DE102005025567A1 - Drive train for commercial vehicle, comprises dual clutch unit with several PTOs for connection of attachments - Google Patents

Drive train for commercial vehicle, comprises dual clutch unit with several PTOs for connection of attachments Download PDF

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Abstract

The transmission unit (10) of the vehicle is designed as a dual clutch system (15) in order to increase the efficiency in particular when driving uphill. The drive train (1), including the engine (5), comprises several power take offs (50,60,70,80,90) operating attachments such as a pump, a water hose of a fire engine, or the tipper mechanism at a tipper van. One or more of those auxiliary drives (50,60,70,80,90) can be fitted with a separately working clutch unit (51,61,71,81,91).

Description

Die Erfindung betrifft einen Antriebstrang eines Nutzfahrzeugs gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The The invention relates to a drive train of a commercial vehicle according to the features of the preamble of claim 1.

Ein derartiger Antriebstrang ist beispielsweise aus der DE 26 41 886 bekannt. Dort ist ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Omnibus mit einem Motor, einem Getriebe, angetriebenen Fahrzeugrädern sowie einem Nebenabtrieb offenbart.Such a drive train is for example from the DE 26 41 886 known. There, a motor vehicle, in particular a bus with an engine, a transmission, powered vehicle wheels and a power take-off disclosed.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Antriebstrang eines Nutzfahrzeugs mit Nebenabtrieb sowie hohem mechanischem Wirkungsgrad bei hohem Komfort anzugeben.task The invention is a powertrain of a commercial vehicle with Power take-off and high mechanical efficiency with high comfort specify.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 erfüllt.These The object is achieved by the features of claim 1.

Der erfindungsgemäße Nutzfahrzeugantriebstrang ist dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeuggetriebe als Doppelkupplungsgetriebe ausgestaltet ist. Ein derartiges Doppelkupplungsgetriebe weist gegenüber einem herkömmlichen manuell bzw. (teil-)automatisiert geschalteten Schaltgetriebe den Vorteil eines zugkraftfreien Gangwechselns auf, was von einem Fahrzeugführer als angenehmer empfunden wird. Dadurch ist der Fahrkomfort des Nutzfahrzeugs gegenüber einem Fahrzeug mit Schaltgetriebe erhöht. Zudem erweist sich ein Nutzfahrzeug mit zugkraftfreier Schaltung als sehr vorteilhaft bei Bergfahrten mit größeren Steigungen. Ein übliches Abfallen der Fahrzeuggeschwindigkeit währende eines Schaltvorgangs bei Bergfahrt kann wirksam vermieden werden. Gegenüber einem Antriebstrang mit einem Automatikgetriebe in Planetenbauweise weist ein Antriebstrang mit erfindungsgemäßem Doppelkupplungsgetriebe einen höheren mechanischen Wirkungsgrad auf.Of the Commercial vehicle drive train according to the invention is characterized in that the vehicle transmission as a dual-clutch transmission is designed. Such a dual-clutch transmission faces one usual manually or (partially) automated switched gearbox the advantage a traction-free gear changes on what a driver as is felt more pleasant. This is the ride comfort of the commercial vehicle across from a vehicle with manual transmission increases. In addition, a proves to be Commercial vehicle with traction-free circuit as very beneficial in Mountain rides with larger slopes. A common one Dropping the vehicle speed during a shift when driving uphill can be effectively avoided. Opposite one Drive train with an automatic transmission in planetary design has a Drive train with inventive dual-clutch transmission a higher one mechanical efficiency.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Doppelkupplungsgetriebe an- oder abtriebsseitig einen Nebenabtrieb auf. Dieser Nebenabtrieb kann einen Kraft- und Momentenfluss in einer dem Doppelkupplungsgetriebe vor- oder nachgelagerten Getriebeeinheit vom Kraft- und Momentenfluss, der zu den angetriebenen Fahrzeugrädern führt, abzweigen. Damit sind der Nebenabtrieb und die von diesem angetriebenen Aggregate kraftschlüssig und ebenfalls ohne Zugkraftunterbrechung über zumindest Teile des Doppelkupplungsgetriebes mit dem Motor verbunden.In An embodiment of the invention, the dual clutch transmission on the input or output side on a power take-off. This power take-off can be a force and moment flow in a dual-clutch transmission upstream or downstream gear unit of the force and torque flow, which leads to the powered vehicle wheels, branch off. This is the power take-off and driven by this units power and also without interruption of traction over at least parts of the dual-clutch transmission connected to the engine.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, den Nebenabtrieb mit einer Vorgelegewelle nur eines der beiden Teilgetriebe des Doppelkupplungsgetriebes zu verbinden. In diesem Fall werden der Nebenabtrieb und die von diesem angetriebenen Aggregate jedoch immer nur dann vom Fahrzeugmotor angetrieben, wenn entweder die Kupplung des Teilgetriebes, welches diese Vorgelegewelle mit dem Motor in Kraft- und Momentenfluss bringt, geschlossen ist oder wenn ein dieser Vorgelegewelle zugeordneter Gang eingelegt und somit die Vorgelegewelle mit der Getriebeabtriebswelle kraftschlüssig verbunden ist.In A further embodiment of the invention is proposed, the Power take - off with a countershaft only one of the two partial transmissions of the Dual clutch transmission to connect. In this case, the Power take-off and driven by this aggregates, however, always only powered by the vehicle engine when either the clutch of the sub-transmission, which this countershaft with the engine in Force and moment flow brings, is closed or if one of these countershaft assigned gear engaged and thus the countershaft with the Transmission output shaft frictionally connected is.

Ist jedoch der Nebenabtrieb mit der Abtriebswelle des Teilgetriebes verbunden, die in der Regel ihrerseits permanent mit der Abtriebswelle des Doppelkupplungsgetriebes verbunden ist, dann ist der Nebenabtrieb immer dann mit dem Motor verbunden, wenn auch nur eine der Kupplungen des Doppelkupplungsgetriebes geschlossen ist.is However, the power take-off with the output shaft of the sub-transmission connected, usually in turn permanently with the output shaft the dual-clutch transmission is connected, then the power take-off always connected to the engine, if only one of the clutches of the dual clutch transmission is closed.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebstrangs weist zumindest einer der Nebenabtriebe eine unabhängig von der Doppelkupplung arbeitende Kupplung auf. Hierdurch ist es möglich, den jeweiligen Nebenabtrieb vom Kraft- und Momentenfluss abzukoppeln. Nicht benötigte Nebenabtriebe sind sodann nicht mehr mit dem Motor verbunden und stellen somit auch keinen Lastwiderstand mehr da, der einen Teil der vom Motor erzeugten Leistung vernichtet.In a further embodiment of the drive train according to the invention has at least one of the power take-offs one independent of the double clutch working clutch on. This makes it possible, the respective power take-off decoupling from the force and moment flow. Unnecessary power take-offs are then no longer connected to the engine and thus provide no more load resistor there, part of the motor destroyed power destroyed.

Nebenabtriebe, die über das Doppelkupplungsgetriebe mit dem Motor verbunden sind, werden überwiegend bei Fahrzeugstillstand oder bei nur geringer Fahrzeuggeschwindigkeit betrieben. Beispielsweise können Antriebspumpen von Kippern, Wasserpumpen von Löschfahrzeugen oder auch die Pumpen von Heizöltransportern auf diese Weise mit dem Motor verbunden sein.PTOs, the above the dual-clutch gearbox are connected to the engine become predominant at vehicle standstill or at low vehicle speed operated. For example, you can Drive pumps of dump trucks, water pumps of fire trucks or the Pumping of fuel oil transporters be connected to the engine in this way.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Motor des erfindungsgemäßen Antriebstrangs einen Nebenabtrieb auf. Dabei kann der Nebenabtrieb entweder über den Steuertrieb des Motors angetrieben werden oder unmittelbar mit der Kurbelwelle des Motors verbunden sein. Nebenabtriebe, die über den Steuertrieb mit der Kurbelwelle des Motors verbunden sind, können beispielsweise Kompressoren für Kühlanlagen antreiben oder Antriebe für leichte Betonmischer sein, die nur eine geringe bis mittlere Antriebsleistung benötigen.In Further embodiment of the invention, the engine of the drive train according to the invention a power take-off on. Here, the power take-off either via the Timing drive of the engine to be driven or directly to the crankshaft be connected to the engine. Power take-offs via the control gear with the Crankshaft of the engine are connected, for example, compressors for cooling systems drive or drives for be light concrete mixer, which only a low to medium power need.

Unmittelbar mit der Kurbelwelle des Motors verbunden, also im Kraft- und Momentenfluss noch vor einer eventuellen Fahrzeugkupplung angeordnet, können Nebenabtriebe angeordnet sein, die eine hohe Antriebsleistung benötigen, beispielsweise schwere Betonmischer, Betonpumpen oder Pressen von Müllfahrzeugen.immediate connected to the crankshaft of the engine, so in the force and torque flow arranged before a possible vehicle clutch, PTOs can be arranged, which require a high drive power, such as heavy Concrete mixers, concrete pumps or garbage truck presses.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert.following Be exemplary embodiments of Invention explained in more detail with reference to a schematic drawing.

Dabei zeigt die einzige Figur einen schematisch dargestellten, erfindungsgemäßen Antriebstrang 1 eines Nutzfahrzeugs mit einem Doppelkupplungsgetriebe 15 und einer Vielzahl von Nebenabtrieben 50; 60; 70; 80; 90.The single figure shows a schematically illustrated drive train according to the invention 1 a commercial vehicle with a dual-clutch transmission 15 and a variety of power take-offs 50 ; 60 ; 70 ; 80 ; 90 ,

Ein Verbrennungsmotor 5 ist mit einem Eingang 11 eines Getriebes 10 antriebsverbunden. Das in der Figur getrennt vom Motor 5 dargestellten Getriebe 10 kann selbstverständlich auch mit dem Gehäuse des Motors 5 verblockt sein. Der Ausgang 12 des Getriebes 10 ist mit einem Achsdifferential 40 verbunden, von dem seitlich Gelenkwellen 41 abgehen, die mit Fahrzeugrädern 42 einer angetriebenen Fahrzeugachse verbunden sind.An internal combustion engine 5 is with an entrance 11 a gearbox 10 drive-connected. That in the figure separated from the engine 5 illustrated gear 10 can of course also with the housing of the engine 5 be blocked. The exit 12 of the transmission 10 is with an axle differential 40 connected, from the side propeller shafts 41 go out with vehicle wheels 42 a driven vehicle axle are connected.

Erfindungsgemäß ist das Getriebe 10 als Doppelkupplungsgetriebe 15 ausgeführt, welches in der Figur schematisch als zwei parallel verlaufende Teilgetriebe 20, 30 mit je einer Kupplung 21; 31 dargestellt ist. Bei bauraumoptimierter Ausführung eines Doppelkupplungsgetriebes 15 werden die Kupplungen 21, 31 jedoch vorwiegend koaxial mit von einander beabstandeten Vorgelegewellen 22, 32 ausgeführt werden.According to the invention, the transmission 10 as a double-clutch transmission 15 executed, which in the figure schematically as two parallel partial transmission 20 . 30 each with a clutch 21 ; 31 is shown. With space-optimized design of a dual-clutch transmission 15 become the clutches 21 . 31 but predominantly coaxial with spaced countershafts 22 . 32 be executed.

In der Figur ist der erfindungsgemäße Antriebstrang 1 mit fünf Nebenabtrieben 50; 60; 70; 80; 90 dargestellt. Die Erfindung ist jedoch weder auf diese Anzahl noch auf eine bestimmte Kombination von mehreren, an unterschiedlichen Positionen im Antriebstrang angeordneten Nebenabtrieben 50; 60; 70; 80; 90 beschränkt. Die möglichen Positionen der Nebenabtriebe 50; 60; 70; 80; 90 sind lediglich der Übersichtlichkeit halber in nur einer Figur dargestellt.In the figure, the drive train according to the invention 1 with five power take-offs 50 ; 60 ; 70 ; 80 ; 90 shown. However, the invention is neither on this number nor on a specific combination of several, arranged at different positions in the drive train power take-offs 50 ; 60 ; 70 ; 80 ; 90 limited. The possible positions of the PTOs 50 ; 60 ; 70 ; 80 ; 90 are shown for clarity only in one figure.

Eine mögliche Position eines Nebenabtriebs 50; 60; 70; 80; 90 im erfindungsgemäßen Antriebstrang 1 des Nutzfahrzeugs liegt auf der der Abtriebsseite gegenüberliegende Stirnseite 6 des Motors 5. Häufig sind auf dieser Stirnseite 6 Momentübertragungsmittel 7 beispielsweise in Form eines Steuerriemens oder eines Zahnrädergetriebes angeordnet, die von einer Kurbelwelle 8 des Motors 5 angetrieben werden. Diese Momentübertragungsmittel 7 stehen wiederum wirkschlüssig mit anderen, jedoch nicht dargestellten motornahen Komponenten wie beispielsweise einer Wasserpumpe oder einem Kompressor in Verbindung und treiben diese an. Ein im Kraft- und Momentenfluss dieser Momentübertragungsmittel 7 angeordneter Nebenabtrieb 50 kann somit ebenfalls von diesem Momentübertragungsmittel 7 angetrieben werden. Insbesondere eignen sich hier Nebenabtriebe 50, die Aggregate mit geringer bis mittlerer Leistung antreiben.A possible position of a power take-off 50 ; 60 ; 70 ; 80 ; 90 in the drive train according to the invention 1 of the commercial vehicle is located on the output side opposite end face 6 of the motor 5 , Often are on this front page 6 Torque transmission means 7 for example, arranged in the form of a timing belt or a gear transmission, by a crankshaft 8th of the motor 5 are driven. These momentum transfer means 7 In turn, are in an operative connection with other, but not shown close-coupled components such as a water pump or a compressor in conjunction and drive them. One in the force and moment flow of these momentum transfer means 7 arranged power take-off 50 can thus also from this momentum transfer agent 7 are driven. In particular, here are power take-offs 50 , which power units with low to medium power.

Eine weitere mögliche Position zur Anordnung eines Nebenabtriebs 50; 60; 70; 80; 90 ist die Kurbelwelle 8 des Motors 5 auf der Motorabtriebsseite 9. Hierbei ist es prinzipiell unerheblich, ob der Nebenabtrieb 60 im Kraft- und Momentenfluss zwischen Motor 5 und Fahrzeugrädern 42 vor oder nach einer eventuellen, in der Figur nicht dargestellten Schwungscheibe angeordnet ist, so dass die Lage des Nebenabtriebs 60 bauraumoptimiert festgelegt werden kann. Die Anordnung eines Nebenabtriebs 60 direkt auf der Kurbelwelle 8 des Motors 5 ist insbesondere für Aggregate mit hoher Antriebsleistung geeignet.Another possible position for the arrangement of a power take-off 50 ; 60 ; 70 ; 80 ; 90 is the crankshaft 8th of the motor 5 on the engine output side 9 , It is in principle irrelevant whether the power take-off 60 in the force and moment flow between engine 5 and vehicle wheels 42 is arranged before or after a possible, not shown in the figure flywheel, so that the position of the power take-off 60 can be determined space-optimized. The arrangement of a power take-off 60 directly on the crankshaft 8th of the motor 5 is particularly suitable for units with high drive power.

Der in der Figur von der Kurbelwelle 8 abgehende Nebenabtrieb 60 ist mittels einer Getriebeeinheit 62 über Zahnräder 63 mit der Kurbelwelle 8 verbunden. Diese Zahnräder 63 können prinzipiell gleiche aber auch unterschiedliche Durchmesser aufweisen, so dass auch eine Drehzahl- oder Momentenerhöhung bzw. -erniedrigung möglich ist. Eine Momentübertragung zwischen antreibender Kurbelwelle 8 und angetriebener Nebenabtriebswelle ist prinzipiell auch über einen Riemen oder eine Kette möglich. Ebenso ist über eine entsprechende Ausgestaltung der Verzahnung der Zahnräder 63 beispielsweise über eine nicht dargestellte Kegelradverzahnung bzw. über ein Gelenk in der angetriebenen Nebenabtriebswelle ein Nebenabtrieb 60 realisierbar, der nicht parallel zur antreibenden Kurbelwelle 8 verläuft.The one in the figure of the crankshaft 8th outgoing power take-off 60 is by means of a gear unit 62 about gears 63 with the crankshaft 8th connected. These gears 63 can in principle have the same but also different diameters, so that a speed or torque increase or decrease is possible. A moment transfer between driving crankshaft 8th and powered PTO shaft is possible in principle via a belt or a chain. Likewise, via a corresponding configuration of the teeth of the gears 63 for example, via a bevel gear, not shown, or via a joint in the driven power take-off shaft a power take-off 60 feasible, which is not parallel to the driving crankshaft 8th runs.

Die in vorstehendem Absatz gemachten Aussagen gelten mittelbar oder unmittelbar auch für die nachfolgend beschriebenen weiteren Nebenabtriebe 70; 80; 90.The statements made in the preceding paragraph also apply directly or indirectly to the additional power take-offs described below 70 ; 80 ; 90 ,

Eine weitere mögliche Position zur Anordnung eines Nebenabtriebs 70; 80; 90 ist abtriebsseitig des Doppelkupplungsgetriebes 15 gegeben. Dabei kann der Nebenabtrieb 90 an der Abtriebswelle 13 des Doppelkupplungsgetriebes 15 angeordnet sein, die das Doppelkupplungsgetriebe 15 mit dem Achsdifferential 40 verbindet. Die exakte Lage des Nebenantriebs 90 ist dabei den gegebenen Bauraumverhältnissen im Nutzfahrzeug anpassbar.Another possible position for the arrangement of a power take-off 70 ; 80 ; 90 is the output side of the dual-clutch gearbox 15 given. Here, the power take-off 90 on the output shaft 13 of the dual-clutch transmission 15 be arranged, which is the dual-clutch transmission 15 with the axle differential 40 combines. The exact position of the auxiliary drive 90 is adaptable to the given installation space conditions in the commercial vehicle.

Der Nebenabtrieb 70; 80; 90 kann auch mit einem Teilgetriebe 20; 30 des Doppelkupplungsgetriebes 15 verbunden sein. Die Abtriebswellen 24, 34 der Teilgetriebe 20, 30 sind mit der Getriebeabtriebswelle 13 über Zahnräder 25, 35 formschlüssig verbunden. Ist der Nebenabtrieb 70 also mit einer der beiden Abtriebswellen 24, 34 verbunden, so ist der Nebenabtrieb 70 immer kraftschlüssig mit dem Motor 5 verbunden, sobald eine der beiden Kupplungen 21, 31 der beiden Teilgetriebe 20, 30 geschlossen ist. Vorteilhaft ist der geringe Bauraum, da der Nebenabtrieb 70 unmittelbar auf der Abtriebswelle 24; 34 angeordnet sein kann und somit zusätzliche Zahnräder entfallen können.The power take-off 70 ; 80 ; 90 can also work with a partial transmission 20 ; 30 of the dual-clutch transmission 15 be connected. The output shafts 24 . 34 the partial transmission 20 . 30 are with the transmission output shaft 13 about gears 25 . 35 positively connected. Is the power take-off 70 So with one of the two output shafts 24 . 34 connected, so is the power take-off 70 always frictionally with the engine 5 connected as soon as one of the two couplings 21 . 31 the two partial transmissions 20 . 30 closed is. Advantageous is the small space, as the power take-off 70 directly on the output shaft 24 ; 34 at can be ordered and thus can be omitted additional gears.

Ist der Nebenabtrieb 70; 80; 90 hingegen mit einer der beiden Vorgelegewellen 22, 32 der beiden Teilgetriebe 20, 30 verbunden, so ist dieser Nebenantrieb 80 nur dann mit dem Motor 5 verbunden, wenn ein auf dieser Vorgelegewelle 22; 32 angeordnetes Zahnrad mit einem auf der Abtriebswelle 24; 34 angeordneten Zahnrad beispielsweise mittels einer in der Figur nicht dargestellten Schaltvorrichtung formschlüssig verbunden ist, oder wenn die diesem Teilgetriebe 20; 30 zugeordnete Kupplung 21; 22 geschlossen ist. Für den Fall, dass kein Gang eingelegt ist, kann trotzdem durch Schließen der Kupplung 21; 22 der Nebenabtrieb 80 des Teilgetriebes 20; 30 mit dem Motor 5 verbunden werden.Is the power take-off 70 ; 80 ; 90 however, with one of the two countershafts 22 . 32 the two partial transmissions 20 . 30 connected, so is this PTO 80 only with the engine 5 connected when on this countershaft 22 ; 32 arranged gear with a on the output shaft 24 ; 34 arranged gear is positively connected for example by means of a switching device, not shown in the figure, or if this partial transmission 20 ; 30 assigned clutch 21 ; 22 closed is. In the event that no gear is engaged, can still by closing the clutch 21 ; 22 the power take-off 80 of the partial transmission 20 ; 30 with the engine 5 get connected.

Alle oben beschriebenen Nebenabtriebe 50; 60; 70; 80; 90 können eigene Kupplungen 51; 61; 71; 81; 91 aufweisen, die es ermöglichen, das jeweils über den entsprechenden Nebenabtrieb 50; 60; 70; 80; 90 mit dem Motor 5 verbundene Aggregat vom Motor 5 zu entkoppeln.All PTOs described above 50 ; 60 ; 70 ; 80 ; 90 can own couplings 51 ; 61 ; 71 ; 81 ; 91 that make it possible, in each case via the corresponding power take-off 50 ; 60 ; 70 ; 80 ; 90 with the engine 5 connected aggregate from the engine 5 to decouple.

Claims (5)

Antriebstrang (1) eines Nutzfahrzeugs mit einem Antriebsmotor (5), einem Getriebe (10) und angetriebenen Fahrzeugrädern (42) sowie einem Nebenabtrieb (50; 60; 70; 80; 90), dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (10) ein Doppelkupplungsgetriebe (15) ist.Drive train ( 1 ) of a commercial vehicle with a drive motor ( 5 ), a transmission ( 10 ) and powered vehicle wheels ( 42 ) and a power take-off ( 50 ; 60 ; 70 ; 80 ; 90 ), characterized in that the transmission ( 10 ) a dual-clutch transmission ( 15 ). Antriebstrang (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Doppelkupplungsgetriebe (15) an- oder abtriebsseitig einen Nebenabtrieb (70; 80; 90) aufweist.Drive train ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the dual-clutch transmission ( 15 ) on the input or output side a power take-off ( 70 ; 80 ; 90 ) having. Antriebstrang (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenabtrieb (70; 80) mit einem Teilgetriebe (20; 30) des Doppelkupplungsgetriebes (15) verbunden ist.Drive train ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the power take-off ( 70 ; 80 ) with a partial transmission ( 20 ; 30 ) of the dual-clutch transmission ( 15 ) connected is. Antriebstrang (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer oder mehrere der Nebenabtriebe (50; 60; 70; 80; 90) eine unabhängig von der Doppelkupplung (15) arbeitende Kupplung (51; 61; 71; 81; 91) aufweist.Drive train ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that one or more of the power take-offs ( 50 ; 60 ; 70 ; 80 ; 90 ) one independent of the double clutch ( 15 ) working clutch ( 51 ; 61 ; 71 ; 81 ; 91 ) having. Antriebstrang (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (5) einen Nebenabtrieb (50; 60) aufweist.Drive train ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the drive motor ( 5 ) a power take-off ( 50 ; 60 ) having.
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