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Die vorliegende Offenbarung betrifft Doppelkupplungsgetriebe für Kraftfahrzeuge und genauer Doppelkupplungsgetriebe, die eine kompakte Konstruktion aufweisen und fünf, sechs oder sieben Vorwärtsgänge oder -übersetzungen bereitstellen.
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Die Aussagen in diesem Abschnitt bieten lediglich Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung und brauchen keinen Stand der Technik zu bilden.
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Doppelkupplungsgetriebe sind ein relativ junger Zusatz zu der Ansammlung von Kraftfahrzeuggetrieben, die zuvor manuelle, stufenlose und automatische Getriebe umfassten. Doppelkupplungsgetriebe oder DCT, wie sie nun gemeinhin bekannt sind, kombinieren eine gute Kraftstoffwirtschaftlichkeit mit schnell ausgeführten Schaltungen. Vom Standpunkt des Leistungsvermögens aus bilden sie daher das Gefühl und die Arbeitsweise eines herkömmlichen mechanischen Getriebes eng nach. Zusätzlich können sie ausgestaltet sein, um als ein im Wesentlichen automatisches oder manuelles Getriebe zu arbeiten, und zeigen somit eine außergewöhnliche Vielseitigkeit.
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Konstruktiv umfassen Doppelkupplungsgetriebe typischerweise eine Eingangswelle, die ein Paar wechselseitig ausschließlich eingerückte Eingangskupplungen antreibt. Die Eingangskupplungen treiben ein Paar Vorgelegewellen an, die jeweils mehrere Zahnräder, die frei drehbar auf den Vorgelegewellen angeordnet sind, und zugehörige Synchronkupplungen umfassen. Die mehreren Zahnräder stehen in konstanter Kämmung mit Zahnrädern, die an einer Ausgangswelle befestigt sind. Die Aktivierung einer Synchronkupplung synchronisiert und kuppelt ein ausgewähltes Zahnrad mit seiner Vorgelegewelle. Anschließend wird die Eingangskupplung, die dieser Vorgelegewelle zugeordnet ist, eingerückt, um Drehmoment von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle zu übertragen. Weil Kupplungen, Zahnräder und Synchroneinrichtungen entlang der Vorgelegewellen angeordnet oder gestaffelt sind, kann die axiale Länge von Doppelkupplungsgetrieben Bauraumprobleme erzeugen, insbesondere in kleineren Fahrzeugen.
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Obgleich es verschiedene Möglichkeiten gibt, Doppelkupplungsgetriebe zu klassifizieren oder in Kategorien einzuteilen, betrifft ein Klassifizierungsansatz den Kupplungstyp, der in dem Getriebe benutzt wird: nass oder trocken. Ein Nass-Doppelkupplungsgetriebe enthält Schmiergetriebefluid nicht nur in dem Zahnrad- und Synchroneinrichtungsabschnitt, sondern auch in den Eingangskupplungen. Ein Trocken-Doppelkupplungsgetriebe umfasst natürlich Getriebefluid in dem Zahnrad- und Synchroneinrichtungsabschnitt, aber nicht in den Kupplungen. Obgleich Nass-Doppelkupplungsgetriebe eine geringfügig bessere Haltbarkeit und längere Kupplungslebensdauer aufgrund der Kühlung, die durch das Getriebefluid vorgesehen wird, bieten, weisen sie höhere Umlaufverluste auf. Darüber hinaus beeinflusst der Einbau einer Schmierpumpe, die Druckschmier- und -kühlfluid bereitstellt, weiter den Gesamtwirkungsgrad. Dementsprechend zeigen Nass-Doppelkupplungsgetriebe, wobei alle anderen Parameter gleich sind, typischerweise eine geringfügig geringere Kraftstoffwirtschaftlichkeit als Trocken-Doppelkupplungsgetriebe.
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Ein Doppelkupllungsgetrieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist aus der
DE 10 2009 055 885 A1 bekannt.
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Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, dass Verbesserungen, die sich sowohl auf Bauraum- als auch Wirkungsgradprobleme von Doppelkupplungsgetrieben richten, wünschenswert und möglich sind. Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein kompakteres und effizienteres Getriebe zur Verfügung zu stellen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Getriebe mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung ein Fünf-, Sechs- oder Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe bereit, das einen verbesserten Bauraum und verringerte Umlaufverluste aufweist. Eine Eingangswelle umfasst und treibt direkt zwei oder drei Zahnräder an, die in konstanter Kämmung mit zugehörigen Zahnrädern stehen und diese direkt antreiben, die frei auf einem Paar paralleler Hohlwellen angeordnet sind. Synchronkupplungen, die diesen angetriebenen Zahnrädern zugeordnet sind, synchronisieren und verbinden selektiv die Zahnräder mit den Hohlwellen, die wiederum mit Vorgelegewellen, die sich innerhalb der Hohlwellen befinden, durch ein Paar Eingangskupplungen verbunden sind. Zusätzliche Zahnräder, die in konstanter Kämmung mit einem Paar Hohlrädern (Ausgangszahnrädern) stehen, werden mit den Vorgelegewellen durch zusätzliche Synchronkupplungen synchronisiert und verbunden. Die Aktivierung von zwei Synchronkupplungen und einer Eingangskupplung liefert ein ausgewähltes Übersetzungsverhältnis und überträgt Drehmoment von der Eingangswelle auf die Ausgangshohlräder. Die Ausgangszahnräder können ein Teil einer Differenzialanordnung sein.
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Es ist somit ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein Nass-Doppelkupplungsgetriebe bereitzustellen.
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Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein Fünfgang-Nass-D oppelkupplungsgetriebe bereitzustellen.
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Es ist ein nochmals weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein Sechsgang-Nass-Doppelkupplungsgetriebe bereitzustellen.
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Es ist ein nochmals weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein Siebengang-Nass-Doppelkupplungsgetriebe bereitzustellen.
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Es ist ein nochmals weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein Nass-Doppelkupplungsgetriebe bereitzustellen, das eine Eingangswelle aufweist, die direkt zwei oder drei Eingangszahnräder antreibt.
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Es ist ein nochmals weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein Nass-Doppelkupplungsgetriebe bereitzustellen, das reduzierte Umlaufverluste aufweist.
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Es ist ein nochmals weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein kompaktes Nass-Doppelkupplungsgetriebe bereitzustellen.
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Weitere Aspekte, Vorteile und Anwendbarkeitsbereiche werden aus der hierin angegebenen Beschreibung deutlich werden. Es ist zu verstehen, dass die Beschreibung und die besonderen Beispiele lediglich zu Veranschaulichungszwecken vorgesehen sind und den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken sollen.
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Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Veranschaulichungszwecken und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
- 1 ist eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Fünfgang-Doppelkupplungsgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 2 ist eine schematische Ansicht eines Sechsgang-Doppelkupplungsgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung; und
- 3 ist eine schematische Ansicht eines Siebengang-Doppelkupplungsgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Es ist festzustellen, dass in allen Zeichnungsfiguren bestimmte Bauteile, zum Beispiel die Ausgangszahnräder, die Differenzialanordnung und die Ausgangswellen oder -achsen, aus ihrer Lage herausgedreht worden sind oder Zahnradgrößen oder Wellenabstände verändert worden sind, um die Bauteile, ihre Lagen und Verbindungen deutlicher zu veranschaulichen.
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Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Nutzungen nicht einschränken.
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Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Fünfgang-Doppelkupplungsgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht und allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Das Fünfgang-Doppelkupplungsgetriebe 10 umfasst ein Gehäuse 12, das verschiedene Bohrungen, Öffnungen, Flansche und Merkmale aufweist, die die Bauteile des Getriebes 10 aufnehmen, örtlich festlegen, abstützen und schützen. Das Gehäuse 12 lagert drehbar eine Eingangswelle 14, die ein erstes kleineres Eingangsantriebszahnrad 16 und ein zweites größeres Eingangsantriebszahnrad 18 umfasst. Es ist festzustellen, dass die Ausdrücke „kleiner“ und „größer“ mit Bezug auf Zahnradgrößen hierin nur in dem höchst relativen und allgemeinen Sinn benutzt werden und vorwiegend zu dem Zweck, die Zahnräder in den jeweiligen Zeichnungsfiguren zu lokalisieren und zu identifizieren. Dementsprechend ist zu verstehen, dass die tatsächlichen Zahnradgrößen und ihre relativen Größen von derartigen Beschreibungen abweichen können, um bestimmte oder besondere Zahnradverhältnisse und/oder Drehzahländerungen zu erreichen. Eine Hydraulikpumpe P ist an dem Gehäuse 12 befestigt, wird durch die Eingangswelle 14 angetrieben und liefert Hydraulikdruck- oder Getriebefluid an verschiedene Bauteile des Getriebes 10.
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Ebenfalls drehbar in dem Gehäuse 12 gelagert ist eine erste Gegenwelle oder Vorgelegewelle 20, die den ungeradzahlig nummerierten Gängen zugeordnet ist: erster, dritter und fünfter, und eine zweite Gegenwelle oder Vorgelegewelle 60, die den geradzahlig nummerierten Gängen zugeordnet ist: zweiter und vierter und rückwärts. Die erste Vorgelegewelle 20 und die zweite Vorgelegewelle 60 sind parallel und beabstandet zu der Eingangswelle 14 angeordnet. An einem Ende der ersten Vorgelegewelle 20 befindet sich eine erste Nass-Eingangskupplungsanordnung 22, die mehrere erste Kupplungsplatten oder -scheiben 24 aufweist, die mit der ersten Vorgelegewelle 20 zur Rotation damit gekoppelt sind. Verschachtelt mit den mehreren ersten Kupplungsplatten oder -scheiben 24 sind mehrere zweite Kupplungsplatten oder -scheiben 26, die mit der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 28 gekoppelt sind und mit dieser rotieren. Die erste Nass-Kupplungsanordnung 22 umfasst auch einen ersten Aktuator 30, der eine hydraulische, elektrische oder pneumatische Einrichtung oder ein hydraulischer, elektrischer oder pneumatischer Mechanismus sein kann, der selektiv Druck an den Kupplungsplatten oder -scheiben 24 und 26 aufbaut und entspannt, um selektiv Drehmoment von der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 28 auf die erste Vorgelegewelle 20 zu übertragen.
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Frei drehbar auf der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 28 sind ein erstes größeres angetriebenes Zahnrad 32 in konstanter Kämmung mit dem ersten kleineren Eingangsantriebszahnrad 16 und ein zweites kleineres angetriebenes Zahnrad 34 in konstanter Kämmung mit dem zweiten größeren Eingangszahnrad 18 angeordnet. Zwischen dem ersten größeren angetriebenen Zahnrad 32 und dem zweiten kleineren angetriebenen Zahnrad 34 ist eine erste Doppel-Synchronkupplungsanordnung 36 angeordnet. Die erste Synchronkupplungsanordnung 36 ist rotatorisch mit der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 28 durch einen ersten in Eingriff stehenden Kerben- und Kerbzahnsatz 38 gekoppelt und ist frei, um sich axial entlang einer ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 28 zu verschieben. Eine erste Schaltaktuatoranordnung 40, die entweder hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch sein kann, umfasst eine Ausgangselement- und Schaltgabelanordnung 42, die die erste Synchronkupplung 36 einrückt und bidirektional verschiebt. Wenn sie nach rechts oder links aus einer neutralen Mittelstellung verschoben wird, synchronisiert die erste Synchronkupplungsanordnung 36 (und die drei weiteren Synchronkupplungsanordnungen, die nachstehend identifiziert und beschrieben sind) zunächst die Drehzahl des benachbarten Zahnrads, entweder das Zahnrad 32 nach rechts oder das Zahnrad 34 nach links, und koppelt anschließend das synchronisierte Zahnrad fest mit der zugehörigen Hohlwelle oder Antriebshülse, wie etwa der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 28.
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Frei drehbar auf der ersten Vorgelegewelle 20 sind ein drittes größeres Antriebszahnrad 46 und ein viertes kleineres Antriebszahnrad 48, das axial von dem dritten Antriebszahnrad 46 beabstandet ist, angeordnet. Zwischen dem dritten größeren Antriebszahnrad 46 und dem vierten kleineren Antriebszahnrad 48 befindet sich eine zweite Doppel-Synchronkupplungsanordnung 52. Die zweite Synchronkupplungsanordnung 52 ist rotatorisch mit der ersten Vorgelegewelle 20 durch einen zweiten in Eingriff stehenden Kerben- und Kerbzahnsatz 54 gekoppelt und ist frei, um sich axial entlang der ersten Vorgelegewelle 20 zu verschieben. Eine zweite Schaltaktuatoranordnung 56, die entweder hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch sein kann, umfasst eine Ausgangselement- und Schaltgabelanordnung 58, die die zweite Synchronkupplungsanordnung 52 einrückt und bidirektional verschiebt.
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An einem Ende der zweiten Vorgelegewelle 60 befindet sich eine zweite Nass-Eingangskupplungsanordnung 62, die mehrere erste Kupplungsplatten oder -scheiben 64 aufweist, die mit der zweiten Vorgelegewelle 60 zur Rotation damit gekoppelt sind. Verschachtelt mit den mehreren ersten Kupplungsplatten oder -scheiben 64 sind mehrere zweite Kupplungsplatten oder -scheiben 66, die mit einer zweiten Hohlwelle oder Antriebshülse 68 gekoppelt sind und mit dieser rotieren. Die zweite Nass-Eingangskupplungsanordnung 62 umfasst auch einen zweiten Aktuator 70, der eine hydraulische, elektrische oder pneumatische Einrichtung oder ein hydraulischer, elektrischer oder pneumatischer Mechanismus sein kann, der selektiv Druck an den Kupplungsplatten oder -scheiben 64 und 66 aufbaut und entspannt, um selektiv Drehmoment von der zweiten Hohlwelle oder Antriebshülse 68 auf die zweite Vorgelegewelle 60 zu übertragen.
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Frei drehbar auf der zweiten Hohlwelle oder Antriebshülse 68 sind ein fünftes angetriebenes Zahnrad 72 in konstanter Kämmung mit dem zweiten größeren Eingangsantriebszahnrad 18 und ein sechstes angetriebenes Zahnrad 74 in konstanter Kämmung mit dem ersten größeren angetriebenen Zahnrad 32 angeordnet. Zwischen dem fünften angetriebenen Zahnrad 72 und dem sechsten angetriebenen Zahnrad 74 befindet sich eine dritte Doppel-Synchronkupplungsanordnung 76. Die dritte Synchronkupplungsanordnung 76 ist rotatorisch mit der zweiten Hohlwelle oder Antriebshülse 68 durch einen dritten in Eingriff stehenden Kerben- und Kerbzahnsatz 78 gekoppelt und ist frei, um sich axial entlang der zweiten Hohlwelle oder Antriebshülse 68 zu verschieben. Eine dritte Schaltaktuatoranordnung 80, die entweder hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch sei kann, umfasst eine Ausgangselement- und Schaltgabelanordnung 82, die die dritte Synchronkupplungsanordnung 76 einrückt und bidirektional verschiebt.
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Frei drehbar auf der zweiten Vorgelegewelle 60 sind ein siebtes größeres Antriebszahnrad 84 und ein achtes kleineres Antriebszahnrad 86, das von dem siebten Antriebszahnrad 84 beabstandet ist, angeordnet. Zwischen dem siebten größeren Antriebszahnrad 84 und dem achten kleineren Antriebszahnrad 86 befindet sich eine vierte Doppel-Synchronkupplungsanordnung 88. Die vierte Synchronkupplungsanordnung 88 ist rotatorisch mit der zweiten Vorgelegewelle 60 durch einen vierten in Eingriff stehenden Kerben- und Kerbzahnsatz 92 gekoppelt und ist frei, um sich axial entlang der zweiten Vorgelegewelle 60 zu verschieben. Eine vierte Schaltaktuatoranordnung 94, die entweder hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch sein kann, umfasst eine Ausgangselement- und Schaltgabelanordnung 96, die die vierte Synchronkupplungsanordnung 88 einrückt und bidirektional verschiebt.
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Das dritte größere Antriebszahnrad 46 und das siebte größere Antriebszahnrad 84 stehen beide in konstanter Kämmung mit einem ersten Ausgangs- oder Hohlrad 98 und treiben dieses an, welches einer herkömmlichen Differenzialanordnung 100 zugeordnet ist und ein Eingangselement für diese bildet. Ähnlich stehen das vierte kleinere Antriebszahnrad 48 und das achte kleinere angetriebene Zahnrad 86 beide in konstanter Kämmung mit einem zweiten Ausgangs- oder Hohlrad 102 und treiben dieses an, welches ebenfalls der Differenzialanordnung 100 zugeordnet ist und ein Eingangselement für diese bildet. Die Differenzialanordnung umfasst vorzugsweise eine mit einem Käfig versehene Zahnradanordnung 104 mit vier Kegelrädern. Zwei Seitenkegelräder der Kegelradanordnung 104 sind mit einem jeweiligen Paar Achsen oder Ausgangswellen 106 und 108 gekoppelt.
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In der in 1 veranschaulichten Ausführungsform ist auf der ersten Vorgelegewelle 20 und der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 28 das erste größere angetriebene Zahnrad 32 dem ersten Gang und dem Rückwärtsgang zugeordnet und mit diesem aktiv, das zweite kleinere angetriebene Zahnrad 34 ist dem dritten und fünften Gang und auf der ersten Vorgelegewelle 20 zugeordnet und aktiv, das dritte größere Antriebszahnrad 46 ist dem fünften Gang und dem vierten Gang zugeordnet und mit diesem aktiv, und das vierte kleinere Antriebszahnrad 48 ist dem ersten und dritten Gang zugeordnet und mit diesem aktiv. Auf der zweiten Vorgelegewelle 60 und der zweiten Hohlwelle oder Antriebshülse 68 ist das fünfte angetriebene Zahnrad 72 dem zweiten und vierten Gang zugeordnet und mit diesen aktiv, das sechste angetriebene Zahnrad 74 ist dem Rückwärtsgang zugeordnet, und auf der zweiten Vorgelegewelle 60 ist das siebte größere Antriebszahnrad 84 dem vierten Gang zugeordnet und mit diesem aktiv, und das achte kleinere Antriebszahnrad 86 ist dem zweiten Gang und dem Rückwärtsgang zugeordnet und mit diesen aktiv.
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Aus dem Vorstehenden ist festzustellen, dass es zum Einrücken irgendeines gegebenen Übersetzungsverhältnisses oder Ganges notwendig ist, zwei der Doppel-Synchronkupplungsanordnungen 36, 52, 76 und 88 zu aktivieren und zwei der angetriebenen oder Antriebszahnräder 32, 34, 46, 48, 72, 74, 84 und 86 einzurücken. Um zum Beispiel den ersten Gang einzulegen, wird die erste Doppel-Synchronkupplungsanordnung 36 nach rechts verschoben, um das erste angetriebene Zahnrad 32 mit der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 28 zu synchronisieren und zu verbinden, und die zweite Doppel-Synchronkupplungsanordnung 52 wird nach rechts verschoben, um das vierte kleinere Antriebszahnrad 48 mit der ersten Vorgelegewelle 20 zu synchronisieren und zu verbinden. Die erste Eingangskupplungsanordnung 22 kann anschließend eingerückt werden, um Antriebsdrehmoment von der Eingangswelle 14, durch die Zahnräder 16, 32 und 48 auf das Ausgangszahnrad 102, die Differenzialanordnung 100 und die Achsen oder Ausgangswellen 104 und 106 zu übertragen. Um den zweiten Gang einzulegen, wird die dritte Doppel-Synchronkupplungsanordnung 76 nach links verschoben, um das fünfte angetriebene Zahnrad 72 mit der zweiten Hohlwelle oder Antriebshülse 68 zu synchronisieren und zu verbinden, und die vierte Doppel-Synchronkupplungsanordnung 88 wird nach rechts verschoben, um das achte Antriebszahnrad 86 mit der zweiten Vorgelegewelle 60 zu synchronisieren und zu verbinden. Die zweite Eingangskupplungsanordnung 62 kann anschließend eingerückt werden, um Antriebsdrehmoment von der Eingangswelle 14, durch die Zahnräder 18, 72 und 86 auf das Ausgangszahnrad 102, die Differenzialanordnung 100 und die Achsen oder Ausgangswellen 104 und 106 zu übertragen.
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Der dritte Gang wird auf eine ähnliche Weise wie die Weise eingelegt, auf die der erste Gang eingelegt wird, mit der Ausnahme, das die erste Doppel-Synchronkupplungsanordnung 36 nach links verschoben wird, um das zweite angetriebene Zahnrad 34 mit der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 28 zu verbinden. Die erste Eingangskupplungsanordnung 22 wird anschließend eingerückt, um Antriebsdrehmoment von der Eingangswelle 14, durch die Zahnräder 18, 34 und 48 auf das Ausgangszahnrad 102, die Differenzialanordnung 100 und die Achsen oder Ausgangswellen 104 und 106 zu übertragen. Der vierte Gang wird auf eine Weise ähnlich wie die Weise eingelegt, auf die der zweite Gang eingelegt wird, mit der Ausnahme, dass die vierte Doppel-Synchronkupplungsanordnung 88 nach links verschoben wird, um das siebte Antriebszahnrad 84 mit der zweiten Vorgelegewelle 60 zu verbinden. Die zweite Eingangskupplungsanordnung 62 wird anschließend eingerückt, um Antriebsdrehmoment von der Eingangswelle 14, durch die Zahnräder 18, 72 und 84 auf das Ausgangszahnrad 98, die Differenzialanordnung 100 und die Achsen oder Ausgangswellen 104 und 106 zu übertragen. Der fünfte Gang wird erreicht, indem die erste Synchronkupplungsanordnung 36 nach links verschoben wird, um das zweite angetriebene Zahnrad 34 in Eingriff zu bringen und es mit der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 28 zu verbinden, und die zweite Synchronkupplungsanordnung 52 nach links verschoben wird, um das dritte Antriebszahnrad 46 in Eingriff zu bringen und es mit der ersten Vorgelegewelle 20 zu verbinden. Die erste Eingangskupplungsanordnung 22 wird anschließend eingerückt, um Antriebsdrehmoment von der Eingangswelle 14, durch die Zahnräder 18, 34 und 46 auf das Ausgangszahnrad 98, die Differenzialanordnung 100 und die Achsen oder Ausgangswellen 104 und 106 zu übertragen.
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Der Rückwärtsgang wird erreicht, indem die dritte Synchronkupplungsanordnung 76 nach rechts verschoben wird, um das sechste angetriebene Zahnrad 74 in Eingriff zu bringen und es mit der zweiten Hohlwelle oder Antriebshülse 68 zu verbinden, und die vierte Synchronkupplungsanordnung 88 nach rechts verschoben wird, um das achte Antriebszahnrad 86 in Eingriff zu bringen und es mit der zweiten Vorgelegewelle 60 zu verbinden. Die zweite Eingangskupplungsanordnung 62 wird anschließend eingerückt, um Antriebsdrehmoment von der Eingangswelle 14, durch die Zahnräder 16, 32, 74 und 86 auf das Ausgangszahnrad 102, die Differenzialanordnung 100 und die Achsen oder Ausgangswellen 104 und 106 zu übertragen. Die für den Rückwärtsgang notwendige Drehrichtungsumkehr wird durch Einrückung des ersten angetriebenen Zahnrades 32 und des sechsten angetriebenen Zahnrades 74 erreicht, wie es oben angemerkt wurde.
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Es gibt eine zweite Ausführungsform eines Fünfgang-Doppelkupplungsgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung. Sie ist vom Aufbau her im Wesentlichen gleich und unterscheidet sich nur in der funktionellen Ausgestaltung oder Auslegung der Zahnräder, die bestimmte Gänge oder Übersetzungsverhältnisse bereitstellen. Genauer ist das vierte Antriebszahnrad 48, anstatt dass es betriebsbereit ist und den ersten und dritten Gang (in Kombination mit den Zahnrädern 32 und 34 auf der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 26) bereitstellt, betriebsbereit und stellt nur den ersten Gang in Kombination mit dem ersten angetriebenen Zahnrad 32 bereit. Dementsprechend ist das dritte Antriebszahnrad 46, anstatt dass es betriebsbereit ist und nur den fünften Gang (in Kombination mit dem zweiten angetriebenen Zahnrad 34 auf der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 28) bereitstellt, betriebsbereit und stellt den dritten und fünften Gang in Kombination mit dem ersten angetriebenen Zahnrad 32 bzw. dem zweiten angetriebenen Zahnrad 34 bereit.
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Somit stellt die zweite Ausführungsform des Doppelkupplungsgetriebes 10 im Betrieb den ersten Gang bereit, indem die erste Doppel-Synchronkupplungsanordnung 36 nach rechts verschoben wird, um das erste angetriebene Zahnrad 32 mit der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 28 zu synchronisieren und zu verbinden, und die zweite Doppel-Synchronkupplungsanordnung 32 nach rechts verschoben wird, um das dritte Antriebszahnrad 48 mit der ersten Vorgelegewelle 20 zu synchronisieren und zu verbinden. Die erste Eingangskupplungsanordnung 22 wird anschließend eingerückt, um Antriebsdrehmoment von der Eingangswelle 14 auf das Ausgangszahnrad 102 und die Differenzialanordnung 100 zu übertragen. Weil die Unterschiede der Ausgestaltung und des Layouts zwischen der ersten und zweiten Ausführungsform nur Zahnräder auf der ersten Vorgelegewelle 20 umfassen, ist der zweite Gang in der zweiten Ausführungsform gleich wie der zweite Gang in der ersten Ausführungsform, nämlich die dritte Doppel-Synchronkupplungsanordnung 76 wird nach links verschoben, um das fünfte angetriebene Zahnrad 72 mit der zweiten Hohlwelle oder Antriebshülse 68 zu synchronisieren und zu verbinden, und die vierte Doppel-Synchronkupplungsanordnung 88 wird nach rechts verschoben, um das achte Antriebszahnrad 86 mit der zweiten Vorgelegewelle 60 zu synchronisieren und zu verbinden. Anschließend wird die zweite Eingangskupplungsanordnung 62 eingerückt.
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Der dritte Gang wird eingelegt, indem die erste Doppel-Synchronkupplungsanordnung 36 nach rechts verschoben wird, um das erste angetriebene Zahnrad 32 mit der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 28 in Eingriff zu bringen und zu verbinden, und die zweite Doppel-Synchronkupplungsanordnung 52 wird nach links verschoben, um das dritte Antriebszahnrad 46 mit der ersten Vorgelegewelle 20 in Eingriff zu bringen und zu verbinden. Die erste Eingangskupplungsanordnung 22 wird daraufhin eingerückt, um Antriebsdrehmoment von der Eingangswelle 14 auf das Ausgangszahnrad 98 und die Differenzialanordnung 100 zu übertragen.
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Weil die Unterschiede der Ausgestaltung und des Layouts zwischen der ersten und zweiten Ausführungsform wieder nur Zahnräder auf der ersten Vorgelegewelle 20 umfassen, ist der vierte Gang in der zweiten Ausführungsform gleich wie der vierte Gang in der ersten Ausführungsform, nämlich die dritte Synchronkupplungsanordnung 76 wird nach links verschoben, um das fünfte angetriebene Zahnrad 72 mit der zweiten Hohlwelle oder dem zweiten Antriebselement 68 in Eingriff zu bringen und zu verbinden, und die vierte Doppel-Synchronkupplungsanordnung 88 wird nach links verschoben, um das siebte Antriebszahnrad 84 mit der zweiten Vorgelegewelle 60 zu verbinden. Anschließend wird die zweite Eingangskupplungsanordnung 62 eingerückt, um Antriebsdrehmoment von der Eingangswelle 14 auf das Ausgangszahnrad 98, sowie die Differenzialanordnung 100 zu übertragen.
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Der fünfte Gang wird erreicht, indem die erste Synchronkupplungsanordnung 36 nach links verschoben wird, um das zweite angetriebene Zahnrad 34 in Eingriff zu bringen und es mit der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 28 zu verbinden, und die zweite Synchronkupplungsanordnung 52 nach links verschoben wird, um das dritte Antriebszahnrad 46 in Eingriff zu bringen und es mit der ersten Vorgelegewelle 20 zu verbinden. Anschließend wird die erste Eingangskupplungsanordnung 22 eingerückt.
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In dieser zweiten Ausführungsform wird der Rückwärtsgang auch auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform erreicht, nämlich indem die dritte Synchronkupplungsanordnung 76 nach rechts verschoben wird, um das sechste angetriebene Zahnrad 74 in Eingriff zu bringen und es mit der zweiten Hohlwelle oder Antriebshülse 68 zu verbinden, und die vierte Synchronkupplungsanordnung 88 nach rechts verschoben wird, um das achte Antriebszahnrad 86 in Eingriff zu bringen und es mit der zweiten Vorgelegewelle 60 zu verbinden. Die zweite Eingangskupplungsanordnung 62 wird daraufhin eingerückt. Die für den Rückwärtsgang notwendige Drehrichtungsumkehr wird durch Einrückung des ersten angetriebenen Zahnrades 32 und des sechsten angetriebenen Zahnrades 68 erreicht, wie es oben angemerkt wurde.
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Nun unter Bezugnahme auf 2 ist ein Sechsgang-Doppelkupplungsgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht und allgemein mit dem Bezugszeichen 200 bezeichnet. Das Sechsgang-Doppelkupplungsgetriebe 200 ist ähnlich wie das Fünfgang-Doppelkupplungsgetriebe 10, indem es eine Eingangswelle, die ein Paar Zahnräder in konstanter Kämmung mit Zahnrädern aufweist, die auf einem Paar Hohlwellen liegen, ein Paar Vorgelegewellen, die sich durch das Paar Hohlwellen erstrecken, ein Paar Kupplungen, die funktional zwischen den Hohlwellen und Vorgelegen angeordnet sind, und zusätzliche Paare Zahnräder auf jeder Vorgelegewelle umfasst, die in konstanter Kämmung mit Zahnrädern stehen, die mit einem Differenzial gekoppelt sind. Das Sechsgang-Getriebe 200 ist darin unterschiedlich, dass es ein zusätzliches Zahnrad auf der Eingangswelle, das in konstanter Kämmung mit einem zusätzlichen Zahnrad auf einer der Hohlwellen steht, und eine zusätzliche Einzel-Synchronkupplungsanordnung umfasst, die das zusätzliche Eingangswellenzahnrad mit der Eingangswelle in Eingriff bringt und verbindet, um Drehmoment von der Eingangswelle auf die zugehörige Hohlwelle mit einem zusätzlichen, sechsten Gang oder Übersetzungsverhältnis zu übertragen.
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Somit umfasst das Sechsgang-Doppelkupplungsgetriebe 200 ein Gehäuse 212, das verschiedene Bohrungen, Öffnungen, Flansche und Merkmale aufweist, die die Bauteile des Getriebes 200 örtlich festlegen, abstützen und schützen. Das Gehäuse 212 lagert drehbar eine Eingangswelle 214, die ein erstes kleineres Eingangsantriebszahnrad 216 und ein zweites größeres Eingangsantriebszahnrad 218 umfasst. Eine hydraulische Pumpe P ist an dem Gehäuse 212 befestigt, wird durch die Eingangswelle 214 angetrieben und führt Hydraulik- oder Getriebedruckfluid verschiedenen Bauteilen des Getriebes 200 zu.
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Ebenfalls drehbar in dem Gehäuse 212 gelagert ist eine erste Gegenwelle oder Vorgelegewelle 220, die den geradzahlig nummerierten Gängen zugeordnet ist: zweiter, vierter, sechster und rückwärts, und eine zweite Gegenwelle oder Vorgelegewelle 270, die den ungeradzahligen nummerierten Gängen zugeordnet ist: erster, dritter und fünfter. Die erste Vorgelegewelle 220 und die zweite Vorgelegewelle 270 liegen parallel zu und beabstandet von der Eingangswelle 214. An einem Ende der ersten Vorgelegewelle 220 befindet sich eine erste Nass-Eingangskupplungsanordnung 222, die mehrere erste Kupplungsplatten oder -scheiben 224 aufweist, die mit der ersten Vorgelegewelle 220 zur Rotation damit gekoppelt sind. Verschachtelt mit den mehreren ersten Kupplungsplatten oder -scheiben 224 sind mehrere zweite Kupplungsplatten oder -scheiben 226, die mit einer ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 228 gekoppelt sind und mit dieser rotieren. Die erste Nass-Eingangskupplungsanordnung 222 umfasst auch eine erste Aktuatoranordnung 230, die eine hydraulische, elektrische oder pneumatische Einrichtung oder ein hydraulischer, elektrischer oder pneumatischer Mechanismus sein kann, der selektiv Druck an den Kupplungsplatten oder -scheiben 224 und 226 aufbaut und entspannt, um selektiv Drehmoment von der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 228 auf die erste Vorgelegewelle 220 zu übertragen.
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Frei drehbar auf der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 228 sind ein erstes größeres angetriebenes Zahnrad 232 in konstanter Kämmung mit dem ersten kleineren Eingangsantriebszahnrad 216 und ein zweites kleineres angetriebenes Zahnrad 234 angeordnet. Zwischen dem ersten größeren angetriebenen Zahnrad 232 und dem zweiten kleineren angetriebenen Zahnrad 234 ist eine erste Doppel-Synchronkupplungsanordnung 236 angeordnet. Die erste Synchronkupplungsanordnung 236 ist rotatorisch mit der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 228 durch einen ersten in Eingriff stehenden Kerben- und Kerbzahnsatz 238 gekoppelt und ist frei, um sich axial entlang der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 228 zu verschieben. Eine erste Schaltaktuatoranordnung 240, die entweder hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch sein kann, umfasst eine Ausgangselement- und Schaltgabelanordnung 242, die die erste Synchronkupplung 236 einrückt und bidirektional verschiebt.
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Nahe dem Ende der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 228 entgegengesetzt zu der ersten Eingangskupplungsanordnung 222 und benachbart zu dem ersten größeren angetriebenen Zahnrad 232 befindet sich ein zusätzliches angetriebenes Zahnrad 244, das an der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 228 befestigt ist und mit dieser rotiert. Das zusätzliche angetriebene Zahnrad 244 steht in konstanter Kämmung mit einem zusätzlichen Antriebszahnrad 246, das frei drehbar auf der Eingangswelle 214 angeordnet ist. Benachbart zu dem zusätzlichen Antriebszahnrad 246 befindet sich eine zusätzliche oder fünfte (Einzel-)Synchronkupplungsanordnung 248. Die zusätzliche oder fünfte (Einzel-)Synchronkupplungsanordnung 248 ist rotatorisch mit der Eingangswelle 214 durch einen zusätzlichen oder fünften in Eingriff stehenden Kerben- und Kerbzahnsatz 250 gekoppelt und ist frei, um sich axial entlang der Eingangswelle 214 zu verschieben. Eine zusätzliche oder fünfte Schaltaktuatoranordnung 252, die entweder hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch sein kann, umfasst eine Ausgangselement- und Schaltgabelanordnung 254, die die zusätzliche oder fünfte (Einzel-)Synchronkupplungsanordnung 248 einrückt und bidirektional verschiebt.
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Frei drehbar auf der ersten Vorgelegewelle 220 sind ein drittes kleineres Antriebszahnrad 246 und ein viertes größeres Antriebszahnrad 258, das axial von dem dritten Antriebszahnrad 256 beabstandet ist, angeordnet. Zwischen dem dritten kleineren Antriebszahnrad 256 und dem vierten größeren Antriebszahnrad 258 ist eine zweite Doppel-Synchronkupplungsanordnung 260 angeordnet. Die zweite Synchronkupplungsanordnung 260 ist rotatorisch mit der ersten Vorgelegewelle 220 durch einen zweiten in Eingriff stehenden Kerben- und Kerbzahnsatz 262 gekoppelt und ist frei, um sich axial entlang der ersten Vorgelegewelle 220 zu verschieben. Eine zweite Schaltaktuatoranordnung 264, die entweder hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch sein kann, umfasst eine Ausgangselement- und Schaltgabelanordnung 266, die die zweite Synchronkupplungsanordnung 260 einrückt und bidirektional verschiebt.
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An einem Ende der zweiten Vorgelegewelle 270 befindet sich eine zweite Nass-Eingangskupplungsanordnung 272, die mehrere erste Kupplungsplatten oder -scheiben 274 aufweist, die mit der zweiten Vorgelegewelle 270 zur Rotation damit gekoppelt sind. Verschachtelt mit den mehreren ersten Kupplungsplatten oder -scheiben 274 sind mehrere zweite Kupplungsplatten oder -scheiben 276, die mit einer zweiten Hohlwelle oder Antriebshülse 278 gekoppelt sind und mit dieser rotieren. Die zweite Nass-Eingangskupplungsanordnung 272 umfasst auch einen zweiten Aktuator 280, der eine hydraulische, elektrische oder pneumatische Einrichtung oder ein hydraulischer, elektrischer oder pneumatischer Mechanismus sein kann, der selektiv Druck an den Kupplungsplatten oder -scheiben 274 und 276 aufbaut und entspannt, um Drehmoment von der zweiten Hohlwelle oder Antriebshülse 278 auf die zweite Vorgelegewelle 270 zu übertragen.
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Frei drehbar auf der zweiten Hohlwelle oder Antriebshülse 278 sind ein fünftes kleineres angetriebenes Zahnrad 282 in konstanter Kämmung mit sowohl dem zweiten größeren Eingangsantriebszahnrad 218 als auch dem zweiten kleineren angetriebenen Zahnrad 234, das auf der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 228 angeordnet ist, und ein sechstes größeres angetriebenes Zahnrad 284 in konstanter Kämmung mit dem ersten kleineren Eingangsantriebszahnrad 216 angeordnet. Zwischen dem fünften angetriebenen Zahnrad 282 und dem sechsten angetriebenen Zahnrad 284 ist eine dritte Doppel-Synchronkupplungsanordnung 286 angeordnet. Die dritte Synchronkupplungsanordnung 286 ist rotatorisch mit der zweiten Hohlwelle oder Antriebshülse 278 durch einen dritten in Eingriff stehenden Kerben- und Kerbzahnsatz 288 gekoppelt und ist frei, um sich axial entlang der zweiten Hohlwelle oder Antriebshülse 278 zu verschieben. Eine dritte Schaltaktuatoranordnung 290, die entweder hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch sei kann, umfasst eine Ausgangselement- und Schaltgabelanordnung 292, die die dritte Synchronkupplungsanordnung 286 einrückt und bidirektional verschiebt.
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Frei drehbar auf der zweiten Vorgelegewelle 270 sind ein siebtes größeres Antriebszahnrad 294 und ein achtes kleineres Antriebszahnrad 296, das von axial dem siebten Antriebszahnrad 294 beabstandet ist, angeordnet. Zwischen dem siebten größeren Antriebszahnrad 294 und dem achten kleineren Antriebszahnrad 296 befindet sich eine vierte Doppel-Synchronkupplungsanordnung 298. Die vierte Synchronkupplung 298 ist rotatorisch mit der zweiten Vorgelegewelle 270 durch einen vierten in Eingriff stehenden Kerben- und Kerbzahnsatz 302 gekoppelt und ist frei, um sich axial entlang der zweiten Vorgelegewelle 270 zu verschieben. Eine vierte Schaltaktuatoranordnung 304, die entweder hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch sein kann, umfasst eine Ausgangselement- und Schaltgabelanordnung 306, die die vierte Synchronkupplungsanordnung 298 einrückt und bidirektional verschiebt.
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Das dritte kleinere Antriebszahnrad 256 und das siebte größere Antriebszahnrad 294 stehen beide in konstanter Kämmung mit einem ersten Ausgangs- oder Hohlrad 308 und treiben dieses an, welches einem Eingangselement einer herkömmlichen Differenzialanordnung 310 zugeordnet ist und ein Eingangselement für diese bildet. Ähnlich stehen das vierte größere Antriebszahnrad 258 und das achte kleinere angetriebene Zahnrad 296 beide in konstanter Kämmung mit einem zweiten Ausgangs- oder Hohlrad 312 und treiben dieses an, welches auch der Differenzialanordnung 310 zugeordnet ist und ein Eingangselement für diese bildet. Die Differenzialanordnung 310 umfasst bevorzugt eine mit einem Käfig versehene Anordnung 314 mit vier Kegelrädern. Zwei Kegelseitenräder der Kegelradanordnung 314 sind mit einem jeweiligen Paar Achsen oder Ausgangswellen 316 und 318 gekoppelt.
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Die Arbeitsweise des Sechsgang-Doppelkupplungsgetriebes 200 ist ähnlich wie die der zwei Ausführungsformen des Fünfgang-Doppelkupplungsgetriebes der vorliegenden Erfindung, indem die Drehmomentübertragung durch das Getriebe 200 von der Eingangswelle 214 zu der Differenzialanordnung 310 immer die Aktivierung und Einrückung von zweien der Synchronkupplungsanordnungen 236, 248, 260, 268 und 298 umfasst, gefolgt durch eine Aktivierung und Einrückung von einer der Nass-Eingangskupplungen 222 oder 272. Zum Beispiel wird der erste Gang bereitgestellt, indem die dritte Synchronkupplungsanordnung 286 nach links verschoben wird und das fünfte angetriebene Zahnrad 282 in Eingriff gebracht wird, und die vierte Synchronkupplungsanordnung 298 nach rechts verschoben wird und das achte Antriebszahnrad 298 in Eingriff gebracht wird, gefolgt durch die Einrückung der zweiten Nass-Eingangskupplung 272.
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Der zweite Gang wird vorgesehen, indem die erste Synchronkupplungsanordnung 236 nach rechts verschoben wird und das erste angetriebene Zahnrad 232 in Eingriff gebracht wird, und die zweite Synchronkupplungsanordnung 260 nach rechts verschoben wird und das vierte Antriebszahnrad 258 in Eingriff gebracht wird, gefolgt durch die Einrückung der ersten Nass-Eingangskupplung 222. Der dritte Gang wird vorgesehen, indem die dritte Synchronkupplungsanordnung 286 nach rechts verschoben wird und das sechste angetriebene Zahnrad 284 in Eingriff gebracht wird, und die vierte Synchronkupplungsanordnung 298 nach rechts verschoben wird und das achte Antriebszahnrad 296 in Eingriff gebracht wird, gefolgt durch die Einrückung der zweiten Nass-Eingangskupplung 272.
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Der vierte Gang wird vorgesehen, indem die erste Synchronkupplungsanordnung 236 nach rechts verschoben wird und das erste angetriebene Zahnrad 232 in Eingriff gebracht wird, und die zweite Synchronkupplungsanordnung 260 nach links verschoben wird und das dritte Antriebszahnrad 256 in Eingriff gebracht wird, gefolgt durch die Einrückung der ersten Nass-Eingangskupplung 222. Der fünfte Gang wird vorgesehen, indem die dritte Synchronkupplungsanordnung 286 nach rechts verschoben wird und das sechste angetriebene Zahnrad 284 in Eingriff gebracht wird, und die vierte Synchronkupplungsanordnung 298 nach links verschoben wird und das siebte Antriebszahnrad 294 in Eingriff gebracht wird, gefolgt durch die Einrückung der zweiten Nass-Eingangskupplung 272.
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Der sechste Gang wird vorgesehen, indem die zusätzliche (fünfte) Einzel-Synchronkupplungsanordnung 248 nach links verschoben wird und das zusätzliche Antriebszahnrad 246 in Eingriff gebracht wird, und die zweite Synchronkupplungsanordnung 260 nach links verschoben wird und das dritte Antriebszahnrad 256 in Eingriff gebracht wird, gefolgt durch die Einrückung der ersten Nass-Eingangskupplung 222. Der Rückwärtsgang wird erreicht, indem die erste Synchronkupplungsanordnung 236 nach links verschoben wird und das zweite kleinere angetriebene Zahnrad 234 in Eingriff gebracht wird, und die zweite Synchronkupplungsanordnung 260 nach rechts verschoben wird, und das vierte Antriebszahnrad 258 in Eingriff gebracht wird, gefolgt durch die Einrückung der ersten Nass-Eingangskupplung 222. Die für den Rückwärtsgang notwendige Drehrichtungsumkehr wird durch einen Antrieb von dem zweiten größeren Eingangsantriebszahnrad 218, durch das fünfte kleinere angetriebene Zahnrad 282 zu dem zweiten kleineren angetriebenen Zahnrad 234 erreicht.
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Nun unter Bezugnahme auf 3 ist ein Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht und allgemein mit dem Bezugszeichen 400 bezeichnet. Das Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe 400 ist ähnlich wie die Fünf- und Sechsgang-Doppelkupplungsgetriebe 10 und 200, indem es eine Eingangswelle, die Zahnräder in konstanter Kämmung mit Zahnrädern aufweist, die sich auf einem Paar paralleler Hohlwellen befinden, ein Paar Vorgelegewellen, die sich durch das Paar Hohlwellen erstrecken, ein Paar Kupplungen, die funktional zwischen den Hohlwellen und Vorgelegewellen angeordnet sind, und zusätzliche Paare von Zahnrädern auf jeder Vorgelegewelle, die in konstanter Kämmung mit Zahnrädern stehen, die mit einem Differenzial gekoppelt sind, umfasst. Das Siebenganggetriebe 400 unterscheidet sich darin, dass es ein zusätzliches Zahnrad auf der Eingangswelle, das in konstanter Kämmung mit einem zusätzlichen Zahnrad auf jeder der Hohlwellen steht, und eine zusätzliche Einzel-Synchronkupplungsanordnung auf jeder Hohlwelle umfasst, die eines der drei Zahnräder mit der Hohlwelle in Eingriff bringt und verbindet, um Drehmoment von der Eingangswelle auf die zugeordnete Hohlwelle zu übertragen.
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Das Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe 400 umfasst ein Gehäuse 410, das verschiedene Bohrungen, Öffnungen, Flansche und Merkmale aufweist, die die Bauteile des Getriebes 400 örtlich festlegen, abstützen und schützen. Das Gehäuse 410 lagert drehbar eine Eingangswelle 412, die ein erstes kleineres Eingangsantriebszahnrad 414, ein zweites größeres Eingangsantriebszahnrad 416 und ein drittes größeres Eingangsantriebszahnrad 418 umfasst. Eine hydraulische Pumpe P ist an dem Gehäuse 410 befestigt, wird durch die Eingangswelle 412 angetrieben und führt Hydraulik- oder Getriebedruckfluid verschiedenen Bauteilen des Getriebes 400 zu.
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Ebenfalls drehbar in dem Gehäuse 412 gelagert ist eine erste Gegenwelle oder Vorgelegewelle 420, die den ungeradzahlig nummerierten Gängen zugeordnet ist: erster, dritter, fünfter und siebter und eine zweite Gegenwelle oder Vorgelegewelle 470, die den geradzahlig nummerierten Gängen zugeordnet ist: zweiter, vierter, sechster und rückwärts. Die erste Vorgelegewelle 420 und die zweite Vorgelegewelle 470 sind parallel zu und beabstandet von der Eingangswelle 412. An einem Ende der ersten Vorgelegewelle 420 befindet sich eine erste Nass-Eingangskupplungsanordnung 422, die mehrere erste Kupplungsplatten oder -scheiben 424 aufweist, die mit der ersten Vorgelegewelle 420 zur Rotation damit gekoppelt sind. Verschachtelt mit den mehreren ersten Kupplungsplatten oder -scheiben 424 sind mehrere zweite Kupplungsplatten oder -scheiben 426, die mit einer ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 428 gekoppelt sind und mit dieser rotieren. Die erste Nass-Kupplungsanordnung 422 umfasst auch einen ersten Aktuator 430, der eine hydraulische, elektrische oder pneumatische Einrichtung oder ein hydraulischer, elektrischer oder pneumatischer Mechanismus sein kann, der selektiv Druck an den Kupplungsplatten oder -scheiben 426 und 426 aufbaut und entspannt, um selektiv Drehmoment von der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 428 auf die erste Vorgelegewelle 420 zu übertragen.
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Frei drehbar auf der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 428 ist ein erstes größeres angetriebenes Zahnrad 432 in konstanter Kämmung mit dem ersten kleineren Eingangsantriebszahnrad 414, ein zweites kleineres angetriebenes Zahnrad 434 in konstanter Kämmung mit dem zweiten größeren Eingangszahnrad 416 und ein drittes kleineres angetriebenes Zahnrad 436 in konstanter Kämmung mit einem dritten größeren Antriebszahnrad 418 angeordnet. Benachbart zu dem ersten größeren angetriebenen Zahnrad 432 ist eine erste Einzel-Synchronkupplungsanordnung 438 angeordnet. Die erste Einzel-Synchronkupplungsanordnung 438 ist rotatorisch mit der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 428 durch einen ersten in Eingriff stehenden Kerben- und Kerbzahnsatz 440 gekoppelt und ist frei, um sich axial entlang der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 428 zu verschieben. Eine erste Schaltaktuatoranordnung 442, die entweder hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch sein kann, umfasst eine Ausgangselement- und Schaltgabelanordnung 444, die die erste Synchronkupplung 438 einrückt und bidirektional verschiebt. Wenn sie aus einer neutralen (rechten) Stellung nach links verschoben wird, synchronisiert die erste Einzel-Synchronkupplungsanordnung 438 (und die weitere Einzel-Synchronkupplungsanordnung, die nachstehend identifiziert und beschrieben ist) zunächst die Drehzahl des benachbarten Zahnrades, wie des ersten größeren angetriebenen Zahnrades 432, nach links und koppelt dann das synchronisierte Zahnrad fest mit der zugehörigen Hohlwelle oder Antriebshülse, wie der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 428.
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Zwischen dem zweiten kleineren angetriebenen Zahnrad 434 und dem dritten kleineren angetriebenen Zahnrad 436 ist eine zweite Doppel-Synchronkupplungsanordnung 446 angeordnet. Die zweite Synchronkupplungsanordnung 446 ist rotatorisch mit der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 428 durch einen zweiten in Eingriff stehenden Kerben- und Kerbzahnsatz 448 gekoppelt und ist frei, um sich axial entlang der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 428 zu verschieben. Eine erste Schaltaktuatoranordnung 450, die entweder hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch sein kann, umfasst eine Ausgangselement- und Schaltgabelanordnung 452, die die zweite Synchronkupplungsanordnung 446 einrückt und bidirektional verschiebt. Wenn sie aus einer neutralen Mittelstellung nach rechts oder links verschoben wird, synchronisiert die zweite Synchronkupplungsanordnung 446 (und die drei weiteren Doppel-Synchronkupplungsanordnungen, die nachstehend identifiziert und beschrieben sind) zunächst die Drehzahl des benachbarten Zahnrades, entweder des Zahnrades 434 nach links oder des Zahnrades 436 nach rechts, und koppelt dann das synchronisierte Zahnrad fest mit der zugehörigen Hohlwelle oder Antriebshülse, wie etwa der ersten Hohlwelle oder Antriebshülse 428.
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Frei drehbar auf der ersten Vorgelegewelle 420 sind ein viertes größeres Antriebszahnrad 456 und ein fünftes kleineres Antriebszahnrad 458, das axial von dem vierten Antriebszahnrad 456 beabstandet ist, angeordnet. Zwischen dem vierten größeren Antriebszahnrad 456 und dem fünften kleineren Antriebszahnrad 458 befindet sich eine dritte Doppel-Synchronkupplungsanordnung 460. Die dritte Doppel-Synchronkupplungsanordnung 460 ist rotatorisch mit der ersten Vorgelegewelle 420 durch einen dritten in Eingriff stehenden Kerben- und Kerbzahnsatz 462 gekoppelt und ist frei, um sich axial entlang der ersten Vorgelegewelle 420 zu verschieben. Eine dritte Schaltaktuatoranordnung 464, die entweder hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch sein kann, umfasst eine Ausgangselement- und Schaltgabelanordnung 466, die die zweite Synchronkupplungsanordnung 460 einrückt und bidirektional verschiebt.
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An einem Ende der zweiten Vorgelegewelle 470 befindet sich eine zweite Nass-Eingangskupplungsanordnung 472, die mehrere erste Kupplungsplatten oder -scheiben 474 aufweist, die mit der zweiten Vorgelegewelle 470 zur Rotation damit gekoppelt sind. Verschachtelt mit den mehreren ersten Kupplungsplatten oder -scheiben 474 sind mehrere zweite Kupplungsplatten oder -scheiben 476, die mit einer zweiten Hohlwelle oder Antriebshülse 478 gekoppelt sind und mit dieser rotieren. Die zweite Nass-Eingangskupplungsanordnung 472 umfasst auch einen zweiten Aktuator 480, der eine hydraulische, elektrische oder pneumatische Einrichtung oder ein hydraulischer, elektrischer oder pneumatischer Mechanismus sein kann, der selektiv Druck an den Kupplungsplatten oder -scheiben 474 und 476 aufbaut und entspannt, um selektiv Drehmoment von der zweiten Hohlwelle oder Antriebshülse 478 auf die zweite Vorgelegewelle 470 zu übertragen.
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Frei drehbar auf der zweiten Hohlwelle oder Antriebshülse 478 ist ein sechstes angetriebenes Zahnrad 482, das in konstanter Kämmung mit dem ersten größeren angetriebenen Zahnrad 432 steht, angeordnet. Benachbart zu dem sechsten angetriebenen Zahnrad 482 befindet sich eine vierte Einzel-Synchronkupplungsanordnung 490. Die vierte Einzel-Synchronkupplungsanordnung 490 ist rotatorisch mit der zweiten Hohlwelle oder Antriebshülse 478 durch einen vierten in Eingriff stehenden Kerben- und Kerbzahnsatz 492 gekoppelt und ist frei, um sich axial entlang der zweiten Hohlwelle oder Antriebshülse 478 zu verschieben. Eine vierte Schaltaktuatoranordnung 494, die entweder hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch sein kann, umfasst eine Ausgangselement- und Schaltgabelanordnung 496, die die vierte Einzel-Synchronkupplung 490 einrückt und bidirektional verschiebt.
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Ebenfalls frei drehbar auf der zweiten Hohlwelle oder Antriebshülse 478 sind ein siebtes größeres angetriebenes Zahnrad 502 in konstanter Kämmung mit dem zweiten größeren Eingangsantriebszahnrad 416 und ein achtes größeres angetriebenes Zahnrad 504 in konstanter Kämmung mit dem dritten größeren Eingangsantriebszahnrad 418 angeordnet. Zwischen dem siebten angetriebenen Zahnrad 502 und dem achten angetriebenen Zahnrad 504 ist eine fünfte Doppel-Synchronkupplungsanordnung 510 angeordnet. Die fünfte Synchronkupplungsanordnung 510 ist rotatorisch mit der zweiten Hohlwelle oder Antriebshülse 478 durch einen fünften in Eingriff stehenden Kerben- und Kerbzahnsatz 512 gekoppelt und ist frei, um sich axial entlang der zweiten Hohlwelle oder Antriebshülse 478 zu verschieben. Eine fünfte Schaltaktuatoranordnung 514, die entweder hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch sein kann, umfasst eine Ausgangselement- und Schaltgabelanordnung 516, die die fünfte Synchronkupplungsanordnung 510 einrückt und bidirektional verschiebt.
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Frei drehbar auf der zweiten Vorgelegewelle 470 sind ein neuntes größeres Antriebszahnrad 522 und ein zehntes kleineres Antriebszahnrad 524, das axial von dem neunten größeren Antriebszahnrad 522 beabstandet ist, angeordnet. Zwischen dem neunten größeren Antriebszahnrad 522 und dem zehnten kleineren Antriebszahnrad 524 befindet sich eine sechste Doppel-Synchronkupplungsanordnung 526. Die sechste Synchronkupplungsanordnung 526 ist rotatorisch mit der zweiten Vorgelegewelle 470 durch einen sechsten in Eingriff stehenden Kerben- und Kerbzahnsatz 528 gekoppelt und ist frei, um sich axial entlang der zweiten Vorgelegewelle 470 zu verschieben. Eine sechste Schaltaktuatoranordnung 530, die entweder hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch sein kann, umfasst eine Ausgangselement- und Schaltgabelanordnung 532, die die sechste Synchronkupplungsanordnung 526 einrückt und bidirektional verschiebt.
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Das vierte größere Antriebszahnrad 456 und das neunte größere Antriebszahnrad 522 stehen beide in konstanter Kämmung mit einem ersten Ausgangs- oder Hohlrad 538 und treiben dieses an, welches einer herkömmlichen Differenzialanordnung 540 zugeordnet ist und ein Eingangselement für diese bildet. Ähnlich stehen das fünfte kleinere Antriebszahnrad 458 und das zehnte kleinere Antriebszahnrad 524 beide in konstanter Kämmung mit einem zweiten Ausgangs- oder Hohlrad 542 und treiben dieses an, welches ebenfalls der Differenzialanordnung 540 zugeordnet ist und ein Eingangselement für diese bildet. Die Differenzialanordnung 540 umfasst eine mit einem Käfig versehene Anordnung 544 mit vier Kegelrädern. Zwei Kegelseitenräder der Kegelradanordnung 544 sind mit einem jeweiligen Paar Achsen oder Ausgangswellen 546 und 548 gekoppelt.
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Die Arbeitsweise des Siebengang-Doppelkupplungsgetriebes 400 ist ähnlich wie die der drei obigen Ausführungsformen des Nass-Doppelkupplungsgetriebes der vorliegenden Erfindung, indem die Drehmomentübertragung durch das Getriebe 400 von der Eingangswelle 414 zu der Differenzialanordnung 540 immer die Aktivierung und Einrückung von zweien der Synchronkupplungsanordnungen 438, 446, 460, 490, 510 und 526 umfasst, gefolgt durch die Aktivierung und Einrückung von einer der Nass-Eingangskupplungen 422 oder 472. Zum Beispiel wird der erste Gang bereitgestellt, indem die erste Synchronkupplungsanordnung 438 nach links verschoben wird und das erste angetriebene Zahnrad 432 in Eingriff gebracht wird, und die dritte Synchronkupplungsanordnung 460 nach rechts verschoben wird und das sechste Antriebszahnrad 458 in Eingriff gebracht wird, gefolgt durch die Einrückung der ersten Nass-Eingangskupplung 422. Der zweite Gang wird vorgesehen, indem die fünfte Synchronkupplungsanordnung 510 nach links verschoben wird und das siebte angetriebene Zahnrad 502 in Eingriff gebracht wird, und die sechste Synchronkupplungsanordnung 526 nach rechts verschoben wird, um das zehnte Antriebszahnrad 524 in Eingriff zu bringen, gefolgt durch die Einrückung der zweiten Nass-Eingangskupplung 472.
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Der dritte Gang wird vorgesehen, indem die erste Synchronkupplungsanordnung 438 nach links verschoben wird und das erste angetriebene Zahnrad 432 in Eingriff gebracht wird, und die dritte Synchronkupplungsanordnung 460 nach links verschoben wird und das fünfte Antriebszahnrad 456 in Eingriff gebracht wird, gefolgt durch die Einrückung der ersten Nass-Eingangskupplung 422. Der vierte Gang wird vorgesehen, indem die fünfte Synchronkupplungsanordnung 510 nach links verschoben wird und das siebte angetriebene Zahnrad 502 in Eingriff gebracht wird, und die sechste Synchronkupplungsanordnung 526 nach links verschoben wird, um das neunte Antriebszahnrad 522 in Eingriff zu bringen, gefolgt durch die Einrückung der zweiten Nass-Eingangskupplung 472.
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Der fünfte Gang wird vorgesehen, indem die zweite Synchronkupplungsanordnung 446 nach links verschoben wird und das zweite angetriebene Zahnrad 434 in Eingriff gebracht wird, und die dritte Synchronkupplungsanordnung 460 nach links verschoben wird und das fünfte Antriebszahnrad 456 in Eingriff gebracht wird, gefolgt durch die Einrückung der ersten Nass-Eingangskupplung 422. Der sechste Gang wird vorgesehen, indem die fünfte Synchronkupplungsanordnung 510 nach rechts verschoben wird und das achte angetriebene Zahnrad 504 in Eingriff gebracht wird, und die sechste Synchronkupplungsanordnung 526 nach links verschoben wird, um das neunte Antriebszahnrad 522 in Eingriff zu bringen, gefolgt durch die Einrückung der zweiten Nass-Eingangskupplung 472.
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Der siebte Gang wird vorgesehen, indem die zweite Synchronkupplungsanordnung 446 nach rechts verschoben wird und das dritte angetriebene Zahnrad 436 in Eingriff gebracht wird, und die dritte Synchronkupplungsanordnung 446 nach links verschoben wird und das fünfte Antriebszahnrad 456 in Eingriff gebracht wird, gefolgt durch die Einrückung der ersten Nass-Eingangskupplung 422. Der Rückwärtsgang wird erreicht, indem die vierte Synchronkupplungsanordnung 490 nach links verschoben wird und das sechste angetriebene Zahnrad 482 in Eingriff gebracht wird, und die sechste Synchronkupplungsanordnung 526 nach rechts verschoben wird, um das zehnte Antriebszahnrad 524 in Eingriff zu bringen, gefolgt durch die Einrückung der zweiten Nass-Eingangskupplung 472. Die für den Rückwärtsgang notwendige Drehrichtungsumkehr wird durch den Antrieb von dem ersten kleineren Eingangsantriebszahnrad 414, durch das erste größere angetriebene Zahnrad 432 zu dem sechsten kleineren angetriebenen Zahnrad 482 erreicht.
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Die Nass-Doppelkupplungsgetriebe 10, 200 und 400 gemäß der vorliegenden Erfindung liefern viele Merkmale und Vorteile. Zu allererst gibt es in dem Fünfgang-Doppelkupplungsgetriebe 10 nur vier Zahnradebenen, und in dem Sechsganggetriebe 200 und dem Siebenganggetriebe 400 gibt es nur fünf Zahnradebenen. Zusätzlich sind die Eingangskupplungen auf den Achsen der Hohlwellen und Vorgelegewellen angeordnet. All diese Merkmale gestatten ein axial kompakteres Getriebe. Tatsächlich ist der axiale Nennabstand zwischen der Eingangswelle und der Mitte des Differenzials kleiner als in den meisten Doppelkupplungsgetriebekonfigurationen.
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Die massive Eingangswelle verbessert die Packung der Hydraulikpumpe und liefert das Potential für eine verbesserte Hybridisierung. Die Zahnradsätze zwischen der Eingangswelle und den Zahnrädern auf den Hohlwellen vermindern die Hohlwellen-, Kupplungs- und Vorgelegewellendrehzahlen und reduzieren somit Umlaufverluste in sowohl den Zahnrädern als auch den Eingangskupplungen relativ zu herkömmlichen Doppelkupplungsgetriebekonfigurationen. Schließlich werden Umlaufverluste weiter verringert, weil die offene (inaktive) Eingangskupplung nicht umläuft, wenn sie nicht in Gebrauch ist, es sei denn, es ist eine Gangvorauswahl erfolgt.
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Die Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhafter Natur, und Abwandlungen, die nicht vom Kern der Erfindung abweichen, sollen im Umfang der Erfindung liegen. Derartige Abwandlungen sind nicht als eine Abweichung vom Gedanken und Umfang der Erfindung anzusehen.
