DE102012000654A1

DE102012000654A1 - Kupplungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102012000654A1
Application number: DE201210000654
Authority: DE
Inventors: Carsten Bergelt
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2012-01-14
Filing date: 2012-01-14
Publication date: 2013-08-01

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Kupplungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe, mit zumindest einem Kupplungsgehäuse (10, 11) zur Aufnahme von Kupplungslamellen, die dazu vorgesehen sind, in zumindest einem Betriebszustand ein Drehmoment auf das Kupplungsgehäuse (10, 11) zu übertragen. Es wird vorgeschlagen, dass die Kupplungsvorrichtung zumindest ein direkt drehfest mit dem Kupplungsgehäuse (10, 11) verbundenes Zahnrad (12, 13) aufweist, das dazu vorgesehen ist, das Drehmoment an ein achsparallel angeordnetes Zahnrad (14, 15) zu übertragen und/oder von dem achsparallel angeordneten Zahnrad (14, 15) angetrieben zu werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 103 19 703 B3 ist bereits eine Kupplungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe, mit zumindest einem Kupplungsgehäuse zur Aufnahme von Kupplungslamellen, die dazu vorgesehen sind, in zumindest einem Betriebszustand ein Drehmoment auf das Kupplungsgehäuse zu übertragen, bekannt.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsvorrichtung bereitzustellen, mittels der ein kompakt bauendes Kraftfahrzeuggetriebe insbesondere für ein Nutzfahrzeug realisiert werden kann. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung geht aus von einer Kupplungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe, mit zumindest einem Kupplungsgehäuse zur Aufnahme von Kupplungslamellen, die dazu vorgesehen sind, in zumindest einem Betriebszustand ein Drehmoment auf das Kupplungsgehäuse zu übertragen.
Es wird vorgeschlagen, dass die Kupplungsvorrichtung ein direkt drehfest mit dem Kupplungsgehäuse verbundenes Zahnrad aufweist, das dazu vorgesehen ist, das Drehmoment an ein achsparallel angeordnetes Zahnrad zu übertragen und/oder von dem achsparallel angeordneten Zahnrad angetrieben zu werden. Dadurch kann eine kompakte Kupplungsvorrichtung bereitgestellt werden, die vorteilhaft in ein Kraftfahrzeuggetriebe integriert werden kann, wodurch ein kompakt bauendes Kraftfahrzeuggetriebe realisiert werden kann. Unter einer Kupplungsvorrichtung soll dabei insbesondere eine Kupplungsvorrichtung verstanden werden, die eine Anfahrfunktionalität bereitstellt, d. h. eine Kupplungsvorrichtung, die unter Belastung sukzessive geschlossen werden kann, um ein Kraftfahrzeug aus einem Stillstand heraus zu beschleunigen. Unter einem Kupplungsgehäuse soll ein das Lamellenpaket umgebendes Gehäuse verstanden werden. Unter „direkt drehfest verbunden” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass das Zahnrad ohne eine zwischengeschaltete Welle direkt an dem Kupplungsgehäuse angeordnet ist. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Kupplungsgehäuse und das direkt mit dem Kupplungsgehäuse verbundene Zahnrad zumindest teilweise einstückig ausgeführt sind. Dadurch kann das Kupplungsgehäuse mit dem Zahnrad besonders einfach hergestellt werden. Unter „einstückig” soll insbesondere stoffschlüssig verbunden, wie beispielsweise durch einen Schweißprozess und/oder Klebeprozess usw., und besonders vorteilhaft angeformt verstanden werden, wie durch die Herstellung aus einem Guss und/oder durch die Herstellung in einem Umformverfahren.
Besonders vorteilhaft ist das Zahnrad auf das Kupplungsgehäuse aufgeprägt. Dadurch kann das Zahnrad besonders einfach an das Kupplungsgehäuse angeformt werden. Unter „aufgeprägt” soll dabei insbesondere eine Herstellung des Kupplungsgehäuses verstanden werden, bei dem in zumindest einem Umformschritt das Zahnrad zumindest teilweise angelegt und/oder ausgeformt wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Kupplungsvorrichtung zumindest ein Lamellenpaket, das in axialer Richtung überschneidend mit dem Zahnrad angeordnet ist. Dadurch kann die Kupplungsvorrichtung in axialer Richtung besonders kompakt gehalten werden. Unter „in axialer Richtung überschneidend” soll insbesondere verstanden werden, dass die Kupplungsvorrichtung entlang ihrer Rotationsachse zumindest eine Querschnittsebene senkrecht zu der Rotationsachse aufweist, in der zumindest ein Teil des Lamellenpakets und zumindest ein Teil des Zahnrads angeordnet sind.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Kupplungsvorrichtung zumindest ein zweites Kupplungsgehäuse und ein zweites Zahnrad, das direkt drehfest mit dem zweiten Kupplungsgehäuse verbunden ist, aufweist. Dadurch kann die Kupplungsvorrichtung als eine Doppelkupplung, die zumindest zwei parallel geschaltete Kupplungen aufweist, ausgebildet werden. Grundsätzlich wäre es mit einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung auch denkbar, mehr als zwei Kupplungen, die parallel angeordnet sind, vorzusehen.
Vorteilhafterweise sind die zumindest zwei Kupplungsgehäuse koaxial zueinander angeordnet. Dadurch kann eine besonders einfache Ausgestaltung der Kupplungsvorrichtung gefunden werden.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Kupplungsvorrichtung zumindest zwei Innenlamellenträger aufweist, die drehfest miteinander verbunden sind. Dadurch können die Innenlamellenträger zur Einleitung eines Drehmoments in die Kupplungsvorrichtung vorgesehen werden, wodurch eine Ausgestaltung der Kupplungsvorrichtung weiter vereinfacht werden kann.
Ferner wird ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung und einer der Kupplungsvorrichtung nachgeschalteten Hauptgruppe, für die die Kupplungsvorrichtung als Anfahrkupplung vorgesehen ist, vorgeschlagen, wodurch ein in axialer Richtung kompakt bauendes Kraftfahrzeuggetriebe bereitgestellt werden kann.
Vorteilhafterweise umfasst das Kraftfahrzeuggetriebe eine der Kupplungsvorrichtung vorgeschaltete Drehrichtungsumkehrgruppe. Dadurch kann ein Bauraum einer Hauptgruppe besonders kompakt gehalten werden, während die Drehrichtungsumkehreinheit einfach in den Antriebsstrang integriert werden kann. Unter einer Drehrichtungsumkehrgruppe soll dabei insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Getriebe und zumindest einer Schalteinheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, für das Getriebe wahlweise ein Übersetzungsverhältnis größer als Null oder ein Übersetzungsverhältnis kleiner als Null einzustellen.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass das Hauptgetriebe eine achsparallel zu der Kupplungsvorrichtung angeordnete Hauptwelle und/oder zumindest eine achsparallel zu der Kupplungsvorrichtung angeordnete Vorgelegewelle aufweist. Dadurch kann ein axialer Bauraum des Kraftfahrzeuggetriebes besonders kompakt gehalten werden. Unter „achsparallel” soll dabei insbesondere verstanden werden, dass eine Rotationsachse der Hauptwelle und/oder eine Rotationsachse der Vorgelegewelle parallel zu der Rotationsachse der Kupplungsvorrichtung verschoben sind.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen:
1 schematisiert ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung,
2 eine Hauptgruppe und eine Nachschaltgruppe des Kraftfahrzeuggetriebes und
3 ein Schaltschema für die in 2 dargestellte Hauptgruppe und Nachschaltgruppe.
Die 1 bis 3 zeigen ein als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildetes Kraftfahrzeuggetriebe. Das Kraftfahrzeuggetriebe ist für ein Nutzfahrzeug vorgesehen. Es umfasst eine Kupplungsvorrichtung 20, die als eine Anfahrkupplung ausgebildet ist. Weiter umfasst das Kraftfahrzeuggetriebe eine Hauptgruppe 21 zur Schaltung von Hauptgetriebegängen und eine im Kraftfluss nach der Hauptgruppe 21 angeordnete Nachschaltgruppe 26. Grundsätzlich ist die Kupplungsvorrichtung 20 mit unterschiedlichen Haupt- und/oder Nachschaltgruppen 26 kombinierbar. Auf die Nachschaltgruppe 26 kann grundsätzlich auch verzichtet werden und/oder der Hauptgruppe 21 kann eine Vorschaltgruppe vorgeschaltet werden.
Die Kupplungsvorrichtung 20 umfasst ein Kupplungsgehäuse 10 zur Aufnahme von Kupplungslamellen. Das Kupplungsgehäuse 10 ist dazu vorgesehen, in einem Betriebszustand, in dem die Kupplungsvorrichtung 20 geschlossen ist, ein Drehmoment zu übertragen. Das Kraftfahrzeuggetriebe umfasst eine Getriebeeingangswelle 27, die permanent an eine Brennkraftmaschine 28 angebunden ist, und eine Getriebeausgangswelle 29, die permanent mit Antriebsrädern 30, 31 verbunden ist. Das Kupplungsgehäuse 10 ist in dem Betriebszustand, in dem die Antriebsräder 30, 31 von der Brennkraftmaschine 28 angetrieben werden, in einen Kraftfluss zwischen der Getriebeeingangswelle 27 und der Getriebeausgangswelle 29 eingebunden.
Die Kupplungsvorrichtung 20 umfasst weiter ein Zahnrad 12, das direkt drehfest mit dem Kupplungsgehäuse 10 verbunden ist. Das Kraftfahrzeuggetriebe weist weiter ein Zahnrad 14 auf, das achsparallel zu der Kupplungsvorrichtung 20 angeordnet ist. Das direkt mit dem Kupplungsgehäuse 10 verbundene Zahnrad 12 ist dazu vorgesehen, ein von der Brennkraftmaschine 28 bereitgestelltes Drehmoment auf das Zahnrad 14 zu übertragen. Das Kupplungsgehäuse 10 ist damit in Bezug auf ein von der Brennkraftmaschine 28 abgegebenes Drehmoment abtriebsseitig angeordnet, weshalb das direkt mit dem Kupplungsgehäuse 10 verbundene Zahnrad 12 als ein Abtriebszahnrad ausgebildet ist. Es gibt jedoch auch Betriebszustände, wie beispielsweise einen Motorbremsbetrieb, in dem das achsparallel zu der Kupplungsvorrichtung 20 angeordnete Zahnrad 14 ein Drehmoment auf das direkt mit dem Kupplungsgehäuse 10 verbundene Zahnrad 12 überträgt.
Das Kupplungsgehäuse 10 und das direkt mit dem Kupplungsgehäuse 10 verbundene Zahnrad 12 sind einstückig ausgeführt. Das Kupplungsgehäuse 10 kann beispielsweise durch Umformen und/oder durch Gießen hergestellt werden. Das Kupplungsgehäuse 10 und das Zahnrad 12 werden dabei aus einem gemeinsamen Rohling gefertigt. Das Zahnrad 12 ist auf das Kupplungsgehäuse 10 aufgeprägt. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, das Zahnrad 12 mittels einer spanenden Bearbeitung des Rohlings zu fertigen.
Die Kupplungsvorrichtung 20 umfasst weiter ein Lamellenpaket 16, das in axialer Richtung überschneidend mit dem Zahnrad 12 angeordnet ist. Das Kupplungsgehäuse 10 spannt einen Innenraum auf, in dem das Lamellenpaket 16 angeordnet ist. Das Lamellenpaket 16 weist als Kupplungslamellen jeweils abwechselnd angeordnete Außenlamellen und Innenlamellen auf, die zumindest teilweise radial innerhalb des Zahnrads 12 abgeordnet sind. Die Kupplungsvorrichtung 20 umfasst somit zumindest eine Querschnittsebene, in der das Lamellenpaket 16 und das Zahnrad 12 gleichzeitig darstellbar sind. In montiertem Zustand sind die Außenlamellen drehfest mit dem Kupplungsgehäuse 10 verbunden. Das Kupplungsgehäuse 10 selbst bildet damit einen Außenlamellenträger aus. Zudem umfasst die Kupplungsvorrichtung 20 einen Innenlamellenträger 18, mit dem die Innenlamellen drehfest verbunden sind.
Die Kupplungsvorrichtung 20 ist als eine Doppelkupplung ausgebildet. Der Innenlamellenträger 18, das Lamellenpaket 16 und das Kupplungsgehäuse 10 bilden eine erste Kupplung aus, die zur Schaltung von einem Teil der Hauptgetriebegänge vorgesehen ist. Die Kupplungsvorrichtung 20 umfasst weiter einen zweiten Innenlamellenträger 19, ein zweites Lamellenpaket 17 und ein zweites Kupplungsgehäuse 11, die eine zweite Kupplung zur Schaltung der Hauptgetriebegänge ausbilden. Die erste Kupplung und die zweite Kupplung sind dabei in einem Kraftfluss parallel zueinander angeordnet.
Die Kupplungsvorrichtung 20 umfasst zudem ein zweites Zahnrad 13, das analog wie bei der ersten Kupplung direkt drehfest mit dem Kupplungsgehäuse 11 der zweiten Kupplung verbunden ist. Die beiden Kupplungen sind dabei in Bezug auf ihre Ausgestaltung weitgehend gleich ausgebildet, weshalb auf die Beschreibung der ersten Kupplung verwiesen werden soll. Die Innenlamellenträger 18, 19 der beiden Kupplungen sind dabei permanent drehfest miteinander verbunden. Die Kupplungsgehäuse 10, 11 der Kupplungen sind in einem Betriebszustand, in dem eine der Kupplungen geöffnet ist, gegeneinander verdrehbar.
Zur Schaltung von Rückwärtsgetriebegängen umfasst das Kraftfahrzeuggetriebe eine der Kupplungsvorrichtung 20 vorgeschaltete Drehrichtungsumkehrgruppe 22. Die Drehrichtungsumkehrgruppe 22 ist in einem Kraftfluss zwischen der Getriebeeingangswelle 27 und der Kupplungsvorrichtung 20 angeordnet. Die Drehrichtungsumkehrgruppe 22 umfasst ein Differentialgetriebe 32 und eine Schalteinheit S0. Das Differentialgetriebe 32 ist in einer Kegelradbauform ausgebildet und umfasst ein eingangsseitiges Kegelrad, ein ausgangsseitiges Kegelrad und einen Käfig. Zudem umfasst das Differentialgetriebe 32 zumindest zwei Umlaufräder, die drehbar an dem Käfig gelagert sind und jeweils mit beiden Kegelrädern kämmen. Das eingangsseitige Kegelrad ist permanent drehfest mit der Getriebeeingangswelle 27 verbunden. Das ausgangsseitige Kegelrad ist permanent drehfest mit den beiden Innenlamellenträgern 18, 19 verbunden. Die Schalteinheit S0 umfasst einen Gleichlaufkörper, eine drehfest aber axial verschiebbar mit dem Gleichlaufkörper verbundene Schiebemuffe, ein erstes Kopplungselement und ein zweites Kopplungselement. Die Schiebemuffe ist dazu vorgesehen, den Gleichlaufkörper wahlweise drehfest mit dem ersten Kopplungselement oder dem zweiten Kopplungselement zu verbinden. Das erste Kopplungselement ist drehfest mit der Getriebeeingangswelle 27 verbunden. Der Gleichlaufkörper ist drehfest mit dem Käfig des Differentialgetriebes 32 verbunden. Das zweite Kopplungselement ist drehfest mit einem Getriebegehäuse 33 verbunden.
In einer ersten Schaltstellung verbindet die Schalteinheit S0 das erste Kopplungselement und den Gleichlaufkörper drehfest miteinander. Dadurch sind der Käfig und das eingangsseitige Kegelrad des Differentialgetriebes 32 drehfest mit der Getriebeeingangswelle 27 verbunden, wodurch das Differentialgetriebe 32 verblockt ist. In einer zweiten Schaltstellung verbindet die Schalteinheit S0 den Gleichlaufkörper und das zweite Kopplungselement miteinander. Dadurch ist der Käfig fixiert, wodurch das Differentialgetriebe 32 eine Drehrichtungsumkehr bereitstellt. Zur Schaltung der Rückwärtsgetriebegänge wird die Schalteinheit S0 in die zweite Schaltstellung geschaltet. Zur Schaltung der Vorwärtsgetriebegänge wird die Schalteinheit S0 in die erste Schaltstellung geschaltet.
Die Hauptgruppe 21 Ist in Form eines Vorgelegewellengetriebes ausgeführt. Die Hauptgruppe 21 umfasst eine Hauptwelle 23 und zwei Vorgelegewellen 24, 25. Die Hauptwelle 23 und die Vorgelegewellen 24, 25 sind in einer gemeinsamen Getriebeebene angeordnet. Die Getriebeebene ist um einen Winkel von ca. 90 Grad gegenüber einer Ebene, die durch die Getriebeeingangswelle 27 und die Hauptwelle 23 aufgespannt wird, verkippt. 1 stellt das Kraftfahrzeuggetriebe in einer vertikalen Darstellung dar, in der die beiden nicht dargestellten Vorgelegewellen 24, 25 vor und hinter einer Zeichenebene liegen würden. 2 stellt das Kraftfahrzeuggetriebe in einer Aufsicht dar, in der die nicht dargestellte Getriebeeingangswelle 27 vor oder hinter einer Zeichenebene liegen würde. Zudem umfasst die Hauptgruppe 21 eine Zwischenwelle 46.
Die Hauptgruppe 21 in Verbindung mit der Nachschaltgruppe 26 ist zur Schaltung von zwei Arbeitsgruppen mit jeweils fünf Getriebegängen vorgesehen. Zudem sind mittels des Doppelkupplungsgetriebes in einem Normalbetriebsmodus zehn Vorwärtsgetriebegänge V1–V10 schaltbar. Die Vorwärtsgetriebegänge V1–V10 sind unter Last zumindest sequentiell schaltbar.
Das Doppelkupplungsgetriebe umfasst sechs Zahnradebenen Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, Z6. Die ersten vier Zahnradebenen Z1, Z2, Z3, Z4 sind der Hauptgruppe 21 zugeordnet. Die fünfte Zahnradebene Z5 dient zur Verbindung der Hauptgruppe 21 mit der Nachschaltgruppe 26. Die sechste Zahnradebene Z6 ist der Nachschaltgruppe 26 zugeordnet.
Die ersten beiden Zahnradebene Z1, Z2 sind als Eingangszahnradebenen ausgebildet. Die erste Zahnradebene Z1 umfasst ein Festrad Z11, das permanent drehfest mit der Zwischenwelle 46 verbunden ist, und ein Festrad Z12, das permanent drehfest mit der ersten Vorgelegewelle 24 verbunden ist. Die zweite Zahnradebene Z2 umfasst ein Losrad Z21, das koaxial der Zwischenwelle 46 angeordnet ist, und ein Festrad Z22, das permanent drehfest mit der zweiten Vorgelegewelle 25 verbunden ist.
Die dritte Zahnradebene Z3 ist zur Verbindung der Hauptwelle 23 mit der ersten Vorgelegewelle 24 und zur Verbindung der Hauptwelle 23 mit der zweiten Vorgelegewelle 25 vorgesehen. Die dritte Zahnradebene Z3 umfasst ein Losrad Z31, das koaxial zu der ersten Vorgelegewelle 24 angeordnet ist, ein Festrad Z32, das permanent drehfest mit der Hauptwelle 23 verbunden ist, und ein Losrad Z33, das koaxial zu der zweiten Vorgelegewelle 25 angeordnet ist.
Die vierte Zahnradebene Z4 ist zur Verbindung der Hauptwelle 23 mit der ersten Vorgelegewelle 24 und zur Verbindung der Hauptwelle 23 mit der zweiten Vorgelegewelle 25 vorgesehen. Zudem sind mittels der Zahnradebene Z4 die beiden Vorgelegewellen 24, 25 direkt miteinander verbindbar. Die Zahnradebene Z4 umfasst ein Losrad Z41, das koaxial zu der ersten Vorgelegewelle 24 angeordnet ist, ein Losrad Z42, das koaxial zu der Hauptwelle 23 angeordnet ist, und ein Losrad Z43, das koaxial zu der Vorgelegewelle 25 angeordnet ist.
Die fünfte Zahnradebene Z5 ist dazu vorgesehen, die beiden Vorgelegewellen 24, 25 direkt mit der Nachschaltgruppe 26 zu verbinden. Die Zahnradebene Z5 umfasst ein Losrad Z51, das koaxial zu der ersten Vorgelegewelle 24 angeordnet ist, und ein Losrad Z52, das koaxial zu der zweiten Vorgelegewelle 25 angeordnet ist.
Die sechste Zahnradebene Z6 ist für die Nachschaltgruppe 26 vorgesehen. Die sechste Zahnradebene Z6 bildet ein Planetenradgetriebe 34 der Nachschaltgruppe 26 aus. Das Planetenradgetriebe 34 ist zur Schaltung der zwei unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse der Nachschaltgruppe 26 vorgesehen. Es umfasst ein Hohlrad 35, einen Planetenradträger 36, ein Sonnenrad 37 und Planetenräder 38, 39, die mittels des Planetenradträgers 36 auf einer Kreisbahn um das Sonnenrad 37 geführt werden. Die Planetenräder 38, 39 kämmen jeweils mit dem Sonnenrad 37 und dem Hohlrad 35.
Zur Schaltung der Arbeitsgruppen und der Vorwärtsgetriebegänge V1–V10 umfasst das Doppelkupplungsgetriebe acht Schalteinheiten S1–S8. Ein Schaltschema zur Schaltung der Vorwärtsgetriebegänge V1–V10 ist aus dem in den 1 und 2 dargestellten Zahnradsatz ableitbar. Für die Arbeitsgruppen ist ein Schaltschema in 3 dargestellt. Die Vorwärtsgetriebegänge V1–V10 sind jeweils abwechselnd einer der Kupplungen der Kupplungsvorrichtung 20 zugeordnet. Das Doppelkupplungsgetriebe weist dabei eine konstante Abstufung auf, d. h. ein Stufensprung zwischen den einzelnen Vorwärtsgetriebegängen V1–V10 ist jeweils gleich groß.
Die Schalteinheiten S1, S2, S3, S8 sind beidseitig schaltbar. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfassen sie als Schaltelement jeweils eine Schiebemuffe und drei Kopplungselemente. Die Kopplungselemente der entsprechenden Schalteinheit S1, S2, S3, S8 sind entlang einer Schaltrichtung der Schiebemuffe hintereinander angeordnet. Die Schalteinheiten S1, S2, S3, S8 weisen jeweils zwei Schaltstellungen und eine Neutralstellung auf. In der ersten Schaltstellung, die in 2 mit (1) bezeichnet ist, sind das erste, eingangsseitig angeordnete Kopplungselement und das mittlere Kopplungselement der entsprechenden Schalteinheit S1, S2, S3, S8 drehfest miteinander verbunden. In der zweiten Schaltstellung, die in 3 mit (2) bezeichnet ist, sind das zweite, ausgangsseitig angeordnete Kopplungselement und das mittlere Kopplungselement der entsprechenden Schalteinheit S1, S2, S3, S8 drehfest miteinander verbunden. In der Neutralstellung, die in 3 mit (N) bezeichnet ist, sind alle drei Kopplungselemente der entsprechenden Schalteinheit S1, S2, S3, S8 gegeneinander verdrehbar.
Die Schalteinheiten S4, S5, S6, S7 sind lediglich einseitig schaltbar. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfassen sie als Schaltelement jeweils eine Schiebemuffe und zwei Kopplungselemente. Die Kopplungselemente der Schalteinheiten S4, S5, S6, S7 sind entlang einer Schaltrichtung der jeweiligen Schiebemuffe hintereinander angeordnet. Die Schalteinheiten S4, S5, S6, S7 weisen lediglich eine Schaltstellung und eine Neutralstellung auf. In der Schaltstellung, die in 3 mit (1) bezeichnet ist, sind die Kopplungselemente der entsprechenden Schalteinheit S4, S5, S6, S7 drehfest miteinander verbunden. In der Neutralstellung, die in 3 mit (N) bezeichnet ist, sind die Kopplungselemente der entsprechenden Schalteinheit S4, S5, S6, S7 gegeneinander verdrehbar.
Die erste Schalteinheit S1 ist zwischen der zweiten Zahnradebene Z2 und der dritten Zahnradebene Z3 angeordnet. Das mittlere Kopplungselement der Schalteinheit S1 ist permanent drehfest mit der Zwischenwelle 46 verbunden ist. Das erste Kopplungselement der Schalteinheit S1 ist permanent drehfest mit dem Losrad Z21 verbunden. Das zweite Kopplungselement der Schalteinheit S1 ist permanent drehfest mit der Hauptwelle 23 verbunden.
Die zweite Schalteinheit S2 ist zwischen der dritten Zahnradebene Z3 und der vierten Zahnradebene Z4 angeordnet. Das mittlere Kopplungselement der Schalteinheit S2 ist permanent drehfest mit der ersten Vorgelegewelle 24 verbunden. Das erste Kopplungselement der Schalteinheit S2 ist permanent drehfest mit dem Losrad Z31 verbunden. Das zweite Kopplungselement der Schalteinheit S2 ist permanent drehfest mit dem Losrad Z41 verbunden.
Die Schalteinheit S3 ist zwischen der dritten Zahnradebene Z3 und der vierten Zahnradebene Z4 angeordnet. Das mittlere Kopplungselement der dritten Schalteinheit S3 ist permanent drehfest mit der zweiten Vorgelegewelle 25 verbunden. Das erste Kopplungselement der Schalteinheit S3 ist permanent drehfest mit dem Losrad Z33 verbunden. Das zweite Kopplungselement der Schalteinheit S2 ist permanent drehfest mit dem Losrad Z43 verbunden.
Die Schalteinheit S4 ist zwischen der vierten Zahnradebene Z4 und der fünften Zahnradebene Z5 angeordnet. Das eine Kopplungselement der Schalteinheit S4 ist permanent drehfest mit der ersten Vorgelegewelle 24 verbunden. Das andere Kopplungselement der Schalteinheit S4 ist permanent drehfest mit dem Losrad Z51 verbunden.
Die Schalteinheit S5 ist zwischen der vierten Zahnradebene Z4 und der fünften Zahnradebene Z5 angeordnet. Das eine Kopplungselement der Schalteinheit S5 ist permanent drehfest mit der zweiten Vorgelegewelle 25 verbunden. Das andere Kopplungselement der Schalteinheit S5 ist permanent drehfest mit dem Losrad Z52 verbunden.
Die Schalteinheit S6 ist zwischen der dritten Zahnradebene Z3 und der vierten Zahnradebene Z4 angeordnet. Das eine Kopplungselement der Schalteinheit S6 ist permanent drehfest mit der Hauptwelle 23 verbunden. Das andere Kopplungselement der Schalteinheit S6 ist permanent drehfest mit dem Losrad Z42 verbunden.
Die Schalteinheit S7 ist zwischen der vierten Zahnradebene Z4 und der sechsten Zahnradebene Z6, die das Planetenradgetriebe 34 ausbildet, angeordnet. Das eine Kopplungselement der siebten Schalteinheit S7 ist permanent drehfest mit dem Losrad Z42 verbunden ist. Das andere Kopplungselement der Schalteinheit S7 ist permanent drehfest mit dem Planetenradträger 36 verbunden.
Die Schalteinheit S8 ist ausgangsseitig der sechsten Zahnradebene Z6 angeordnet. Das mittlere Kopplungselement der achten Schalteinheit S8 ist permanent drehfest mit dem Hohlrad 35 verbunden. Das erste Kopplungselement der Schalteinheit S8 ist permanent drehfest mit einem Getriebegehäuse 33 verbunden. Das zweite Kopplungselement der Schalteinheit S7 ist permanent drehfest mit der Getriebeausgangswelle 29 verbunden.
Die fünfte Zahnradebene Z5 ist dazu vorgesehen, die beiden Vorgelegewellen 24, 25 direkt mit dem Hohlrad 35 des Planetenradgetriebes 34 zu verbinden. Die fünfte Zahnradebene Z5 weist die zwei Losräder Z51, Z52 auf, die koaxial zu den Vorgelegewellen 24, 25 angeordnet sind. Die Losräder Z51, Z52 wiederum kämmen mit dem Hohlrad 35. Die Zahnradebene Z5 verbindet mittels der Losräder Z51, Z52 die Vorgelegewellen 24, 25 direkt mit dem Hohlrad 35 des Planetenradgetriebes 34.
Die Schalteinheiten S4, S5 sind damit ebenfalls dazu vorgesehen, die entsprechende Vorgelegewelle 24, 25 direkt mit dem Hohlrad 35 zu verbinden. Die beiden Losräder Z51, Z52 der Zahnradebene Z5, die jeweils koaxial zu einer der Vorgelegewellen 24, 25 angeordnet sind, sind mittels der Schalteinheiten S4, S5 jeweils drehfest mit der entsprechenden Vorgelegewelle 24, 25 verbindbar. Ist eine der beiden Schalteinheiten S4, S5 geschlossen, ist die entsprechende Vorgelegewelle 24, 25 direkt an das Hohlrad 35 angebunden, d. h. ein Kraftfluss wird direkt von der Vorgelegewelle 24, 25 über das entsprechende Losrad Z51, Z52 auf das Hohlrad 35 übertragen.
Das Hohlrad 35 weist eine Doppelverzahnung auf, die für zwei Zahneingriffe gleichzeitig vorgesehen ist. Ein Teil der Doppelverzahnung bildet die Verzahnung aus, in den die beiden Losräder Z51, Z52 eingreifen. Ein weiterer Teil der Doppelverzahnung bildet eine Verzahnung aus, den die Planetenräder 38, 39 eingreifen. Die beiden Verzahnungen können dabei einstückig ausgeführt sein, d. h. das Hohlrad 35 weist eine einzige Verzahnung auf, die eine doppelte Zahnbreite aufweist, wodurch die Planetenräder 38, 39 und die Losräder Z51, Z52 gleichzeitig in die Verzahnung eingreifen können. Es ist aber auch denkbar, dass das Hohlrad 35 zwei unterschiedliche Verzahnungen aufweist, die die Doppelverzahnung ausbilden, d. h. zwei Verzahnungen, die sich insbesondere in einer Ausgestaltung von Zähnen und/oder in einem Wirkkreisdurchmesser unterscheiden können und die unmittelbar nebeneinander angeordnet sind.
Zur Bereitstellung eines Nebenabtriebs umfasst die Hauptgruppe 21 eine Nebenwelle 40. Die Nebenwelle 40 ist koaxial zu der Hauptwelle 23 angeordnet. Der Nebenantrieb kann grundsätzlich aber auch über die Vorgelegewellen 24, 25 realisiert werden. Die Nebenwelle 40 ist in Bezug auf die Zahnradebenen Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, Z6 gegenüber der Nachschaltgruppe 26 angeordnet. Der Nebenantrieb umfasst eine Schalteinheit S10, über die die Nebenwelle 40 schaltbar mit der Zwischenwelle 46 verbindbar ist.
Das Zahnrad 12 der ersten Kupplung, das direkt drehfest mit dem Kupplungsgehäuse 10 der Kupplungsvorrichtung 20 verbunden ist, ist wirkungsmäßig mit dem Losrad Z21 der zweiten Zahnradebene Z2, das koaxial zu der Hauptwelle 23 angeordnet ist, verbunden. Das Zahnrad 14, mit dem das Zahnrad 12 kämmt, ist als ein Zwischenrad ausgebildet, das in einem Kraftfluss zwischen dem direkt mit dem Kupplungsgehäuse 10 verbundenen Zahnrad 12 und dem Losrad Z21 der zweiten Zahnradebene Z2 angeordnet ist. Das Zahnrad 12, das Zahnrad 14 und das Losrad Z21 sind damit in einer gemeinsamen Ebene angeordnet.
Entsprechend ist das Zahnrad 13 der zweiten Kupplung, das direkt drehfest mit dem Kupplungsgehäuse 11 der Kupplungsvorrichtung 20 verbunden ist, wirkungsmäßig mit dem Festrad Z11 der ersten Zahnradebene Z1 verbunden. Das Doppelkupplungsgetriebe umfasst ein im Kraftfluss zwischen dem Zahnrad 14 und dem Festrad Z11 angeordnetes Zahnrad 15, mit dem das Zahnrad 12 kämmt. Das Zahnrad 15 ist als ein Zwischenrad ausgebildet. Das Zahnrad 13, das Zahnrad 15 und das Festrad Z11 sind in einer Ebene angeordnet.
Die beiden Zahnräder 14, 15 sind für eine Drehrichtungsumkehr vorgesehen. Grundsätzlich wäre es aber auch denkbar, auf die beiden Zahnräder 14, 15 zu verzichten, beispielsweise wenn ein Zahnradsatz des Doppelkupplungsgetriebes direkt für eine Drehrichtungsumkehr vorgesehen ist. Zudem kann eine zusätzliche Drehrichtungsumkehr auch an einer anderen Stelle in dem Kraftfahrzeuggetriebe vorgesehen werden.
Dem Kraftfahrzeuggetriebe nachgeschaltet ist ein Achsantrieb 41, der ein Achsdifferential 42 aufweist. Das Kraftfahrzeuggetriebe weist ein auf der Getriebeausgangswelle 29 angeordnetes Zahnrad 43 auf. Der Achsantrieb 41 umfasst ein Antriebsrad 44, das wirkungsmäßig mit dem Zahnrad 43, das permanent drehfest mit der Getriebeausgangswelle 29 verbunden ist, gekoppelt ist. Zusätzlich umfasst der Achsantrieb 41 ein zwischen dem Zahnrad 43 und dem Antriebsrad 44 angeordnetes Zwischenrad 45 auf, das mit dem Zahnrad 43 und dem Antriebsrad 44 kämmt. Das Achsdifferential 42 weist zudem eine Schalteinheit S9 auf, mittels der das Achsdifferential 42 sperrbar ist.
Bezugszeichenliste

10: Kupplungsgehäuse
11: Kupplungsgehäuse
12: Zahnrad
13: Zahnrad
14: Zahnrad
15: Zahnrad
16: Lamellenpaket
17: Lamellenpaket
18: Innenlamellenträger
19: Innenlamellenträger
20: Kupplungsvorrichtung
21: Hauptgruppe
22: Drehrichtungsumkehrgruppe
23: Hauptwelle
24: Vorgelegewelle
25: Vorgelegewelle
26: Nachschaltgruppe
27: Getriebeeingangswelle
28: Brennkraftmaschine
29: Getriebeausgangswelle
30: Antriebsrad
31: Antriebsrad
32: Differentialgetriebe
33: Getriebegehäuse
34: Planetenradgetriebe
35: Hohlrad
36: Planetenradträger
37: Sonnenrad
38: Planetenrad
39: Planetenrad
40: Nebenwelle
41: Achsantrieb
42: Achsdifferential
43: Zahnrad
44: Antriebsrad
45: Zwischenrad
46: Zwischenwelle
S0: Schalteinheit
S1: Schalteinheit
S2: Schalteinheit
S3: Schalteinheit
S4: Schalteinheit
S5: Schalteinheit
S6: Schalteinheit
S7: Schalteinheit
S8: Schalteinheit
S9: Schalteinheit
S10: Schalteinheit
Z1: Zahnradebene
Z11: Festrad
Z12: Festrad
Z2: Zahnradebene
Z21: Losrad
Z22: Festrad
Z3: Zahnradebene
Z31: Losrad
Z32: Festrad
Z33: Losrad
Z4: Zahnradebene
Z41: Losrad
Z42: Losrad
Z43: Losrad
Z5: Zahnradebene
Z51: Losrad
Z52: Losrad
Z6: Zahnradebene

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10319703 B3 [0002]

Claims

Kupplungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe, mit zumindest einem Kupplungsgehäuse (10, 11) zur Aufnahme von Kupplungslamellen, die dazu vorgesehen sind, in zumindest einem Betriebszustand ein Drehmoment auf das Kupplungsgehäuse (10, 11) zu übertragen, gekennzeichnet durch zumindest ein direkt drehfest mit dem Kupplungsgehäuse (10, 11) verbundenes Zahnrad (12, 13), das dazu vorgesehen ist, das Drehmoment an ein achsparallel angeordnetes Zahnrad (14, 15) zu übertragen und/oder von dem achsparallel angeordneten Zahnrad (14, 15) angetrieben zu werden.
Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsgehäuse (10, 11) und das direkt mit dem Kupplungsgehäuse (10, 11) verbundene Zahnrad (12, 13) zumindest teilweise einstückig ausgeführt sind.
Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (12, 13) auf das Kupplungsgehäuse (10, 11) aufgeprägt ist.
Kupplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest ein Lamellenpaket (16, 17), das in axialer Richtung überschneidend mit dem Zahnrad (12, 13) angeordnet ist.
Kupplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest ein zweites Kupplungsgehäuse (11) und ein zweites Zahnrad (13), das direkt drehfest mit dem zweiten Kupplungsgehäuse (11) verbunden ist.
Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Kupplungsgehäuse (10, 11) koaxial zueinander angeordnet sind.
Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch zumindest zwei Innenlamellenträger (18, 19), die drehfest miteinander verbunden sind.
Kraftfahrzeuggetriebe mit einer Kupplungsvorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einer der Kupplungsvorrichtung (20) nachgeschalteten Hauptgruppe (21), für die die Kupplungsvorrichtung (20) als Anfahrkupplung vorgesehen ist.
Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine der Kupplungsvorrichtung (20) vorgeschaltete Drehrichtungsumkehrgruppe (22).
Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptgruppe (21) eine achsparallel zu der Kupplungsvorrichtung (20) angeordnete Hauptwelle (23) und/oder zumindest eine achsparallel zu der Kupplungsvorrichtung (20) angeordnete Vorgelegewelle (24, 25) aufweist.