DE102009014939A1

DE102009014939A1 - Doppelkupplungsgetriebe für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102009014939A1
Application number: DE200910014939
Authority: DE
Inventors: Mikael Mohlin; Axel Geiberger; Mathias Remmler; Markus Rockenbach
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2010-01-07

Abstract

Ein Doppelkupplungsgetriebe (1) umfasst eine innere Eingangswelle (20) im Innern einer äußeren Eingangswelle (22). Mit den zwei Eingangswellen (20, 22) sind jeweils eine erste Kupplungsscheibe (8) und eine zweite Kupplungsscheibe (10) des DCT (1) verbunden. Eine erste Zahnradgruppe, eine zweite Zahnradgruppe und eine dritte Zahnradgruppe umfassen jeweils ein Festrad (24, 25, 30), das auf einer der Eingangswellen (20, 22) vorgesehen ist, ein Losrad (60, 62, 61), das mit dem Festrad (24, 25, 30) in Eingriff ist, und eine Kupplungsvorrichtung (80, 81), um selektiv das Losrad (60, 62, 61) einzukuppeln. Das Losrad (60, 62, 61) und die Kupplungsvorrichtung (80, 81) sind gemeinsam auf einer der Vorgelegewellen (40, 50) angeordnet. Das Doppelkupplungsgetriebe umfasst außerdem einen nachgeschalteten Getriebegangverdoppler.

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe für Kraftfahrzeuge wie Automobile.
Ein Doppelkupplungsgetriebe (DCT, Double-Clutch Transmission) umfasst zwei Eingangswellen, die einzeln mit zwei Kupplungen verbunden und durch diese angetrieben werden. Die zwei Kupplungen sind oft in einer einzigen Vorrichtung vereint, welche die Betätigung jeder der zwei Kupplungen zu einem Zeitpunkt ermöglicht. Die zwei Kupplungen sind einzeln mit zwei Eingangswellen des DCT verbunden, um Antriebsdrehmomente zu liefern.
Volkswagen hat ein DCT mit der Bezeichnung DSG DQ200 vorgestellt. Das DSG DQ200 ist ein Versuch, in den Kraftfahrzeugen zum Fahren auf der Straße ein Siebengang-DCT verfügbar zu machen. Die Verwendung des DCT ist noch nicht weit verbreitet. Schwierigkeiten, welche die weitreichende Verwendung eines DCT behindern, umfassen das Bereitstellen eines kompakten, zuverlässigen und Kraftstoff sparenden DCT. Daher besteht ein Bedarf für die Bereitstellung eines solchen DCT, das außerdem für Konsumenten erschwinglich ist.
Die vorliegende Anmeldung stellt ein verbessertes Doppelkupplungsgetriebe (DCT) bereit, das eine innere Einganswelle und eine äußere Eingangswelle umfasst.
Die äußere Eingangswelle umgibt einen Teil der inneren Eingangswelle. Die innere Eingangswelle befindet sich teilweise im Innern der äußeren Eingangswelle. Anders ausgedrückt umschließt die äußere Eingangswelle die innere Eingangswelle in einer radialen Richtung. Die radiale Richtung bezeichnet Bereiche, die eine Längsachse der inneren Eingangswelle umgeben.
Außerdem weist das DCT eine erste Kupplungsscheibe und eine zweite Kupplungsscheibe auf. Die erste Kupplungsscheibe ist drehfest mit der inneren Eingangswelle verbunden. In gleicher Weise ist auch die zweite Kupplungsscheibe drehfest mit der äußeren Eingangswelle verbunden. Die drehfeste Verbindung ermöglicht Teilen, die mit der drehfesten Verbindung verbunden sind, sich gemeinsam zu drehen, wenn eines der Teile einem Antriebsdrehmoment unterworfen ist. Eine solche drehfeste Verbindung kann durch ein Universalgelenk gebildet werden.
Eine erste Vorgelegewelle und eine zweite Vorgelegewelle sind von den Eingangswellen beabstandet. Diese Vorgelegewellen sind parallel zu den Eingangswellen angeordnet. Die Längsachsen dieser Wellen sind parallel zueinander.
Das DCT umfasst außerdem eine erste Zahnradgruppe, eine zweite Zahnradgruppe und eine dritte Zahnradgruppe zur Übertragung eines Eingangsdrehmoments von einem Motor auf ein Differential eines Automobils.
Die erste Zahnradgruppe umfasst ein erstes Festrad, ein erstes Losrad und eine erste Kupplungsvorrichtung. Insbesondere ist das erste Festrad auf einer der Eingangswellen vorgesehen. Das erste Losrad und die erste Kupplungsvorrichtung sind gemeinsam auf der ersten Vorgelegewelle angeordnet. Anders ausgedrückt trägt die erste Vorgelegewelle das erste Losrad und die erste Kupplungsvorrichtung. Das erste Losrad ist mit dem ersten Festrad in Eingriff bzw. kämmt mit diesem, während die erste Kupplungsvorrichtung selektiv das erste Losrad einkuppelt.
Wenn die erste Kupplungsvorrichtung das erste Losrad einkuppelt, wird ein Drehmoment von der Eingangswelle, die das erste Festrad aufweist, über das erste Losrad, über die erste Kupplungsvorrichtung auf die Vorgelegewelle übertragen, die mit der ersten Kupplungsvorrichtung verbunden ist. Auf diese Weise überträgt die erste Zahnradgruppe ein eintreffendes Drehmoment und stellt zusammen mit anderen Teilen des DCT zwei oder mehr verschiedene Gänge bereit.
Die zweite Zahnradgruppe und die dritte Zahnradgruppe sind in ähnlicher Weise konstruiert. Die Zahnradgruppen stellen gemeinsam drei sequentiell steigende Gänge bereit.
In der Praxis kann ein Doppelkupplungselement wie zwei Kupplungsvorrichtungen wirken, die zwei Losräder bedienen. Alternativ können zwei Einzelkupplungselemente wie zwei Kupplungsvorrichtungen wirken, die zwei Losräder bedienen.
Zur Erläuterung betrachten wir Getriebegänge eines Automobils, die in einer sequentiell steigenden Weise von einem ersten Gang bis zu einem siebten Gang angeordnet sind. Ein erster Gang besitzt ein Übersetzungsverhältnis von 2,97:1. Ein zweiter Gang besitzt ein Übersetzungsverhältnis von 2,07:1. Ein dritter Gang besitzt ein Übersetzungsverhältnis von 1,43:1. Ein vierter Gang besitzt ein Übersetzungsverhältnis von 1,00:1. Ein fünfter Gang besitzt ein Übersetzungsver hältnis von 0,84:1. Ein sechster Gang besitzt ein Übersetzungsverhältnis von 0,56:1. Ein siebter Gang besitzt ein Übersetzungsverhältnis von 0,42:1. Mit diesen Übersetzungsverhältnissen können die Gänge eine steigende Reihe von Abtriebsdrehzahlen für den Antrieb eines Automobils liefern, das mit diesen Getriebegängen ausgestattet ist.
Überdies enthält das DCT Teile zur Vervielfältigung seiner Getriebedrehzahl. Die Teile umfassen eine nachgeschaltete Zahnradgruppe, die ein Eingangsdrehmoment mit einer Drehzahl empfängt und die empfangene eine Drehzahl in zwei oder mehr Drehzahlen weiter umwandelt. Die nachgeschaltete Zahnradgruppe umfasst Zahnräder auf der zweiten Vorgelegewelle, welche die Losräder der ersten, der zweiten und der dritten Zahnradgruppe trägt. Die nachgeschaltete Zahnradgruppe umfasst außerdem ein oder mehrere Zahnräder auf einer dritten Vorgelegewelle, die mit einem Ritzel versehen ist. Bei einer Ausführungsform umfasst die nachgeschaltete Zahnradgruppe ein erstes nachgeschaltetes Festrad, ein zweites nachgeschaltetes Festrad und ein drittes nachgeschaltetes Festrad.
Das erste nachgeschaltete Festrad ist auf der ersten Vorgelegewelle vorgesehen, während das zweite nachgeschaltete Festrad auf der zweiten Vorgelegewelle vorgesehen ist. Das erste nachgeschaltete Festrad ist mit dem zweiten nachgeschalteten Festrad in Eingriff. Das dritte nachgeschaltete Festrad ist auf der zweiten Vorgelegewelle vorgesehen.
Des Weiteren umfassen die Teile auch eine nachgeschaltete Vorgelegewelle und eine nachgeschaltete Zahnradgruppe. Die nachgeschaltete Vorgelegewelle ist von den Eingangswellen beabstandet und parallel zu den Eingangswellen angeordnet.
Überdies ist die nachgeschaltete Zahnradgruppe auf der nachgeschalteten Vorgelegewelle angeordnet.
Die nachgeschaltete Zahnradgruppe umfasst ein erstes nachgeschaltetes Losrad, ein zweites nachgeschaltetes Losrad und eine nachgeschaltete Kupplungsvorrichtung. Das erste nachgeschaltete Losrad ist mit dem zweiten nachgeschalteten Festrad in Eingriff. Das zweite nachgeschaltete Losrad ist mit dem dritten nachgeschalteten Festrad in Eingriff. Die nachgeschaltete Kupplungsvorrichtung kuppelt selektiv eines der nachgeschalteten Losräder ein.
Zur Abgabe eines Drehmoments umfasst das DCT außerdem ein Hauptritzel, das auf der nachgeschalteten Vorgelegewelle angeordnet ist. Das Antriebsdrehmoment kann auf eine Antriebseinheit eines Fahrzeugs übertragen werden. Die Antriebseinheit wird auch als Antriebsstrang oder Antriebsaggregat bezeichnet, der oder das eine Gruppe von Bauteilen für die Abgabe von Kraft an eine Straßenoberfläche, Wasser oder Luft umfasst. Die Bauteile können ein Antriebsrad, eine Gleiskette, die von Panzern oder Raupenschleppern verwendet wird, oder einen Propeller einschließen.
Anders gesagt liefert das oben beschriebene DCT sechs Vorwärtsgänge durch Doppelkupplungsscheiben. Das DCT macht das Gangschalten zwischen ungeraden und geraden Stufen schnell und effizient, da die Zahnräder der ungeraden und der geraden Gänge jeweils von verschiedenen Kupplungsscheiben angetrieben werden. Die nachgeschaltete Zahnradgruppe verdoppelt die Zahl der Gänge, die von der zuvor beschriebenen Anordnung bereitgestellt werden, und macht somit das DCT kompakt und leichtgewichtig. Dadurch ist das DCT leicht herzustellen.
Die Doppelkupplungsgetriebevorrichtung kann eine Rücklauf-Vorgelegewelle und ein Rücklaufritzel zur Bereitstellung eines Rückwärtsgangs umfassen. Die Rücklauf-Vorgelegewelle ist von den Eingangswellen beabstandet und ist parallel zu den Eingangswellen angeordnet, wobei das Rücklaufritzel fest an der Rucklauf-Vorgelegewelle angebracht ist, um ein Rückwärtsantriebsdrehmoment abzugeben.
Außerdem kann die Doppelkupplungsgetriebevorrichtung eine Rücklaufzahnradgruppe umfassen, die ein Rücklauf-Losrad und eine Rücklauf-Kupplungsvorrichtung einschließt. Das Rücklauf-Losrad und die Rücklauf-Kupplungsvorrichtung sind gemeinsam auf der Rücklauf-Vorgelegewelle angeordnet. Anders ausgedrückt sind das Rücklauf-Losrad und die Rücklauf-Kupplungsvorrichtung auf der Rücklauf-Vorgelegewelle platziert. Das Rücklauf-Losrad ist mit einem der Losräder in Eingriff. Die Rücklauf-Kupplungsvorrichtung dient dazu, selektiv das Rücklauf-Losrad einzukuppeln, so dass das Rücklauf-Losrad fest mit der Rücklauf-Vorgelegewelle verbunden ist.
Verschiedene Eingangswellen können einen Vorwärtsgang und einen Rückwärtsgang antreiben, um eine Schaukelfunktion zur Bergung eines Fahrzeugs, das in Schlamm feststeckt, bereitzustellen. Der Vorwärtsgang kann einen ersten Gang oder einen zweiten Gang umfassen. Insbesondere können das erste Festrad und das zweite Festrad auf verschiedenen Eingangswellen vorgesehen sein und ist das Rücklauf-Losrad mit dem zweiten Losrad in Eingriff.
Dann wird die Schaukelfunktion durch die Doppelkupplungen des DCT erzeugt, die schnell zwischen dem Vorwärts- und dem Rückwärtsgang hin- und herschalten. Dadurch wird das Fahrzeug schnell vor- und zurückgefahren, um das Fahrzeug aus dem Schlamm zu ziehen.
Das DCT kann in unterschiedlicher Weise gestaltet sein. Bei einer Gestaltungsform sind das erste Festrad und das dritte Festrad auf der äußeren Eingangswelle vorgesehen, während das zweite Festrad auf der inneren Eingangswelle vorgesehen ist. Bei einer anderen Gestaltungsform sind das erste Festrad und das dritte Festrad auf der inneren Eingangswelle vorgesehen, während das zweite Festrad auf der äußeren Eingangswelle vorgesehen ist. Des Weiteren können das erste Losrad, das zweite Losrad und das dritte Losrad auf der ersten Vorgelegewelle vorgesehen sein.
Überdies kann das DCT eine vierte Zahnradgruppe enthalten, um zusätzliche Gänge bereitzustellen. Anders gesagt liefert das DCT mit der vierten Zahnradgruppe acht Vorwärtsgänge.
Die vierte Zahnradgruppe umfasst ein viertes Festrad, das auf einer der Eingangswellen vorgesehen ist. Außerdem umfasst sie ein viertes Losrad, das mit dem vierten Festrad in Eingriff ist. Zum selektiven Einkuppeln des vierten Losrads ist auch eine vierte Kupplungsvorrichtung vorgesehen. Das vierte Losrad und die vierte Kupplungsvorrichtung sind gemeinsam auf der ersten Vorgelegewelle angeordnet. Anders ausgedrückt sind das erste Losrad, das zweite Losrad, das dritte Losrad und das vierte Losrad auf derselben Vorgelegewelle platziert.
Des Weiteren kann die vierte Zahnradgruppe in unterschiedlicher Weise gestaltet sein. Bei einer Gestaltungsform ist das vierte Festrad auf der inneren Eingangswelle vorgesehen. Alternativ kann das vierte Festrad auch auf der äußeren Ein gangswelle platziert sein. Das vierte Losrad kann ebenfalls auf der ersten Vorgelegewelle vorgesehen sein.
Das Doppelkupplungsgetriebe kann eine Parksperre enthalten. Die Parksperre ist auf der nachgeschalteten Vorgelegewelle vorgesehen. Die nachgeschaltete Vorgelegewelle kann ein Achsantriebsritzel für den Eingriff mit einem Differential des DCT und dessen Blockierung umfassen. Das Differential umfasst das Abtriebszahnrad auf der Ausgangswelle. Die Parksperre ermöglicht somit ein sicheres Abstellen eines Fahrzeugs mit der Parksperre an einem Ort, auch an einem Hang. Die Parksperre ist leicht zu verwirklichen und für die Sicherheit der Fahrgäste von Vorteil.
Das Doppelkupplungsgetriebe kann Wellenlager zum Abstützen der inneren Eingangswelle und der äußeren Eingangswelle um fassen. Überdies können eines oder mehrere der Wellenlager an wenigstens einem Ende der inneren Eingangswelle und der äußeren Eingangswelle vorgesehen sein. Dies verhindert vorteilhafterweise eine Durchbiegung oder Auslenkung der Eingangswellen.
Des Weiteren kann das Doppelkupplungsgetriebe Vorgelegewellenlager zum Abstützen der Vorgelegewellen umfassen. Eines oder mehrere der Vorgelegewellenlager kann neben dem Ritzel vorgesehen sein. Das Ritzel kann ein großes Drehmoment abgeben. Folglich wird die Vorgelegewelle, die das Ritzel trägt, besser durch ein angrenzendes Vorgelegewellenlager zur Verringerung der Wellendurchbiegung abgestützt. Hierdurch wird die Effizienz der Drehmomentübertragung verbessert und werden die Kosten des DCT gesenkt.
Desgleichen können eines oder mehrere der übrigen Vorgelegewellenlager neben einem der Losräder der niedrigen Gänge vorgesehen sein. Die Zahnräder niedriger Gänge übertragen größere Drehmomente verglichen mit den Zahnrädern höherer Gänge. Nahe Abstützung durch die Lager hilft somit, eine übermäßige Durchbiegung der Vorgelegewelle zu verringern.
Gemäß der Anmeldung wird ein Schaltgetriebe bereitgestellt. Das Schaltgetriebe umfasst das DCT und ein Abtriebszahnrad, das auf einer Ausgangswelle vorgesehen ist. Das Abtriebszahnrad ist mit den Ritzeln in Eingriff, um eine einzige Quelle der Drehmomentabgabe zu bilden. Dies ermöglicht eine einfache und übersichtliche Konstruktion des DCT.
Die Anmeldung stellt eine Antriebsvorrichtung mit dem oben beschriebenen Schaltgetriebe bereit. Die Antriebsvorrichtung umfasst eine oder mehrere Kraftquellen zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments. Die Antriebsvorrichtung weist gewöhnlich das Schaltgetriebe und eine Kraftquelle für das Schaltgetriebe an Bord auf, so dass sich die Antriebsvorrichtung bewegen kann, ohne physisch mit einer externen stationären Kraftquelle verbunden zu sein.
Die Kraftquelle kann einen Verbrennungsmotor umfassen. Der Antriebsstrang mit dem Verbrennungsmotor und dem DCT ist leicht herzustellen. Zwecks Umweltschutz kann der Verbrennungsmotor weniger Benzin verbrauchen. Überdies kann ein Verbrennungsmotor, der andere Brennstoffarten wie z. B. Wasserstoffbrennstoff verwendet, die Umweltbelastung verringern.
Alternativ kann die Kraftquelle einen Elektromotor umfassen. Ein in einem Hybridfahrzeug oder in einem Elektroauto verwendeter Elektromotor ermöglicht eine Verringerung der Umweltbe lastung im Vergleich zur typischen Verbrennung unter Verwendung von Benzin. Der Elektromotor kann sogar in einem Generatormodus Bremsenergie zurückgewinnen.
Die Anmeldung stellt ein Fahrzeug bereit, das die oben er wähnte Antriebsvorrichtung umfasst. Das Fahrzeug mit der Antriebsvorrichtung ist durch Verwendung des DCT effizient beim Energieverbrauch.
1 stellt eine Vorderansicht einer Ausführungsform eines Doppelkupplungsgetriebes der Anmeldung dar,
2 stellt den Weg des Drehmomentflusses eines ersten Übersetzungsverhältnisses des Doppelkupplungsgetriebes dar,
3 stellt den Weg des Drehmomentflusses eines zweiten Übersetzungsverhältnisses des Doppelkupplungsgetriebes dar,
4 stellt den Weg des Drehmomentflusses eines dritten Übersetzungsverhältnisses des Doppelkupplungsgetriebes dar,
5 stellt den Weg des Drehmomentflusses eines vierten Übersetzungsverhältnisses des Doppelkupplungsgetriebes dar,
6 stellt den Weg des Drehmomentflusses eines fünften Übersetzungsverhältnisses des Doppelkupplungsgetriebes dar,
7 stellt den Weg des Drehmomentflusses eines sechsten Übersetzungsverhältnisses des Doppelkupplungsgetriebes dar,
8 stellt den Weg des Drehmomentflusses eines siebten Übersetzungsverhältnisses des Doppelkupplungsgetriebes dar,
9 stellt den Weg des Drehmomentflusses eines achten Übersetzungsverhältnisses des Doppelkupplungsgetriebes dar,
10 stellt den Weg des Drehmomentflusses eines Rückwärtsgang-Übersetzungsverhältnisses des Doppelkupplungsgetriebes dar,
11 stellt eine Anordnung einer doppelseitigen Kupplungsvorrichtung des Doppelkupplungsgetriebes zum Einkuppeln ihrer angrenzenden Zahnräder dar,
12 stellt eine Anordnung einer einseitigen Kupplungsvorrichtung des Doppelkupplungsgetriebes zum Einkuppeln ihres angrenzenden Zahnrads dar,
13 stellt eine Anordnung eines Losrads des Doppelkupplungsgetriebes dar, das mittels eines Lagers drehbar von einer Welle getragen wird,
14 stellt eine Anordnung eines Festrads des Doppelkupplungsgetriebes dar, das auf einer Welle getragen wird, und
15 stellt einen Querschnitt durch eine Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors mit dem Doppelkupplungsgetriebe dar.
In der folgenden Beschreibung werden detaillierte Angaben gemacht, um die Ausführungsformen der Anmeldung zu beschreiben. Für den Fachmann sollte jedoch auf der Hand liegen, dass die Ausführungsformen ohne diese Details praktiziert werden können.
1 bis 15 liefern eine ausführliche Beschreibung einer Ausführungsform eines Doppelkupplungsgetriebes (DCT) der Anmeldung. 1 bis 15 weisen gleiche Teile auf. Die gleichen Teile tragen das gleiche Bezugszeichen oder die gleiche Bezeichnung. Die Beschreibung der gleichen Teile ist somit durch Bezugnahme eingeschlossen.
1 stellt eine Vorderansicht einer Ausführungsform eines Doppelkupplungsgetriebes 1 der Anmeldung dar. Das DCT 1 umfasst ein relativ großes Abtriebszahnrad 12, eine Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38, eine Eingangsvollwelle 20, eine Eingangshohlwelle 22, eine obere Vorgelegewelle 40, eine untere Vorgelegewelle 50, eine unterste Vorgelegewelle 52 und zwei Ritzel 53, 55.
Die oben erwähnten Wellen, die Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38, die zwei Eingangswellen 20, 22, die obere Vorgelegewelle 40, die untere Vorgelegewelle 50 und die unterste Vorgelegewelle 52 sind parallel zueinander mit vorbestimmten gegenseitigen Abständen im Innern des DCT 1 vorgesehen.
Die Eingangsvollwelle 20, wie sie hier vorgesehen ist, wird auch als K1 oder innere Eingangswelle bezeichnet, während die Eingangshohlwelle 22 auch als K2 oder äußere Eingangswelle bezeichnet wird.
Im generischen Sinne kann eine Hohlwelle die Eingangsvollwelle 20 ersetzen. Das heißt, die Eingangswelle 20 muss keinen massiven Querschnitt besitzen, sondern kann eine hohle Mitte aufweisen.
Die Eingangsvollwelle 20 und die Eingangshohlwelle 22 haben die gleiche Drehachse und sind einzeln drehfest mit einer inneren Kupplungsscheibe 8 und mit einer äußeren Kupplungsscheibe 10 einer Doppelkupplung 6 verbunden, wie dies in 15 zu erkennen ist. Die innere Kupplungsscheibe 8 ist auch als innere Kupplung bekannt. Die äußere Kupplungsscheibe 10 ist auch als äußere Kupplung bekannt.
Das unterste Ritzel 53 und das Rücklaufritzel 55. Das unterste Ritzel 53 ist an einer Drehachse der untersten Vorgelegewelle 52 befestigt, während das Rücklaufritzel 55 an einer Drehachse der Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38 befestigt ist. Das Abtriebszahnrad 12 ist an einer Drehachse einer Ausgangswelle 14 befestigt. Die beiden Ritzel 53, 55 stehen einzeln an verschiedenen Positionen des Abtriebszahnrads 12 mit dem Abtriebszahnrad 12 in Eingriff bzw. kämmen mit diesem.
Die Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38, die zwei Eingangswellen 20, 22, die obere Vorgelegewelle 40, die untere Vorgelegewelle 50 und die unterste Vorgelegewelle 52 sind mit vorbestimmten Abständen zueinander parallel. Die Abstände sind in radialen Richtungen dieser Wellen vorgesehen, was besser in 2 zu erkennen ist. Auf diesen Wellen sind weitere Zahnräder montiert, die jeweils in vorbestimmter Weise miteinander in Eingriff stehen. Die Art und Weise der Montage und des Eingriffs dieser Zahnräder ist besser in einigen der folgenden Figuren zu erkennen.
In der Beschreibung dienen die Ausdrücke ”in Eingriff” und ”kämmen” in Bezug auf verzahnte Räder als Synonyme. Der Ausdruck ”Doppelkupplungsgetriebe” kann alternativ als ”Doppelkupplung” oder ”Dualkupplungsgetriebe” formuliert werden.
1 zeigt außerdem eine Schnittebene A-A zur Erläuterung einer expandierten Querschnittansicht durch das DCT 1, die in 2 bis 10 dargestellt ist. Die Schnittebene A-A verläuft durch die Drehachse des Abtriebszahnrads 12, die Drehachse des Ritzels 53, die Drehachse der unteren Vorgelegewelle 50, die Drehachse der oberen Vorgelegewelle 40, die Drehachse der Eingangswellen 20, 22 und die Drehachse des Ritzels 55.
Ein Zweck von 2 bis 10 ist es, Struktur und Drehmomentflüsse des DCT 1 näher zu erläutern.
2 stellt eine 1 entsprechende expandierte Ansicht des DCT 1 dar, welche zeigt, in welcher Weise die Zahnräder montiert sind.
Das DCT 1 umfasst von oben nach unten eine Rückwärtsgang-Vorgelegeachsenanordnung, eine Eingangsvollwellenanordnung, eine Eingangshohlwellenanordnung, eine obere Vorgelegewellenanordnung, eine untere Vorgelegewellenanordnung, eine unterste Vorgelegewellenanordnung und eine Ausgangswellenanordnung.
Insbesondere schließt die Eingangsvollwellenanordnung die Eingangsvollwelle 20 ein, während die Eingangshohlwellenanordnung die Eingangshohlwelle 22 einschließt. Die Rückwärtsgang-Vorgelegeachsenanordnung schließt die die Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38 ein. Die obere Vorgelegewellenanordnung umfasst die obere Vorgelegewelle 40. Die untere Vorgelegewellenanordnung schließt die untere Vorgelegewelle 50 ein. Die unterste Vorgelegewellenanordnung umfasst die unterste Vorgelegewelle 52. Die Ausgangswellenanordnung umfasst die Ausgangswelle 14.
Die Hohlwelle 22 ist konzentrisch um die Eingangsvollwelle 20 angeordnet. Die Eingansvollwelle 20 ragt an einem rechten Ende aus der Eingangshohlwelle 22 heraus. Anders ausgedrückt ist ein mittlerer Teil der Eingangsvollwelle 20 in einer radialen Richtung der Eingangswellen 20, 22 von der äußeren Eingangswelle 22 umgeben.
Die Eingangshohlwelle 22 ist mittels eines Paars von Vollwellenlagern 71, die an zwei Enden der Eingangshohlwelle 22 angeordnet sind, auf der Eingangsvollwelle 20 angebracht. Folglich sind die zwei Eingangswellen 20, 22 derart verbunden, dass sich die Eingangsvollwelle 20 frei im Innern der Eingangshohlwelle 22 drehen kann. Außerdem ist ein Vollwellenlager 71 vorgesehen, um ein linkes herausragendes Ende der Eingangsvollwelle abzustützen 20. Ein Hohlwellenlager 72 ist ebenfalls vorgesehen, um ein rechtes Ende der Eingangshohlwelle 22 abzustützen.
Bezug nehmend auf 2 umfasst die Eingangsvollwellenanordnung die Eingangsvollwelle 20 und eine Mehrzahl von Bauteilen, die auf der Eingangsvollwelle 20 vorgesehen sind. Die Bauteile umfassen, von einem rechten Ende der Eingangsvollwelle 20 zu einem linken Ende der Eingangsvollwelle 20, das Vollwellenlager 71, das Hohlwellenlager 72, ein Festrad achter Gang 28, ein Festrad zweiter Gang 30 und das Vollwellenlager 71. Das Hohlwellenlager 72 dient ebenfalls als Vollwellenlager 71. Das Festrad achter Gang 28 dient als Festrad vierter Gang 31. Das Festrad zweiter Gang 30 dient als Festrad sechster Gang 32. Das Festrad zweiter Gang 30 und das Festrad achter Gang 28 sind koaxial auf der Eingangsvollwelle 20 befestigt.
Bezug nehmend auf 2 umfasst die Eingangshohlwellenanordnung die Eingangshohlwelle 20 und eine weitere Mehrzahl von Bauteilen, die auf der Eingangshohlwelle 20 angeordnet sind. Die Bauteile umfassen, von einem rechten Ende der Eingangshohlwelle 20 zu einem linken Ende der Eingangshohlwelle 20, das Hohlwellenlager 72, ein Festrad erster Gang 24 und ein Festrad dritter Gang 25. Das Festrad erster Gang 24 dient als Festrad fünfter Gang 26, während das Festrad dritter Gang 25 als Festrad siebter Gang 27 dient. Sowohl das Festrad erster Gang 24 als auch das Festrad dritter Gang 25 sind koaxial an der Eingangshohlwelle 22 befestigt.
Bezug nehmend auf 2 umfasst die Rückwärtsgang-Vorgelegeachsenanordnung die Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38. Eine Mehrzahl von Bauteilen ist auf der Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38 angeordnet. Die Bauteile umfassen, vom rechten Ende zum linken Ende, ein Rücklaufritzel 55, ein Vorgelegeachsenlager 74, ein Rückwärtsgang-Losrad 37, eine einseitige Kupplungsvorrichtung 83 und ein weiteres Vorgelegeachsenlager 74.
Das Rücklaufritzel 55 ist mit seiner Drehachse an der Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38 befestigt. Die Vorgelegeachsenlager 74 dienen zur Abstützung der Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38. Das Rückwärtsgang-Losrad 37 ist gesondert durch Lager auf der Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38 montiert, so dass das Rückwärtsgang-Losrad 37 als Losrad wirkt, das sich frei um die Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38 drehen kann. Die einseitige Kupplungsvorrichtung 83 ist dafür ausgelegt, sich entlang der Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38 zu bewegen, um das Rückwärtsgang-Losrad 37 einzukuppeln oder auszukuppeln.
Bezug nehmend auf 2 schließt die obere Vorgelegewellenanordnung die obere Vorgelegewelle 40 und eine weitere Mehrzahl von Bauteilen ein, die auf der oberen Vorgelegewelle 40 vorgesehen sind. Die Bauteile umfassen, vom rechten Ende zum linken Ende, ein Vorgelegewellenlager 73, ein Festrad oberer Gang 42, ein Losrad erster Gang 60, eine doppelseitige Kupp lungsvorrichtung 80, ein Losrad dritter Gang 62, ein Losrad vierter Gang 63, eine doppelseitige Kupplungsvorrichtung 81, ein Losrad zweiter Gang 61 und ein weiteres Vorgelegewellenlager 73.
Die Vorgelegewellenlager 73 sind dafür vorgesehen, die obere Vorgelegewelle 40 abzustützen. Das Festrad oberer Gang 42 ist koaxial an der oberen Vorgelegewelle 40 befestigt. Das Losrad erster Gang 60, das Losrad dritter Gang 62 und das Losrad vierter Gang 63 sind einzeln durch Lager auf der oberen Vorgelegewelle 40 montiert, so dass das Losrad erster Gang 60, das Losrad dritter Gang 62 und das Losrad vierter Gang 63 als Losräder wirken, die sich frei um die obere Vorgelegewelle 40 drehen können. Überdies dient das Losrad erster Gang 60 als Losrad fünfter Gang 64, und es kämmt mit dem Rückwärtsgang-Losrad 37. Das Losrad dritter Gang 62 dient als Losrad siebter Gang 66, und es kämmt and mit dem Festrad dritter Gang 25. Das Losrad vierter Gang 63 dient als Losrad achter Gang 67, und es kämmt mit dem Festrad achter Gang 28. das Losrad zweiter Gang 61 dient als Losrad sechster Gang 65, und es kämmt mit dem Festrad zweiter Gang 30.
Die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 80 ist dafür ausgelegt, sich entlang der oberen Vorgelegewelle 40 zu bewegen, um eines von dem Losrad erster Gang 60 und dem Losrad dritter 62 mit der oberen Vorgelegewelle 40 zu kuppeln oder um eines von dem Losrad erster Gang 60 und dem Losrad dritter Gang 62 von der oberen Vorgelegewelle 40 zu entkuppeln. Ebenso ist die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 81 dafür ausgelegt, sich entlang der oberen Vorgelegewelle 40 zu bewegen, um eines von dem Losrad vierter Gang 63 und dem Losrad zweiter Gang 61 mit der oberen Vorgelegewelle 40 zu kuppeln oder um eines von dem Losrad vierter Gang 63 und dem Losrad zweiter Gang 61 von der oberen Vorgelegewelle 40 zu entkuppeln.
In der Praxis können zwei einseitige Kupplungsvorrichtungen die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 80 oder die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 81 ersetzen, um dieselbe Funktion zu erfüllen.
Bezug nehmend auf 2 umfasst die untere Vorgelegewellenanordnung die untere Vorgelegewelle 50 und eine weitere Mehrzahl von Bauteilen, die auf der unteren Vorgelegewelle 50 angeordnet sind. Die Bauteile umfassen, vom rechten Ende zum linken Ende, ein Vorgelegewellenlager 74, ein Festrad erster unterer Gang 43, ein Festrad zweiter unterer Gang 46 und ein weiteres Vorgelegewellenlager 74. Die Vorgelegewellenlager 74 dienen zur Abstützung der unteren Vorgelegewelle 50. Das Festrad erster unterer Gang 43 ist koaxial an der unteren Vorgelegewelle 50 befestigt, und es kämmt mit dem Festrad oberer Gang 42. Das Festrad zweiter unterer Gang 46 ist ebenfalls koaxial an der unteren Vorgelegewelle 50 befestigt.
Bezug nehmend auf 2 umfasst die unterste Vorgelegewellenanordnung die unterste Vorgelegewelle 52 und eine weitere Mehrzahl von Bauteilen, die auf der untersten Vorgelegewelle 52 montiert sind. Die Bauteile umfassen, vom rechten Ende zum linken Ende, ein unterstes Ritzel 53, ein Vorgelegewellenlager 74, ein Losrad erster unterster Gang 44, ein Losrad zweiter unterster Gang 45, ein Parksperrenrad 75 und ein weiteres Vorgelegewellenlager 74.
Insbesondere ist das unterste Ritzel 53 mit seiner Drehachse an der untersten Vorgelegewelle 52 befestigt. Die Vorgelegewellenlager 74 dienen zur Abstützung der untersten Vorgelege welle 52. Das Losrad erster unterster Gang 44 ist gesondert durch Lager auf der untersten Vorgelegewelle 52 montiert, so dass das Losrad erster unterster Gang 44 als Losrad wirkt, das sich frei um die unterste Vorgelegewelle 52 drehen kann. Das Losrad erster unterster Gang 44 kämmt mit dem Festrad erster unterer Gang 43. Ebenso ist das Losrad zweiter unterster Gang 45 gesondert durch Lager auf der untersten Vorgelegewelle 52 montiert, so dass das Losrad zweiter unterster Gang 45 als Losrad wirkt, das sich frei um die unterste Vorgelegewelle 52 drehen kann. Das Losrad zweiter unterster Gang 45 kämmt mit dem Festrad zweiter unterer Gang 46.
Die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 ist dafür ausgelegt, sich entlang der untersten Vorgelegewelle 52 zu bewegen, um eines von dem Losrad erster unterster Gang 44 und dem Losrad zweiter unterster Gang 45 mit der untersten Vorgelegewelle 52 zu kuppeln oder um eines von dem Losrad erster unterster Gang 44 und dem Losrad zweiter unterster Gang 45 von der untersten Vorgelegewelle 52 zu entkuppeln.
Das Parksperrenrad 75 ist an der untersten Vorgelegewelle 52 befestigt. Das Parksperrenrad 75 ist Teil einer Parksperre, die dazu verwendet wird, die unterste Vorgelegewelle 52 zu blockieren, wenn ein Fahrzeug mit dem Doppelkupplungsgetriebe 1 abgestellt wird. Die unterste Vorgelegewelle 52, das Parksperrenrad 75 ist mit einer Sperrklinkenvorrichtung oder mit einer Rastvorrichtung versehen, um die unterste Vorgelegewelle 52 zu blockieren. Die Rastvorrichtung weist ein Zahnstangenelement, eine Klaue oder dergleichen auf. Im Parkmodus ist das Parksperrenrad 75 in Eingriff, um über die unterste Vorgelegewelle 52 und über das Abtriebszahnrad 12 die Ausgangswelle 14 zu blockieren und somit die Ausgangswelle 14 am Drehen zu hindern.
Bezug nehmend auf 2 schließt die Ausgangswellenanordnung die Ausgangswelle 14 und das Abtriebszahnrad 12 ein, das koaxial an der Ausgangswelle 14 befestigt ist 14. Das Abtriebszahnrad 12 kämmt mit dem untersten Ritzel 53 und dem Rücklaufritzel 55. Zwei Ausgangswellenlager 77 sind jeweils an zwei gegenüberliegenden Enden der Ausgangswelle 14 angeordnet, um die Ausgangswelle 14 abzustützen.
Anders ausgedrückt weist das DCT 1 eine Einrichtung mit Doppeleingriff auf. Die Einrichtung mit Doppeleingriff umfasst, dass 43 mit dem Festrad oberer Gang 42 und dem Losrad erster unterster Gang 44 in Eingriff ist. Der Ausdruck ”Kupplungsvorrichtung” kann alternativ als ”Schaltmechanismus” oder als ”Gleichlaufeinrichtung” bezeichnet werden.
Das Festrad erster Gang 24 ist auch als erstes Festrad bekannt. Desgleichen ist das Festrad dritter Gang 25 auch als drittes Festrad bekannt. Das Festrad fünfter Gang 26 ist auch als fünftes Festrad bekannt. Das Festrad siebter Gang 27 ist auch als siebtes Festrad bekannt. Das Festrad achter Gang 28 ist auch als achtes Festrad bekannt. Das Festrad zweiter Gang 30 ist auch als zweites Festrad bekannt. Das Festrad vierter Gang 31 ist auch als viertes Festrad bekannt. Das Festrad sechster Gang 32 ist auch als sechstes Festrad bekannt.
Überdies ist das Rückwärtsgang-Losrad 37 auch als Rücklauf-Losrad bekannt. Desgleichen ist die Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38 auch als Rücklaufwelle bekannt.
Das Losrad erster Gang 60 ist auch als erstes Losrad bekannt. Desgleichen ist das Losrad zweiter Gang 61 auch als zweites Losrad bekannt. Das Losrad dritter Gang 62 ist auch als drit tes Losrad bekannt. Das Losrad vierter Gang 63 ist auch als viertes Losrad bekannt. Das Losrad fünfter Gang 64 ist auch als fünftes Losrad bekannt. Das Losrad sechster Gang 65 ist auch als sechstes Losrad bekannt. Das Losrad siebter Gang 66 ist auch als siebtes Losrad bekannt. Das Losrad achter Gang 67 ist auch als achtes Losrad bekannt.
Im generischen Sinne können die Eingangswellen 20 und 22 oder die Wellen 38, 40, 50 und 52 durch zwei oder mehr Lager gestützt sein statt durch zwei Lager.
In den Zeichnungen der vorliegenden Anmeldung stellen gestrichelte Linien entweder alternative Positionen der abgebildeten Teile oder eine kämmende Beziehung zwischen den Zahnrädern dar.
Das DCT 1 kann in gleicher Weise wie ein bekanntes manuelles Getriebe, zum Beispiel ein manuelles Parallelgetriebe, angeschlossen werden. Bei dem bekannten manuellen Getriebe erstreckt sich eine Antriebswelle für eine Vorderachse eines Fahrzeugs aus seinem Getriebegehäuse nach außen und parallel zur seinem Hauptgetriebe. Diese Anordnung bietet wenig Raum für die Betätigung des Getriebes und der Kupplung und für einen optionalen Elektromotor. Der optionale Elektromotor kann als Anlasservorrichtung für einen Verbrennungsmotor, als Energierückgewinnungsvorrichtung für Bremsvorgänge oder als zusätzliches Antriebsmittel in Hybridfahrzeugen dienen. Die Verfügbarkeit von derart wenig Raum ist mit einer Reihe von Schwierigkeiten verbunden, die von dieser Ausführungsform behoben oder zumindest verringert werden.
Das DCT 1 hat einen geringen Raumbedarf und kann daher in eine Struktur eines Parallelgetriebes eingebaut werden. Über dies besitzt das DCT 1 zwei Eingangswellen, die an zwei parallele Getriebe angeschlossen sein können. Die zwei Eingangswellen können über ihre eigene Kupplung drehfest an eine Welle gekuppelt werden, die von einem Antriebsmotor angetrieben wird. Das DCT 1 kann außerdem eine Ausgangswelle bereitstellen, die parallel zu der Eingangswelle ist.
Das DCT 1 ist auch besonders gut für den Quereinbau in Frontantriebfahrzeugen geeignet, bei denen das Frontdifferential zum Beispiel unter den Ritzeln 51, 55 angeordnet sein kann. So kann eine kurze Gesamtlänge des Antriebsstranges zur Drehmomentübertragung erreicht werden.
Die Anmeldung sieht wenigstens zwei relativ kleine Ritzel 53, 55 auf zwischenliegenden Vorgelegewellen 52, 38 vor, die mit einem relativ großen Abtriebszahnrad 12 kämmen. Das Abtriebszahnrad 12 ist wiederum an der Ausgangswelle 14 befestigt. Diese Anordnung liefert ein kompaktes und leichtgewichtiges DCT 1.
Die Ausführungsform ermöglicht außerdem eine Konstruktion, bei der das Abtriebszahnrad 12 in eine Getriebedifferentialvorrichtung integriert ist, ohne dass eine Ausgangszwischenwelle des DCT 1 vorgesehen ist.
Dies ermöglicht außerdem eine Konstruktion, bei der das Abtriebszahnrad in eine Getriebedifferentialvorrichtung integriert ist, ohne dass eine Ausgangszwischenwelle des Schaltgetriebes vorgesehen ist. Dies ermöglicht eine sehr dichte Packsituation für die Getriebevorrichtung.
Die Festräder sind in einer Weise angeordnet, die einen energieeffizienten Betrieb unterstützt. Festräder für gerade Gänge sind auf einer Eingangswelle vorgesehen, während Festräder für ungerade Gänge auf einer anderen Eingangswelle vorgesehen sind. Diese Anordnung ermöglicht einen gleichmäßigen sequentiellen Gangwechsel. Wenn das DCT 1 in einen bestimmten Gang eingerückt oder eingekuppelt ist, kann der nächste sequentielle Gang in entweder ansteigender oder abfallender Weise für einen schnellen und gleichmäßigen Übergang oder Gangwechsel positioniert werden.
Die Wellen 38 und 52 weisen eine verringerte Wellendurchbiegung auf, da die Vorgelegewellenlager 74 neben den Ritzeln 53, 55 angeordnet sind, die viel Last ausüben. überdies sind aus den gleichen Gründen die Lager 71, 72 oder 73 an Enden der Wellen 20, 22, 38, 40, 50 und 52 angeordnet.
2 bis 10 erläutern den Drehmomentfluss für verschiedene Übersetzungsverhältnisse. Ein Verbrennungsmotor, der nicht dargestellt ist, überträgt ein Eingangsdrehmoment auf das DCT 1.
2 zeigt den Weg des Drehmomentflusses eines ersten Übersetzungsverhältnisses. Die Eingangshohlwelle 22 empfängt das Eingangsdrehmoment. Wie in 2 dargestellt, wird das Drehmoment dann über das Festrad erster Gang 24, über das Losrad erster Gang 60 und über die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 80 weitergeleitet. Die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 80 ist mit dem Losrad erster Gang 60 gekuppelt bzw. verbunden. Das Drehmoment wird anschließend über die obere Vorgelegewelle 40, über das Festrad oberer Gang 42, über das Festrad erster unterer Gang 43, über die untere Vorgelegewelle 50, über das Festrad zweiter unterer Gang 46, über das Losrad zweiter unterster Gang 45 und über die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 weitergeleitet. Die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 ist mit dem Losrad zweiter unterster Gang 45 in Eingriff. Danach wird das Drehmoment über die unterste Vorgelegewelle 52, über das unterste Ritzel 53 und über das Abtriebszahnrad 12 auf die Ausgangswelle 14 übertragen. Somit ist die Zahl der Zahneingriffe oder der verbundenen Zahnradpaare für die Drehmomentübertragung des ersten Gangs vier.
3 zeigt den Weg des Drehmomentflusses eines zweiten Übersetzungsverhältnisses. Die Eingangsvollwelle 20 empfängt das Eingangsdrehmoment. Das Drehmoment wird dann über das Festrad zweiter Gang 30, über das Losrad zweiter Gang 61 und über die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 81 weitergeleitet. Die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 81 ist mit dem Losrad zweiter Gang 61 gekuppelt bzw. verbunden. Das Eingangsdrehmoment wird anschließend über die obere Vorgelegewelle 40, über das Festrad oberer Gang 42, über das Festrad erster unterer Gang 43, über die untere Vorgelegewelle 50, über das Festrad zweiter unterer Gang 46, über das Losrad zweiter unterster Gang 45 und über die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 weitergeleitet. Die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 ist mit dem Losrad zweiter unterster Gang 45 in Eingriff. Danach wird dass Eingangsdrehmoment über die unterste Vorgelegewelle 52, über das unterste Ritzel 53 und über das Abtriebszahnrad 12 auf die Ausgangswelle 14 übertragen. Somit ist die Zahl der Zahneingriffe für die Drehmomentübertragung des zweiten Gangs vier.
4 zeigt den Weg des Drehmomentflusses eines dritten Übersetzungsverhältnisses. Die Eingangshohlwelle 22 empfängt das Eingangsdrehmoment. Das Drehmoment wird dann über das Festrad dritter Gang 25, über das Losrad dritter Gang 62, über die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 80 weitergelei tet. Die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 80 ist mit dem Losrad dritter Gang 62 gekuppelt bzw. verbunden. Danach wird das Drehmoment über die obere Vorgelegewelle 40, über das Festrad oberer Gang 42, über das Festrad erster unterer Gang 43, über die untere Vorgelegewelle 50, über das Festrad zweiter unterer Gang 46, über das Losrad zweiter unterster Gang 45 und über die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 weitergeleitet. Die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 ist mit dem Losrad zweiter unterster Gang 45 in Eingriff. Das Drehmoment wird anschließend über die unterste Vorgelegewelle 52, über das unterste Ritzel 53 und über das Abtriebszahnrad 12 auf die Ausgangswelle 14 übertragen. Insgesamt ist die Zahl der Zahneingriffe für die Drehmomentübertragung des dritten Gangs vier.
5 zeigt den Weg des Drehmomentflusses eines vierten Übersetzungsverhältnisses. Die Eingangsvollwelle 20 empfängt das Eingangsdrehmoment. Das Drehmoment wird dann über das Festrad vierter Gang 31, über das Losrad vierter Gang 63 und über die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 81 weitergeleitet. Die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 81 ist mit dem Losrad vierter Gang 63 gekuppelt bzw. verbunden. Das Eingangsdrehmoment wird anschließend über die obere Vorgelegewelle 40, über das Festrad oberer Gang 42, über das Festrad erster unterer Gang 43, über die untere Vorgelegewelle 50, über das Festrad zweiter unterer Gang 46, über das Losrad zweiter unterster Gang 45 und über die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 weitergeleitet. Die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 ist mit dem Losrad zweiter unterster Gang 45 gekuppelt bzw. verbunden. Danach wird das Eingangsdrehmoment über die unterste Vorgelegewelle 52, über das unterste Ritzel 53 und über das Abtriebszahnrad 12 auf die Ausgangs welle 14 übertragen. Somit ist die Zahl der Zahneingriffe für die Drehmomentübertragung des vierten Gangs vier.
6 zeigt den Weg des Drehmomentflusses eines fünften Übersetzungsverhältnisses. Die Eingangshohlwelle 22 empfängt das Eingangsdrehmoment. Das Drehmoment wird dann über das Festrad erster Gang 24, über das Losrad erster Gang 60, über die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 80 weitergeleitet. Die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 80 ist mit dem Losrad erster Gang 60 gekuppelt bzw. verbunden. Das Eingangsdrehmoment wird anschließend über die obere Vorgelegewelle 40, über das Festrad oberer Gang 42, über das Festrad erster unterer Gang 43, über das Losrad erster unterster Gang 44 und über die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 weitergeleitet. Die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 ist mit dem Losrad erster unterster Gang 44 in Eingriff. Anschließend wird das Eingangsdrehmoment über die unterste Vorgelegewelle 52, über das unterste Ritzel 53 und über das Abtriebszahnrad 12 auf die Ausgangswelle 14 übertragen. Somit ist die Zahl der Zahneingriffe für die Drehmomentübertragung des fünften Gangs vier.
7 zeigt den Weg des Drehmomentflusses eines sechsten Übersetzungsverhältnisses. Die Eingangsvollwelle 20 empfängt das Eingangsdrehmoment. Das Drehmoment wird dann über das Festrad zweiter Gang 30, über das Losrad zweiter Gang 61 und über die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 81 weitergeleitet. Die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 81 ist mit dem Losrad zweiter Gang 61 gekuppelt bzw. verbunden. Anschließend wird das Eingangsdrehmoment über die obere Vorgelegewelle 40, über das Festrad oberer Gang 42, über das Festrad erster unterer Gang 43, über das Losrad erster unterster Gang 44 und über die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 weitergelei tet. Die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 ist mit dem Losrad erster unterster Gang 44 in Eingriff. Das Eingangsdrehmoment wird danach über die unterste Vorgelegewelle 52, über das unterste Ritzel 53 und über das Abtriebszahnrad 12 auf die Ausgangswelle 14 übertragen. Somit ist die Zahl der Zahneingriffe für die Drehmomentübertragung des fünften Gangs vier.
8 zeigt den Weg des Drehmomentflusses eines siebten Übersetzungsverhältnisses. Die Eingangshohlwelle 22 empfängt das Eingangsdrehmoment. Das Drehmoment wird dann über das Festrad dritter Gang 25, über das Losrad dritter Gang 62 und über die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 80 weitergeleitet. Die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 80 ist mit dem Losrad dritter Gang 62 gekuppelt bzw. verbunden. Das Eingangsdrehmoment wird anschließend über die obere Vorgelegewelle 40, über das Festrad oberer Gang 42, über das Festrad erster unterer Gang 43, über das Losrad erster unterster Gang 44 und über die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 weitergeleitet. Die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 ist mit dem Losrad erster unterster Gang 44 in Eingriff. Danach wird das Eingangsdrehmoment über die unterste Vorgelegewelle 52, über das unterste Ritzel 53 und über das Abtriebszahnrad 12 auf die Ausgangswelle 14 übertragen. Somit ist die Zahl der Zahneingriffe für die Drehmomentübertragung des siebten Gangs vier.
9 zeigt den Weg des Drehmomentflusses eines achten siebten Übersetzungsverhältnisses. Die Eingangsvollwelle 20 empfängt das Eingangsdrehmoment. Das Drehmoment wird dann über das Festrad vierter Gang 31, über das Losrad vierter Gang 63 und über die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 81 weitergeleitet. Die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 81 ist mit dem Losrad vierter Gang 63 gekuppelt bzw. verbunden. Danach wird das Eingangsdrehmoment über die obere Vorgelegewelle 40, über das Festrad oberer Gang 42, über das Festrad erster unterer Gang 43, über das Losrad erster unterster Gang 44 und über die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 weitergeleitet. Die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82 ist mit dem Losrad erster unterster Gang 44 in Eingriff. Anschließend wird das Eingangsdrehmoment über die unterste Vorgelegewelle 52, über das unterste Ritzel 53 und über das Abtriebszahnrad 12 auf die Ausgangswelle 14 übertragen. Somit ist die Zahl der Zahneingriffe für die Drehmomentübertragung des achten Gangs vier.
10 zeigt den Weg des Drehmomentflusses eines Rückwärtsgang-Übersetzungsverhältnisses. Die Eingangshohlwelle 22 empfängt das Eingangsdrehmoment. Das Drehmoment wird dann über das erste Festrad erster Gang 24, über das Losrad erster Gang 60, über das Rückwärtsgang-Losrad 37 und über die einseitige Kupplungsvorrichtung 83 weitergeleitet. Die einseitige Kupplungsvorrichtung 83 ist mit dem Rückwärtsgang-Losrad 37 gekuppelt bzw. verbunden. Das Eingangsdrehmoment wird anschließend über die Rückwärtsgang-Vorgelegeachse 38, zum Rücklaufritzel 55 und über das Abtriebszahnrad 12 auf die Ausgangswelle 14 übertragen. Somit ist die Zahl der Zahneingriffe für die Drehmomentübertragung des Rückwärtsgangs zwei.
11 zeigt eine Anordnung 100 einer doppelseitigen Kupplungsvorrichtung 102 zum Kuppeln mit ihren angrenzenden Zahnrädern 101, 103. Die Anordnung 100 umfasst eine Welle 104 mit den zwei koaxial montierten Losrädern 101, 103, die auf zwei jeweiligen Lagern angeordnet sind. Die Kupplungsvorrichtung 102 ist zwischen dem Losrad 101 auf der linken Seite und dem Losrad 103 auf der rechten Seite vorgesehen. Die Kupplungs vorrichtung 102 ist dafür ausgelegt, sich entlang der Welle 104 zu bewegen, um selektiv zu einem Zeitpunkt eines der Losräder 101, 103 einzukuppeln. Anders ausgedrückt können die Losräder 101, 103 durch die Kupplungsvorrichtung 102 abwechselnd mit der Welle 104 in drehfesten Eingriff gebracht werden. Symbole zur Darstellung der Anordnung 100 sind auf der rechten Seite von 11 abgebildet.
12 zeigt eine Anordnung 110 einer einseitigen Kupplungsvorrichtung 112 zum Kuppeln mit ihrem angrenzenden Zahnrad 113. Die Anordnung 110 befindet sich auf der linken Seite von 12, während Symbole zur Darstellung der Anordnung 110 auf der rechten Seite von 12 abgebildet sind. Die Anordnung 110 umfasst eine Welle 114 mit dem einen koaxial montierten Losrad 113, das auf einem Lager montiert ist. Die Kupplungsvorrichtung 112 ist neben dem Losrad 113 vorgesehen und auf der linken Seite des Losrads 113 angeordnet. Die Kupplungsvorrichtung 112 ist dafür ausgelegt, sich entlang der Welle 114 zu bewegen, um das Losrad 113 einzukuppeln oder auszukuppeln. Anders ausgedrückt kann das Losrad 113 durch die einseitige Kupplungsvorrichtung 112 mit der Welle 114 in drehfesten Eingriff gebracht werden.
13 zeigt eine Anordnung 120 eines Losrads 121, das drehbar von einer Welle 122 getragen wird. Die Anordnung 120 ist auf der linken Seite von 13 abgebildet, während Symbole, welche die Anordnung 120 darstellen, auf der rechten Seite von 13 abgebildet sind. Das Losrad 121 ist mittels eines Lagers 123 koaxial auf der Welle 122 montiert. Das Lager 123 ermöglicht die freie Drehung des Losrads 121 um die Welle 122.
14 zeigt eine Anordnung 130 eines Festrads 132, das auf einer Welle 131 getragen wird. Das Festrad 132 ist koaxial so auf der Welle 131 montiert, dass das das Zahnrad 132 fest an der Welle 132 angebracht ist. Das Festrad 132 und die Welle 131 sind zu einem einzigen Körper verbunden, so dass ein Drehmoment des Festrads 132 direkt auf die Welle 131 übertragen wird und umgekehrt.
Mehrere Festräder sind starr mit den Eingangswellen 20 oder 22 oder anderen Wellen 14, 38, 40 oder 50 verbunden. Auf der linken Seite in 14 ist ein Symbol abgebildet, wie es in den vorhergehenden Figuren für ein solches Festrad verwendet wurde. Das häufiger verwendete Symbol für ein solches Festrad ist auf der rechten Seite in 14 abgebildet.
15 zeigt einen Querschnitt durch eine Kurbelwelle 2 eines Verbrennungsmotors gemäß der Ausführungsform des DCT 1. Der Verbrennungsmotor ist in 15 nicht dargestellt. Gemäß 15 ist eine Kurbelwelle 2 eines Verbrennungsmotors drehfest mit dem Gehäuse 4 einer Doppelkupplung 6 verbunden. Die Doppelkupplung 6 umfasst eine innere Kupplungsscheibe 8 und eine äußere Kupplungsscheibe 10, die über Steuerelemente, die hier nicht dargestellt sind, in drehfesten Eingriff mit dem Gehäuse 4 gebracht werden können. Die Eingangsvollwelle 20 ist drehfest mit der Kupplungsscheibe 8 verbunden und erstreckt sich durch die gesamte Hohlwelle 22. Ebenso ist die Eingangshohlwelle 22 drehfest mit der anderen Kupplungsscheibe 10 verbunden.
Ein Außendurchmesser um die innere Kupplungsscheibe 8 ist größer als ein Außendurchmesser um die äußere Kupplungsscheibe 10. Entsprechend ist ein Außerdurchmesser der inneren Kupplungsscheibe 8 größer als ein Außendurchmesser der äußeren Kupplungsscheibe 10.
Die oben angeführten neun Drehmomentflusswege liefern nicht nur brauchbare Lösungen zur Erzeugung von neun Gängen des DCT 1, sondern bieten auch Möglichkeiten zur effizienten Umschaltung von einem Gang in den anderen.
Der Gangwechsel kann durch Wahl zwischen den zwei Eingangswellen und durch Wahl der passenden Kupplungsvorrichtung ausgeführt werden. Zum Beispiel kann das DCT 1 durch Antrieb mittels der Eingangshohlwelle 22 ungerade Gänge liefern, die der erste, dritte, fünfte und siebte Gang sind. Alternativ kann das DCT 1 durch Antrieb der Eingangsvollwelle 20 gerade Gänge liefern, die der zweite, vierte, sechste und achte Gang sind.
Diese Art des Gangwechsels gewährleistet Gangschaltvorgänge mit einem geringeren Antriebsdrehmomentverlust. Das liegt daran, dass die Gangschaltvorgänge durch selektives Einrücken einer der zwei Kupplungsscheiben 8, 10 des DCT 1 erreicht werden können. Daher kann eine angegliederte zusätzliche Hauptantriebskupplung vermieden werden. Selektive Verbindungen zwischen den zwei Kupplungsscheiben 8, 10 ermöglichen außerdem die Verwirklichung eines Automatikgetriebes, das ohne Unterbrechung der Antriebskraft betrieben werden kann. Die Antriebskraft umfasst die Schwungkraft, die von den sich drehenden Zahnrädern und Wellen im Innern des DCT 1 herrührt. Ein solches Getriebe ist in der Konstruktion einem mechanischen manuellen Getriebe ähnlich, und es weist dementsprechend sehr niedrige Reibungsverluste auf. Das DCT 1 stellt außerdem ein manuelles Parallelgetriebe bereit, das für den Quereinbau in einem Fahrzeug mit Frontantrieb verwendet werden kann.
Überdies weist das DCT eine relativ geringe Zahl an Verzahnungseingriffen für Geräuscharmut und effiziente Drehmomentübertragung auf.
Das DCT 1 arbeitet als Gruppenvorgelege oder -getriebe, das eine Hauptgetriebegruppe, eine vorgeschaltete Getriebegruppe und eine nachgeschaltete Getriebegruppe aufweist.
Insbesondere wirken die Eingangsvollwellenanordnung und die Eingangshohlwellenanordnung als vorgeschaltete Getriebegruppe. Die obere Vorgelegewellenanordnung und die untere Vorgelegewellenanordnung wirken als Hauptgetriebegruppe. Die unterste Ritzelanordnung wirkt als nachgeschaltete Getriebegruppe, die zwei Übersetzungsverhältnisbereiche ermöglicht, wobei die Anzahl der Drehzahlen des DCT 1 verdoppelt wird. Die doppelseitige Kupplungsvorrichtung 82, die selektiv mit dem Losrad erster unterster Gang 44 oder mit dem Losrad zweiter unterster Gang 45 kuppelt, bewirkt die Getriebedrehzahlverdopplung.
Die Getriebedrehzahlverdopplung ermöglicht, dass das DCT 1 weniger Raum einnimmt und dass das DCT 1 sowohl leichtgewichtig als auch kostengünstig herstellbar ist.
Obwohl die obige Beschreibung viel Detailgenauigkeit enthält, sollte diese nicht als Einschränkung für den Umfang der Ausführungsformen aufgefasst werden, sondern lediglich als Erläuterung der vorhersehbaren Ausführungsformen. Insbesondere sollten die oben angeführten Vorteile der Ausführungsformen nicht als Einschränkung für den Umfang der Ausführungsformen aufgefasst werden, sondern nur zur Erklärung möglicher Errungenschaften bei Umsetzung der beschriebenen Ausführungsformen in die Praxis dienen. Daher sollte der Umfang der Ausführungsformen durch die Ansprüche und nicht durch die angegebenen Beispiele definiert werden.

1: Doppelkupplungs-Schaltgetriebe 11
2: Kurbelwelle
4: Kupplungsgehäuse
6: Doppelkupplung
8: Kupplungsscheibe
10: Kupplungsscheibe
12: Abtriebszahnrad
14: Ausgangswelle
20: Eingangsvollwelle
22: Eingangshohlwelle
24: Festrad erster Gang
25: Festrad dritter Gang
26: Festrad fünfter Gang
27: Festrad siebter Gang
28: Festrad achter Gang
30: Festrad zweiter Gang
31: Festrad vierter Gang
32: Festrad sechster Gang
37: Rückwärtsgang-Losrad
38: Rückwärtsgang-Vorgelegeachse
40: obere Vorgelegewelle
42: Festrad oberer Gang
43: Festrad erster unterer Gang
44: Losrad erster unterster Gang
45: Losrad zweiter unterster Gang
46: Festrad zweiter unterer Gang
50: untere Vorgelegewelle
52: unterste Vorgelegewelle
53: unterstes Ritzel
55: Rücklaufritzel
60: Losrad erster Gang
61: Losrad zweiter Gang
62: Losrad dritter Gang
63: Losrad vierter Gang
64: Losrad fünfter Gang
65: Losrad sechster Gang
66: Losrad siebter Gang
67: Losrad achter Gang
71: Vollwellenlager
72: Hohlwellenlager
73: Vorgelegewellenlager
74: Vorgelegeachsenlager
75: Parksperrenrad
77: Ausgangswellenlager
30: doppelseitige Kupplungsvorrichtung
31: doppelseitige Kupplungsvorrichtung
32: doppelseitige Kupplungsvorrichtung
33: einseitige Kupplungsvorrichtung
100: doppelseitige Kupplungsvorrichtungsanordnung
101: Losrad
102: Kupplungsvorrichtung
103: Losrad
104: Welle
110: einseitige Kupplungsvorrichtungsanordnung
112: Kupplungsvorrichtung
113: Losrad
114: Welle
120: Losradanordnung
121: Losrad
122: Welle
123: Lager
130: Festradanordnung
131: Welle
132: Festrad

Claims

Doppelkupplungsgetriebe (1), umfassend: – eine innere Eingangswelle (20) und eine äußere Eingangswelle (22), wobei wenigstens ein Teil der inneren Eingangswelle (20) von der äußeren Eingangswelle (22) umschlossen wird, – eine erste Kupplungsscheibe (8), die mit der inneren Eingangswelle (20) verbunden ist, und eine zweite Kupplungsscheibe (10), die mit der äußeren Eingangswelle (22) verbunden ist, – eine erste Vorgelegewelle (40) und eine zweite Vorgelegewelle (50), die in einem Abstand von den Eingangswellen (20, 22) und parallel zu den Eingangswellen (20, 22) angeordnet sind, – wobei eine erste Zahnradgruppe umfasst: – ein erstes Festrad (24), das auf einer der Eingangswellen (20, 22) vorgesehen ist, – ein erstes Losrad (60), das mit dem ersten Festrad (24) in Eingriff ist, und – eine erste Kupplungsvorrichtung (80), um selektiv das erste Losrad (60) einzukuppeln, wobei das erste Losrad (60) und die erste Kupplungsvorrichtung (80) gemeinsam auf der ersten Vorgelegewelle (40) angeordnet sind, – eine zweite Zahnradgruppe umfasst: – ein zweites Festrad (30) das auf einer der Eingangswellen (20, 22) vorgesehen ist, – ein zweites Losrad (61), das mit dem zweiten Festrad (30) in Eingriff ist, und – eine zweite Kupplungsvorrichtung (81), um selektiv das zweite Losrad (61) einzukuppeln, wobei das zweite Losrad (61) und die zweite Kupplungsvorrichtung (81) gemeinsam auf der ersten Vorgelegewelle (40) angeordnet sind, und – eine dritte Zahnradgruppe umfasst: – ein drittes Festrad (25), das auf einer der Eingangswellen (20, 22) vorgesehen ist, – ein drittes Losrad (62), das mit dem dritten Festrad (25) in Eingriff ist, und – eine dritte Kupplungsvorrichtung (80), um selektiv das dritte Losrad (62) einzukuppeln, wobei das dritte Losrad (62) und die dritte Kupplungsvorrichtung (80) gemeinsam auf der ersten Vorgelegewelle (40) angeordnet sind, wobei das Doppelkupplungsgetriebe (1) außerdem umfasst: – ein erstes nachgeschaltetes Festrad (42), das auf der ersten Vorgelegewelle (40) vorgesehen ist, – ein zweites nachgeschaltetes Festrad (43), das auf der zweiten Vorgelegewelle (50) vorgesehen ist, wobei das erste nachgeschaltete Festrad (42) mit dem zweiten nachgeschalteten Festrad (43) in Eingriff ist, – ein drittes nachgeschaltetes Festrad (46), das auf der zweiten Vorgelegewelle (50) vorgesehen ist, – eine nachgeschaltete Vorgelegewelle (52), die in einem Abstand von den Eingangswellen (20, 22) und parallel zu den Eingangswellen (20, 22) angeordnet ist, – eine nachgeschaltete Zahnradgruppe, die auf der nachgeschalteten Vorgelegewelle (52) angeordnet ist, wobei die nachgeschaltete Zahnradgruppe umfasst: – ein erstes nachgeschaltetes Losrad (44), das mit dem zweiten nachgeschalteten Festrad (43). in Eingriff ist – ein zweites nachgeschaltetes Losrad (45), das mit dem dritten nachgeschalteten Festrad (46) in Eingriff ist, und – eine nachgeschaltete Kupplungsvorrichtung (82), um selektiv eines der nachgeschalteten Losräder (44, 45) einzukuppeln, und – ein Hauptritzel (53), das auf der nachgeschalteten Vorgelegewelle (52) zur Abgabe eines Antriebsdrehmoments angeordnet ist.
Doppelkupplungsgetriebevorrichtung (1) nach Anspruch 1, die außerdem umfasst – eine Rücklauf-Vorgelegewelle (38), die in einem Abstand von den Eingangswellen (20, 22) und parallel zu den Eingangswellen (20, 22) angeordnet ist, und – eine Rücklauf-Zahnradgruppe, umfassend: – ein Rücklauf-Losrad (37), das mit einem der Losräder (60, 61, 62) in Eingriff ist, und – eine Rücklauf-Kupplungsvorrichtung (83), um selektiv das Rücklauf-Losrad (37) einzukuppeln, wobei das Rücklauf-Losrad (37) und die Rücklauf-Kupplungsvorrichtung (83) gemeinsam auf der Rücklauf-Vorgelegewelle (38) angeordnet sind, und – ein Rücklaufritzel (55), das fest an der Rücklauf-Vorgelegewelle (38) angebracht ist, um ein Rückwärtsantriebsdrehmoment abzugeben.
Doppelkupplungsgetriebevorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Festrad (24) und das dritte Festrad (25) auf der äußeren Eingangswelle (22) vorgesehen sind und das zweite Festrad (30) auf der inneren Eingangswelle (20) vorgesehen ist.
Doppelkupplungsgetriebevorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Festrad (24) und das dritte Festrad (25) auf der inneren Eingangswelle (20) vorgesehen sind und das zweite Festrad (30) auf der äußeren Eingangswelle (22) vorgesehen ist.
Doppelkupplungsgetriebevorrichtung (1) nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Festrad (24) und das zweite Festrad (30) auf den verschiedenen Eingangswellen (20, 22) vorgesehen sind und das Rücklauf-Losrad (37) mit dem zweiten Losrad (61) in Eingriff ist.
Doppelkupplungsgetriebevorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, die außerdem eine vierte Zahnradgruppe umfasst, wobei die vierte Zahnradgruppe umfasst: – ein viertes Festrad (31), das auf einer der Eingangswellen (20, 22) vorgesehen ist, – ein viertes Losrad (63), das mit dem vierten Festrad (31) in Eingriff ist, und – eine vierte Kupplungsvorrichtung (81), um selektiv das vierte Losrad (63) einzukuppeln, wobei das vierte Losrad (63) und die vierte Kupplungsvorrichtung (81) gemeinsam auf der ersten Vorgelegewelle (40) angeordnet sind.
Doppelkupplungsgetriebevorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass (Ias vierte Festrad (31) auf der inneren Eingangswelle (20) vorgesehen ist.
Doppelkupplungsgetriebevorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das vierte Festrad (31) auf der äußeren Eingangswelle (22) vorgesehen ist.
Doppelkupplungsgetriebevorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, die außerdem umfasst: Vorgelegewellenlager (73, 74) zum Abstützen der Vorgelegewellen (38, 40, 50, 52), wobei wenigstens eines der Vorgelegelager (74) neben dem Ritzel (53, 55) vorgesehen ist, und wobei wenigstens an anderes der Vorgelegewellenlager (74) neben einem der Losräder der niedrigen Gänge (60, 61) vorgesehen ist.
Doppelkupplungsgetriebevorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, die außerdem umfasst: eine Parksperre (75), wobei die Parksperre (75) auf der nachgeschalteten Vorgelegewelle (52) vorgesehen ist.
Schaltgetriebe, umfassend – ein Doppelkupplungsgetriebe (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche und – ein Abtriebszahnrad (12), das auf einer Ausgangswelle (14) vorgesehen ist, wobei das Abtriebszahnrad (12) mit den Ritzeln (53, 55) in Eingriff ist.
Antriebsvorrichtung mit einem Schaltgetriebe nach Anspruch 11, die wenigstens eine Kraftquelle zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments umfasst.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftquelle einen Verbrennungsmotor umfasst.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftquelle einen Elektromotor umfasst.
Kraftfahrzeug, das die Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14 umfasst.