3, 4) ausgerichtet ist, bei dem die beiden Vorgelegewellen (7, 8) Los- und/oder Festräder tragen, die mit Los- bzw. Festrädern auf der Getriebeausgangswelle (17) im Zahneingriff stehen, und bei dem die Losräder des Getriebes (11) mittels Koppelvorrichtungen (A-B; C-D; E-F; G-H) mit der Getriebeabtriebswelle (17) bzw. wenigstens einer Vorgelegewelle (7, 8) drehfest verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Vorgelegewellen (7, 8) mittels einer Koppelvorrichtung (C-D) drehfest miteinander verbindbar sind, und dass auf der hohlen Vorgelegewelle (8) ein Losrad (13) drehbar gelagert ist, welches mit einem Festrad (15) auf der Getriebeabtriebswelle (17) kämmt.
Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch axiales Verschieben eines Koppelmittels der Koppelvorrichtung (C-D) in die eine Richtung (D) die beiden Vorgelegewellen (7, 8) verbindbar sind, sowie durch Verschieben in die andere Richtung (C) das Losrad (13) mit dem Festrad (15) auf der Getriebeabtriebswelle (17) drehfest verbindbar ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Losrad (13) am axialen Ende der hohlen Vorgelegewelle (8) angeordnet ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrische Vorgelegewelle (7) ausschließlich Festräder (9, 18, 19, 20, 21) trägt.
Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die hohle Vorgelegewelle (8) zwei Festräder (10, 12) sowie das Losrad (13) trägt.
Doppelkupplungsgetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese Radsätze (01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08) für sieben oder acht Vorwärtsgänge (G1 bis G8) und zwei Rückwärtsgänge (R1, R2) realisieren.
Doppelkupplungsgetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch Variation der Übersetzungsstufen der Radsätze (01, 03, 04, 05, 06) Doppelkupplungsgetriebe bildbar sind, bei denen der fünfte Gang (G5) oder der siebte Gang (G7) als Direktgänge mit einem Übersetzungsverhältnis von i=1 ausgebildet sind.
Doppelkupplungsgetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausbildung als Siebengang-Getriebe mit dem fünften Gang (G5) als Direkt-Gang die Zahnräder der Radsätze für den sechsten Gang (G6) und den siebten Gang (G7) ein Übersetzungsverhältnis von i<1 bilden.
Doppelkupplungsgetriebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausbildung als Siebengang-Getriebe mit dem siebten Gang (G7) als Direkt-Gang die Zahnräder des Radsatzes für den siebten Gang (G7) ein Übersetzungsverhältnis von i=1 bilden, und kein Getriebegang mit einem Übersetzungsverhältnis i<1 vorhanden ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausbildung als Achtgang-Getriebe mit dem fünften Gang (G5) als Direkt-Gang die Zahnräder der Radsätze für den sechsten Gang (G6), den siebten Gang (G7) und den achten Gang (G8) ein Übersetzungsverhältnis von i<1 bilden.
Doppelkupplungsgetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebengang-Getriebe mit dem fünften Gang (G5) als Direktgang sowie das Getriebe mit dem siebten Gang (G7) als Direktgang oder als Achtgang-Getriebe derart ausgebildet sind, dass diese das gleiche Anfahrübersetzungsverhältnis aufweisen.
Doppelkupplungsgetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Realisierung eines Siebengang-Getriebes mit dem fünften Gang (G5) als Direktgang sowie zwei Overdrive-Gängen (i<1) oder eines Siebengang-Getriebes mit dem siebten Gang (G7) als Direktgang die Zahnräder von Radebene 02 und Radebene 04 hinsichtlich ihrer Übersetzungsverhältnisse vertauscht sowie die Zahnräder der Radebene 01 hinsichtlich ihrer Zähnezahl so verändert sind, dass das Übersetzungsverhältnis (i) von Radebene 02 zu Radebene 01 bei beiden Getriebevarianten nahezu gleich ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Realisierung eines Siebengang-Getriebes mit dem fünften Gang (G5) als Direktgang sowie zwei Overdrive-Gängen (i<1) oder eines Siebengang-Getriebes mit dem siebten Gang (G7) als Direktgang die Zahnräder der Radebenen 01 und 03 bis 06 derart verändert sind, dass zwei Getriebe mit zueinander unterschiedlichen Getriebespreizungen aufbaubar sind.
Doppelkupplungsgetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Realisierung eines Achtgang-Getriebes mit dem fünften Gang (G5) als Direktgang sowie drei Overdrive-Gängen (i<1) die Zahnräder der Radebenen derart verändert sind, dass ein Getriebe aufgebaut ist, welches im Vergleich zu dem Siebengang-Getriebe mit dem fünften Gang (G5) als Direktgang sowie zwei Overdrive-Gängen (i<1) oder zu dem Siebengang-Getriebe mit dem siebten Gang (G7) als Direktgang die gleiche Anfahrübersetzung (i=konst.) und eine höhere Spreizung aufweist.
Doppelkupplungsgetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses derart ausgebildet ist, dass der achte Gang (G8) nicht zugkraftunterbrechungsfrei schaltbar ausgebildet ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersetzung der Rad ebene 01 kleiner als die Übersetzung der Radebene 02 und der Radebene 04 ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Getriebe mit dem fünften Gang (G5) als Direktgang die Übersetzung der Radebene 02 kleiner als die Übersetzung der Radebene 04 ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Getriebe mit dem siebten Gang (G7) als Direktgang die Übersetzung der Radebene 02 größer als die Übersetzung der Radebene 04 ist.