DE102012203371A1 - Dual clutch gearbox for vehicle, has countershafts that are operatively connected with each other through wheel set, and sleeve shafts that are respectively arranged with idler gears and gear wheels of wheel sets - Google Patents
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- F16H3/093—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears with two or more countershafts
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Lastschaltelementen, zwei Eingangswellen und zwei Vorgelegewellen gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art. The invention relates to a dual-clutch transmission with two load switching elements, two input shafts and two countershafts according to the closer defined in the preamble of claim 1. Art.
Ein Doppelkupplungsgetriebe für Fahrzeuge ist aus der
Es sind zwar mehreren Schalteinrichtungen jeweils zwei Radsätze zugeordnet, jedoch ist eine Vielzahl an Schaltelementen zur Darstellung der wenigstens neun Übersetzungen für Vorwärtsfahrt und der wenigstens einen Übersetzung für Rückwärtsfahrt erforderlich, weshalb das Doppelkupplungsgetriebe durch einen großen Bauraumbedarf gekennzeichnet ist. Although several switching devices are each assigned two sets of wheels, but a plurality of switching elements for displaying the at least nine translations for forward drive and the at least one translation for reversing required, which is why the dual-clutch transmission is characterized by a large space requirement.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Doppelkupplungsgetriebe zur Verfügung zu stellen, mittels welchem wenigstens neun Übersetzungen für Vorwärtsfahrt und wenigstens eine Übersetzung für Rückwärtsfahrt mit möglichst geringem Bauraumbedarf bei gleichzeitig gutem Wirkungsgrad zur Verfügung stellbar sind. The present invention is therefore an object of the invention to provide a dual-clutch transmission available by means of which at least nine translations for forward drive and at least one translation for reverse drive with the least possible space requirement with good efficiency are available adjustable.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Doppelkupplungsgetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. According to the invention this object is achieved with a dual-clutch transmission with the features of claim 1.
Das erfindungsgemäße Doppelkupplungsgetriebe umfasst zwei Eingangswellen, zwei Vorgelegewellen und zwei mit einem Antriebsaggregat in Wirkverbindung bringbare Lastschaltelemente. Jeweils eines der Lastschaltelemente ist mit einer der Eingangswellen verbunden, wobei die Eingangswellen zur Darstellung von wenigstens neun Übersetzungen für Vorwärtsfahrt und wenigstens einer Übersetzung für Rückwärtsfahrt über Radsätze, die über Schalteinrichtungen in den Kraftfluss zu- und abschaltbar sind, mit den Vorgelegewellen verbindbar sind. Mehreren Schalteinrichtungen sind jeweils wenigstens zwei Radsätze zugeordnet. The dual-clutch transmission according to the invention comprises two input shafts, two countershafts and two load-shifting elements which can be brought into operative connection with a drive unit. In each case, one of the load switching elements is connected to one of the input shafts, wherein the input shafts for displaying at least nine translations for forward drive and at least one translation for reversing via wheelsets, which are switched on switching devices in the power flow and can be switched off, connected to the countershafts. Several switching devices are each assigned at least two wheelsets.
Erfindungsgemäß ist auf einer der Vorgelegewellen wenigstens eine dazu koaxial angeordnete Hohlwelle drehbar gelagert, die mit der Vorgelegewelle über eine der Schalteinrichtungen drehfest koppelbar ist. Auf wenigstens einer der Eingangswellen ist ebenfalls wenigstens eine Hohlwelle drehbar angeordnet, die über wenigstens eine der Schalteinrichtungen mit der einen Eingangswelle oder mit der anderen Eingangswelle drehfest verbindbar ist, wobei auf der Hohlwelle wenigstens ein als Losrad ausgebildetes Zahnrad drehbar angeordnet ist und mit der Hohlwelle zumindest ein Zahnrad der Radsätze drehfest verbunden ist. Wenigstens zwei Übersetzungen sind durch schaltelementseitiges Zuschalten von jeweils drei der Radsätze in den Kraftfluss darstellbar, über die durch jeweils alleiniges schaltelementseitiges Zuschalten in den Kraftfluss jeweils eine Übersetzung darstellbar ist. Die weiteren Übersetzungen sind jeweils durch schaltelementseitiges Zuschalten von jeweils einem der Radsätze in den Kraftfluss einlegbar. Zusätzlich sind die Vorgelegewellen über einen weiteren Radsatz miteinander wirkverbunden. According to the invention, at least one coaxially arranged hollow shaft is rotatably mounted on one of the countershafts, which is rotatably coupled to the countershaft via one of the switching devices. On at least one of the input shafts, at least one hollow shaft is also rotatably arranged, which is rotatably connected via at least one of the switching means with the one input shaft or with the other input shaft, wherein on the hollow shaft at least one gear designed as a loose wheel is rotatably disposed and at least with the hollow shaft a gear wheel sets is rotatably connected. At least two translations can be represented by switch element-side connection of three of the wheel sets in the power flow, on each of which a translation is represented by each switching element-side switching in the power flow. The other translations can each be inserted by switching element-side connection of one of the wheel sets in the power flow. In addition, the countershafts are operatively connected to each other via a further wheel set.
Über den erfindungsgemäßen Aufbau des Doppelkupplungsgetriebes sind wenigstens neun Übersetzungen für Vorwärtsfahrt und wenigstens eine Übersetzung für Rückwärtsfahrt mit vorzugsweise lediglich zwölf Schaltelementen in bauraumgünstiger Art und Weise bei gleichzeitig gutem Gesamtwirkungsgrad darstellbar, wobei der gute Gesamtwirkungsgrad auch dadurch erreicht wird, dass neben dem die Vorgelegewellen miteinander wirkverbindenden Radsatz zur Darstellung einer Vielzahl der Übersetzungen jeweils lediglich ein weiterer Radsatz in den Kraftfluss zugeschaltet ist. Im Vergleich hierzu sind bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Doppelkupplungsgetriebe zur Darstellung einer Übersetzung bis auf eine als Direktgang ausgeführte Übersetzung jeweils wenigstens zwei Radsätze in den Kraftfluss zuzuschalten, wodurch Verlustleistungen im Bereich der miteinander kämmenden Zahnräder größer sind als bei der erfindungsgemäßen Lösung. About the structure of the dual clutch transmission according to the invention at least nine translations for forward drive and at least one translation for reverse with preferably only twelve switching elements in space-saving manner with good overall efficiency can be displayed, the good overall efficiency is also achieved that in addition to the countershafts operatively interconnecting Wheel set to represent a variety of translations each only another set of wheels is switched into the power flow. In comparison, in the case of the double-clutch transmission known from the prior art for displaying a translation except for a gear ratio designed as a direct gear, at least two sets of wheels are to be connected into the power flow, whereby power losses in the area of the intermeshing gears are greater than in the solution according to the invention.
Die Ausführung des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes mit zwei Vorgelegewellen sowie mit einer auf einer der Vorgelegewellen drehbar gelagerten und dazu koaxial angeordneten Hohlwelle und wenigstens einer auf wenigstens einer der Eingangswellen drehbar angeordneten Hohlwelle, auf der wenigstens ein als Losrad ausgebildetes Zahnrad drehbar vorgesehen ist, bietet in Verbindung mit der Darstellung von wenigstens zwei Übersetzungen als so genannte Windungsgänge die Möglichkeit, eine Vielzahl an Übersetzungen mit geringem radialem als auch axialem Bauraumbedarf und zusätzlich mit geringem Gesamtgewicht des Doppelkupplungsgetriebes darzustellen und eine Antriebsmaschine, vorzugsweise eine Brennkraftmaschine, in gewünschtem Umfang in deren optimalen Betriebszustand betreiben zu können. The execution of the dual clutch transmission according to the invention with two countershafts and with a rotatably mounted on one of the countershafts and coaxially arranged hollow shaft and at least one on at least one of the input shafts rotatably mounted hollow shaft on which at least one gear designed as a loose wheel is rotatably provided in conjunction with the representation of at least two translations as so-called Windungsgänge the ability to represent a variety of translations with low radial and axial space requirements and additionally with low total weight of the dual clutch transmission and a prime mover, preferably an internal combustion engine to operate in the desired extent in its optimal operating condition ,
Zusätzlich bietet die Hohlwelle, die mit der einen Eingangswelle und auch mit der anderen Eingangswelle koppelbar ist, die Möglichkeit, erfindungsgemäße Doppelkupplungsgetriebe insbesondere mit zwei Windungsgängen und mit einer guten Lastschaltfähigkeit zur Verfügung stellen zu können. In addition, the hollow shaft offers, with one input shaft and also with the other Input shaft can be coupled, the ability to provide inventive dual-clutch transmission in particular with two Windungsgängen and with a good load switching capability available.
Als Windungsgänge werden insbesondere Gänge angesehen, bei denen drei oder mehr Radsätze im Kraftfluss sind. Turning gears are, in particular, considered gears in which three or more sets of wheels are in the power flow.
Ist eine der beiden Übersetzungen, die durch schaltelementseitiges Zuschalten von jeweils drei der Radsätze in den Kraftfluss darstellbar sind, eine erste Übersetzung für Vorwärtsfahrt und eine weitere Übersetzung der beiden Übersetzungen eine dritte Übersetzung für Vorwärtsfahrt, sind Verlustleistungen im Bereich des Doppelkupplungsgetriebes aufgrund der mehrfachen Zahneingriffe während der Darstellung der beiden Übersetzungen gering, da sowohl die erste Übersetzung als auch die dritte Übersetzung für Vorwärtsfahrt nur geringe Fahranteile über die gesamte Lebensdauer des Doppelkupplungsgetriebes und auch im Verbrauchszyklus aufweisen. Des Weiteren ist durch die Windung der ersten Übersetzung für Vorwärtsfahrt die mechanische Spreizung des Doppelkupplungsgetriebes reduziert, womit Drehzahlverluste im Bereich des Doppelkupplungsgetriebes gering gehalten werden. Is one of the two translations that are represented by switching element-side connection of three of the wheel sets in the power flow, a first translation for forward drive and a further translation of the two translations a third translation for forward drive, are power losses in the field of dual clutch transmission due to the multiple meshing during the representation of the two translations low because both the first translation and the third translation for forward drive have only low driving proportions over the entire life of the dual clutch transmission and also in the consumption cycle. Furthermore, the mechanical spread of the dual-clutch transmission is reduced by the turn of the first gear ratio for forward drive, whereby speed losses in the region of the dual-clutch transmission are kept low.
Zusätzlich ist das erfindungsgemäße Doppelkupplungsgetriebe aufgrund seiner Ausführung auch durch eine gute Lastschaltfähigkeit gekennzeichnet und auch auf konstruktiv einfache Art und Weise mit einer elektrischen Maschine kombinierbar. In addition, the dual-clutch transmission according to the invention is also characterized by a good load switching capability due to its design and also in a structurally simple way combined with an electric machine.
Des Weiteren bietet die Anordnung einer Hohlwelle auf einer der Vorgelegewellen und einer Hohlwelle auf wenigstens einer der Eingangswellen die Möglichkeit, Windungsgänge auf konstruktiv einfache Art und Weise bei gleichzeitig geringem Bauraumbedarf darzustellen. Furthermore, the arrangement of a hollow shaft on one of the countershafts and a hollow shaft on at least one of the input shafts offers the opportunity to represent Windungsgänge in a structurally simple manner with low space requirements.
Bei einer weiteren bauraumgünstigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes bilden die Radsätze sieben Radebenen und sind über sechs vorzugsweise als Synchronisierungen ausgeführte Schalteinrichtungen, welchen jeweils wenigstens zwei Radsätze zugeordnet sind, in den Kraftfluss zuschaltbar, wobei die Radsätze vorzugsweise insgesamt achtzehn Zahnräder umfassen. In a further space-saving embodiment of the dual-clutch transmission according to the invention, the wheelsets form seven wheel planes and six preferably executed as synchronizations switching devices, each of which at least two wheelsets are assigned in the power flow switchable, the wheelsets preferably comprise a total of eighteen gears.
Eine bauraumgünstige Ausführung des Doppelkupplungsgetriebes liegt dann vor, wenn die Schalteinrichtungen als Doppelschaltelemente ausgeführt sind, die im Vergleich zu jeweils zwei Einzelschaltelementen in axialer Richtung jeweils einen geringeren Bauraumbedarf aufweisen. A space-saving design of the dual-clutch transmission is present when the switching devices are designed as double switching elements, which in each case have a smaller space requirement compared to two individual switching elements in the axial direction.
Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildung des Gegenstandes nach der Erfindung keine Einschränkung dar sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf. Both the features specified in the claims and the features specified in the following embodiments of the dual-clutch transmission according to the invention are each suitable alone or in any combination with each other to further develop the subject invention. The respective combinations of features represent no limitation with respect to the development of the subject matter according to the invention, but essentially have only an exemplary character.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes ergeben sich aus den Patentansprüchen und den nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele zugunsten der Übersichtlichkeit für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Further advantages and advantageous embodiments of the dual-clutch transmission according to the invention will become apparent from the claims and the embodiments described in principle below with reference to the drawings, the same reference numerals are used in the description of the various embodiments in favor of clarity for construction and functionally identical components.
Es zeigen: Show it:
Die beiden Eingangswellen EW1, EW2 sind zur Darstellung von in
Der die beiden Vorgelegewellen VW1 und VW2 permanent miteinander verbindende Radsatz RA umfasst ein drehfest mit der zweiten Vorgelegewelle VW2 verbundenes Festrad
Die Schalteinrichtungen SE1 bis SE6 sind vorliegend als so genannte Doppelsynchronisierungen ausgeführt und umfassen jeweils zwei Schaltelemente S1, S2 bzw. S3, S4 bzw. S5, S6 bzw. S7, S8 bzw. S9, S10 bzw. S11, S12, über die jeweils wenigstens eine der Zahnradstufen R5, R9, R7 oder R2, R7 oder R2, R5 und R9, R9 oder R5, R2, R5 und R9 oder R4 und R8, R8 oder R6, R4 oder RR mit der ersten Eingangswelle EW1, der zweiten Eingangswelle EW2 oder einer der Vorgelegewellen VW1 bzw. VW2 koppelbar sind und in deren Bereich Differenzdrehzahlen in gewissem Umfang ausgleichbar bzw. reduzierbar sind. Eine auf der ersten Vorgelegewelle VW1 drehbar angeordnete Hohlwelle
Über die beiden Lastschaltelemente K1 und K2 ist jeweils ein an den Eingangselementen
Um im Bereich der beiden Lastschaltelemente K1 und K2 jeweils einen zugkraftunterbrechungsfreien Übersetzungswechsel durchführen zu können, wird jeweils im Bereich eines aktuell im lastfreien Betriebszustand vorliegenden Teilgetriebes
Die Übersetzung B, die einer zweiten Übersetzung für Vorwärtsfahrt entspricht, und die Übersetzungen D bis J, die jeweils einer vierten bis neunten Übersetzung für Vorwärtsfahrt entsprechen und die Übersetzung M für Rückwärtsfahrt sind im Doppelkupplungsgetriebe
Die erste Übersetzung A für Vorwärtsfahrt ist durch gleichzeitiges Zuschalten der Radsätze R7, R9 und R2 in den Kraftfluss des Doppelkupplungsgetriebes
Die Radsätze R7, R9, R5, R2, R8 und R6 sind über die Schalteinrichtungen SE1 und SE5 mit der ersten Vorgelegewelle VW1 in Wirkverbindung bringbar. Die mit der Hohlwelle
Ein auf der ersten Vorgelegewelle VW1 drehbar angeordnetes und als Losrad ausgeführtes Zahnrad
Die Radsätze R6, R2, R8, R4 und RR sind dem zweiten Teilgetriebe
Die Schaltelemente S1 bis S12 sind zur Darstellung der Übersetzungen A bis J für Vorwärtsfahrt und zur Darstellung der Übersetzung M für Rückwärtsfahrt gemäß der in
Das in
Das Schaltelement S1 ist den Radsätzen R5, R9 und R7, das Schaltelement S2 ist dem Radsatz R2, das Schaltelement S3 sind dem Radsatz R7, das Schaltelement S4 ist den Radsätzen R2, R5 und R9, das Schaltelement S5 ist dem Radsatz R9, das Schaltelement S6 ist dem Radsatz R5, das Schaltelement S7 ist den Radsätzen R2, R5 und R9, das Schaltelement S8 ist den Radsätzen R4 und R8, das Schaltelement S9 ist dem Radsatz R8, das Schaltelement S10 ist dem Radsatz R6, das Schaltelement S11 ist dem Radsatz R4 und das Schaltelement S12 ist dem Radsatz RR zugeordnet. The switching element S1 is the wheelsets R5, R9 and R7, the switching element S2 is the wheelset R2, the switching element S3 are the wheelset R7, the switching element S4 is the wheelsets R2, R5 and R9, the switching element S5 is the wheelset R9, the switching element S6 is the wheelset R5, the switching element S7 is the wheelsets R2, R5 and R9, the switching element S8 is the wheelsets R4 and R8, the switching element S9 is the wheelset R8, the switching element S10 is the wheelset R6, the switching element S11 is the wheelset R4 and the switching element S12 is assigned to the wheelset RR.
Bei der Darstellung des Doppelkupplungsgetriebes
Alternativ zu letztbeschriebener Anordnungsvariante der Zahnradstufen R2 bis RR oder kumulativ dazu sind die Zahnräder
Zusätzlich alternativ oder wiederum kumulativ zu den vorbeschriebenen Ausführungsformen des Doppelkupplungsgetriebes
Wiederum zusätzlich alternativ oder kumulativ dazu besteht auch die Möglichkeit, den Radsatz R8 gemeinsam mit dem Radsatz R4, die in der fünften Radebene
Außerdem ist es möglich, die Schalteinrichtung SE3 auf der Hohlwelle
In Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles besteht die Möglichkeit, einen Abtrieb eines mit dem Doppelkupplungsgetriebe
Bei dem in
Eine vorteilhafte Wirkverbindung zwischen der Elektromaschine EM und dem Kraftfluss des Doppelkupplungsgetriebes
Eine während der Darstellung der Windungsgänge A und C auftretende Beeinträchtigung des Gesamtwirkungsgrades des Doppelkupplungsgetriebes
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Doppelkupplungsgetriebe Double clutch
- 22
- erstes Teilgetriebe first partial transmission
- 33
- zweites Teilgetriebe second partial transmission
- 66
- Außenlamellenträger External disk carrier
- 77
- Innenlamellenträger Inner disk carrier
- 88th
- Innenlamellenträger Inner disk carrier
- 99
- Hohlwelle hollow shaft
- 1010
- weitere Hohlwelle further hollow shaft
- 1111
- Zahnrad des Radsatzes R6 und RR Gear of wheelset R6 and RR
- 1212
- Zahnrad des Radsatzes R5 Gear of the wheel set R5
- 1313
- Zahnrad des Radsatzes R9 Wheel set R9 gear
- 1414
- Zahnrad des Radsatzes R4 Wheel set R4 gear
- 1515
- Zahnrad des Radsatzes R2 Gear wheel of the wheelset R2
- 1616
- Zahnrad des Radsatzes R8 Wheel set R8 gear
- 1717
- Zahnrad des Radsatzes R2 Gear wheel of the wheelset R2
- 1818
- Zahnrad des Radsatzes R7 Gear of the wheel set R7
- 1919
- Zahnrad des Radsatzes R8 und R4 Gear wheel of wheelset R8 and R4
- 2020
- Zahnrad des Radsatzes R9 Wheel set R9 gear
- 2121
- Losrad des Radsatzes R7 Idler gear of the wheelset R7
- 2222
- Zahnrad des Radsatzes R6 Gear wheel R6
- 2323
- Zahnrad des Radsatzes RR Gear of wheelset RR
- 2424
- Zwischenrad des Radsatzes RR Intermediate wheel of the wheelset RR
- 2525
- Zahnrad des Radsatzes RA Gear of the wheel set RA
- 2626
- Zahnrad des Radsatzes RA Gear of the wheel set RA
- 2727
- Getriebewelle gear shaft
- 2828
- Zahnrad des Radsatzes RA Gear of the wheel set RA
- 2929
- Zahnrad des Radsatzes R5 Gear of the wheel set R5
- I bis VIII to VII
- Radebene wheel plane
- A bis MA to M
- Übersetzung translation
- EMEM
- Elektromaschine electric machine
- EW1, EW2EW1, EW2
- Eingangswelle input shaft
- K1, K2K1, K2
- Lastschaltelement Load switching element
- SE1 bis SE6SE1 to SE6
- Schalteinrichtung switching device
- S1 bis S12S1 to S12
- Schaltelement switching element
- R2 bis R9R2 to R9
- Radsatz Vorwärtsgang Wheelset forward
- RRRR
- Radsatz Rückwärtsgang Wheel set reverse
- RARA
- Radsatz wheelset
- VW1, VW2VW1, VW2
- Vorgelegewelle Countershaft
- Y1Y1
- Linie line
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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-
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