DE102016119931A1

DE102016119931A1 - Doppelkupplungsgetriebe mit Brückenwelle

Info

Publication number: DE102016119931A1
Application number: DE102016119931.1A
Authority: DE
Inventors: Andreas Hegerath; Martin Schaller
Original assignee: Getrag BV and Co KG
Current assignee: Magna PT BV and Co KG
Priority date: 2016-10-19
Filing date: 2016-10-19
Publication date: 2018-04-19
Anticipated expiration: 2036-10-20
Also published as: DE102016119931B4; WO2018072893A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Eingangswellen (10, 30), wenigstens einer ersten Ausgangswelle (50) und einer Brückenwelle (90). Mit Hilfe der Brückenwelle (90) lässt sich ein Drehmoment von einer der Eingangswellen (10, 30) auf die andere Eingangswelle (30, 10) übertragen. Ein Zahnradverbund, der einem Rückwärtsgang zugeordnet ist, weist ein erstes Festrad (31), ein Zwischenrad (111) sowie ein zweites Brückenlosrad (93) auf. Das erste Festrad (31), welches mit dem Zwischenrad (111) kämmt, ist frei von einem kämmenden Eingriff weiterer Zahnräder.

Description

Die Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug, wobei das Doppelkupplungsgetriebe eine erste und zweite Eingangswelle sowie eine erste Ausgangswelle umfasst.
Aus der DE 10 2011 056 517 A1 ist ein derartiges Doppelkupplungsgetriebe bekannt. Die Eingangswellen sind koaxial zueinander angeordnet. Mehrere Festräder und Losräder dienen dazu, ein von einem Motor in die Eingangswellen eingeleitetes Drehmoment auf die erste Ausgangswelle zu übertragen. Die erste Ausgangswelle ist drehfest mit einem ersten Ritzel verbunden, das mit einem Abtrieb verbunden werden kann. Das Doppelkupplungsgetriebe weist dabei mehrere Gänge auf, wobei bei einem eingelegten Gang Drehmoment von einer Eingangswelle über ein dem Gang zugeordneter Zahnradverbund, umfassend ein Festrad und wenigstens ein schaltbares Losrad, auf die erste Ausgangswelle übertragen wird, die das Drehmoment an den Abtrieb abgibt, um das Kraftfahrzeug beispielsweise zu beschleunigen oder auf konstanter Geschwindigkeit zu halten.
Zudem weist das Doppelkupplungsgetriebe der DE 10 2011 056 517 A1 eine Koppel- oder Brückenwelle auf, durch die sich ein Drehmoment von einer der Eingangswellen auf die andere Eingangswelle übertragen lässt. Auf der zu der ersten Ausgangswelle beabstandeten Brückenwelle sitzt ein Brückenfestrad, das drehfest mit der Brückenwelle verbunden ist. Zudem sind auf der Brückenwelle ein erstes Brückenlosrad und ein zweites Brückenlosrad angeordnet, die sich drehfest mit der Brückenwelle verbinden lassen. In einem geschalteten Zustand entweder des ersten Brückenlosrads oder des zweiten Brückenlosrads fungiert die Brückenwelle als Drehmomentbrücke zwischen der ersten Eingangswelle und der zweiten Eingangswelle. Das erste Brückenlosrad dient dabei zur Bereitstellung eines Vorwärtsgangs, während das zweite Brückenlosrad zur Bereitstellung eines Rückwärtsgangs dient.
Auf der ersten Eingangswelle sitzt ein erstes Transferrad, das mit dem Brückenfestrad kämmt. Ein zweites Transferrad ist auf der zweiten Eingangswelle angeordnet, das nicht nur mit dem ersten Brückenlosrad, sondern auch mit einem ersten Losrad auf der ersten Ausgangswelle kämmt. Das zweite Brückenlosrad kämmt mit einem Zwischenrad auf einer Zusatzwelle, welches mit einem ersten Festrad auf der zweiten Eingangswelle kämmt. Das erste Festrad kämmt dabei gleichzeitig mit einem weiteren Losrad. Durch das Zwischenrad auf der Zusatzwelle wird die für den Rückwärtsgang notwendige Drehrichtungsumkehr realisiert. Auch zeigt die DE 10 2011 056 517 A1 in einem anderen Ausführungsbeispiel, das Zwischenrad für die erforderliche Drehrichtungsumkehr als ein ohnehin schon vorgesehenes Losrad eines weiteren Gangs des Doppelkupplungsgetriebes auszubilden. Damit weist dieses Losrad eine Doppelfunktion auf, nämlich besagte Drehrichtungsumkehr für den Rückwärtsgang und die Realisierung eines Vorwärtsgangs.
Das Doppelkupplungsgetriebe der DE 10 2011 056 517 A1 eignet sich aufgrund seiner vergleichsweise kurzen axialen Baulänge zur Unterbringung in einem Kraftfahrzeug mit Frontabtrieb quer zur Fahrtrichtung. Der Bauraum ist bei einem Kraftfahrzeug mit quer eingebautem Motor und Getriebe dabei nicht nur in Axialrichtung stark eingeschränkt, sondern kann auch in radialer Richtung mit sehr spezifischen Packaging-Anforderungen verbunden sein. Andererseits steigen die Anforderungen an ein Kraftfahrzeug hinsichtlich Fahrkomfort und Effizienz ständig, was zu Getrieben mit einer größeren Anzahl von Gängen und damit im Allgemeinen zu mehr Platzbedarf für das Getriebe führt. Bei der Gestaltung des Getriebes ist weiterhin zu beachten, dass die Übersetzungsverhältnisse der einzelnen Gänge zwecks Fahrkomfort aufeinander abgestimmt sein müssen, was Einfluss auf Zahnraddurchmesser und Achsabstände hat. Auch sollte der Aufbau des Getriebes möglichst einfach und/oder die Anzahl benötigter Bauteile möglichst klein sein, um die Herstellkosten niedrig zu halten. Somit ist die Auslegung eines Getriebes oder insbesondere seines Radsatzes eine komplexe Aufgabe, die von sehr unterschiedlichen und zum Teil gegensätzlichen Anforderungen gekennzeichnet ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Doppelkupplungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit Front-Querantrieb, bereit zu stellen, das die oben beschriebenen unterschiedlichen Anforderungen möglichst gut erfüllt.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit der Merkmalskombination gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele können den Unteransprüchen entnommen werden.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das erste Festrad, welches mit dem Zwischenrad kämmt, frei von einem kämmenden Eingriff weiterer Zahnräder ist. Das erste Festrad hat dabei lediglich die Funktion, eine Verbindung zwischen der zweiten Eingangswelle und dem zweiten Brückenlosrad unter Zwischenschaltung des Zwischenrads herzustellen. Dies bedeutet, dass das Zwischenrad im alleinigen Eingriff mit dem ersten Festrad steht und kein weiteres Zahnrad in der Ebene des ersten Festrads liegt und mit diesem im kämmenden Eingriff steht. Der kämmende Eingriff wird hier als unmittelbarer und direkter Eingriff zwischen zwei Zahnrädern verstanden, ohne dass dabei weitere Zahnräder oder Bauteile wie beispielsweise eine Kette notwendig sind. Das erste Festrad überträgt somit nur ein Drehmoment zum Antrieb des Kraftfahrzeugs, wenn der Rückwärtsgang eingelegt ist.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Zwischenrad auf einer Zusatzwelle angeordnet, die zu der Brückenwelle und zu der ersten Ausgangswelle beabstandet ist. Das Zwischenrad kann aber auch ein Losrad sein, das vorzugsweise auf der ersten Ausgangswelle angeordnet ist. Das Zwischenrad bzw. Losrad kann dabei auf die Funktion der Drehrichtungsumkehr für den Rückwärtsgang beschränkt sein, also außer dem ersten Festrad und dem zweiten Brückenlosrad mit keinem weiteren Zahnrad im kämmenden Eingriff stehen.
Da das erste Festrad in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nur mit dem auf der Zusatzwelle sitzenden Zwischenrad kämmt, kann ein Durchmesser des ersten Festrads und ein Durchmesser des zweiten Brückenlosrads vergleichsweise frei festgelegt werden. Das Übersetzungsverhältnis des Rückwärtsgangs hängt neben dem Verhältnis von dem Durchmesser des zweiten Brückenfestrads zum Durchmesser des ersten Festrads auch von dem Verhältnis von dem Durchmesser des Brückenfestrads zu einem Durchmesser des ersten Transferrads ab. Das letztgenannte Verhältnis wiederum hat aber auch Einfluss auf das Übersetzungsverhältnis des Vorwärtsgangs, welcher durch das erste Brückenlosrad bereitgestellt wird. Da das Verhältnis Durchmesser zweites Brückenlosrad zu Durchmesser erstes Festrad relativ frei wählbar ist, besteht praktisch keine Abhängigkeit zu dem Verhältnis Durchmesser Brückenfestrad zu Durchmesser erstes Transferrad. Somit kann das Übersetzungsverhältnis des über das erste Brückenlosrad realisierten Vorwärtsgangs vergleichsweise frei gewählt werden.
Das Vorsehen einer separaten Zusatzwelle, welche lediglich dazu dient, das für die Drehrichtungsumkehr notwendige Zwischenrad drehbar zu lagern, bedeutet eine höhere Anzahl von Einzelteilen im Vergleich zu einer Lösung, bei der die erforderliche Drehrichtungsumkehr über ein auf der ersten Ausgangswelle sitzendes und mit dem zweiten Brückenlosrad kämmendes Losrad eines anderen Gangs erfolgt. Da jedoch das Erfordernis des kämmenden Eingriffs des Losrads nicht gegeben ist, kann die Lage der Brückenwelle in Bezug auf die erste Ausgangswelle mit mehr Freiheitsgraden gewählt werden. Dies hilft besonders, wenn in der Nähe oder im Bereich der ersten Ausgangswelle nur sehr wenig Bauraum zur Verfügung steht.
Wird beispielsweise von einem Motor des Kraftfahrzeugs Drehmoment in die zweite Eingangswelle eingeleitet, so lässt sich dieses Drehmoment über das zweite Transferrad, welches vorzugsweise als Festrad ausgebildet ist und drehfest auf der zweiten Eingangswellen sitzt, auf das erste Brückenlosrad übertragen. Wenn dabei das erste Brückenlosrad sich in einem geschalteten Zustand befindet, d.h. das Brückenlosrad ist drehfest mit der Brückenwelle verbunden, lässt sich das Drehmoment über die Brückenwelle und über das Brückenfestrad auf das erste Transferrad übertragen, das ebenfalls wie das zweite Transferrad vorzugsweise als Festrad ausgebildet ist und drehfest auf der ersten Eingangswelle sitzt. Von der ersten Eingangswelle kann dann über weitere Zahnradeingriffe das Drehmoment auf die erste Ausgangswelle weitergeleitet werden, um das Fahrzeug zu beschleunigen oder auf konstanter Geschwindigkeit zu halten.
Bei eingelegtem Rückwärtsgang erfolgt der Drehmomentverlauf durch das erfindungsgemäße Doppelkupplungsgetriebe von der zweiten Eingangswelle auf das erste Festrad, über das Zwischenrad auf das zweite Brückenlosrad. Bei eingelegtem Rückwärtsgang ist das zweite Brückenlosrad drehfest mit der Brückenwelle verbunden, so dass das Drehmoment entlang der Brückenwelle zum Brückenfestrad übertragen wird. Durch den kämmenden Eingriff mit dem ersten Transferrad gelangt das Drehmoment auf die erste Eingangswelle. Über weitere Zahnradeingriffe wird dann das Drehmoment von der ersten Eingangswelle auf die erste Ausgangswelle übertragen.
In einem Ausführungsbeispiel ist einem ersten Vorwärtsgang ein Zahnradverbund zugeordnet, der das Brückenfestrad, das erste Brückenlosrad und das zweite Transferrad umfasst. Bei eingelegtem ersten Vorwärtsgang wird also die Brückenwelle genutzt, bei angetriebenem Kraftfahrzeug Drehmoment von der zweiten Eingangswelle auf die erste Eingangswelle zu übertragen. Der erste Vorwärtsgang ist dabei der Vorwärtsgang, mit dem im Getriebe das größte Übersetzungsverhältnis realisierbar ist. Bei eingelegtem ersten Vorwärtsgang ist das erste Brückenlosrad drehfest mit der Brückenwelle verbunden.
Der dem ersten Vorwärtsgang zugeordnete Zahnradverbund kann zudem ein Losrad umfassen, das auch ein Teil eines einem zweiten Vorwärtsgang zugeordneten Zahnradverbunds sein kann. Dies bedeutet, dass bei eingelegtem ersten Vorwärtsgang und eingelegten zweiten Vorwärtsgang ein gleiches Losrad jeweils drehfest mit der dieses Losrad tragenden Welle verbunden ist. Dieses Losrad kämmt dabei vorzugsweise mit einem als Festrad ausgebildeten Zahnrad auf der ersten Eingangswelle. Der Unterschied zwischen dem ersten eingelegten Vorwärtsgang und dem zweiten eingelegten Vorwärtsgang besteht darin, dass bei dem ersten Vorwärtsgang das an der ersten Eingangswelle anliegende Drehmoment nicht direkt von dem Motor abgenommen wird, sondern über den Umweg der zweiten Eingangswelle und der Brückenwelle auf die erste Eingangswellen geleitet wird.
Einem dritten Vorwärtsgang kann ein Zahnradverbund zugeordnet sein, der das erste Losrad auf der ersten Ausgangswelle und das zweite Transferrad auf der zweiten Eingangswelle umfasst. Bei eingelegtem dritten Vorwärtsgang ist das erste Losrad drehfest mit der ersten Ausgangswelle verbunden. Somit kämmen mit dem zweiten Transferrad gleichzeitig das Losrad des dritten Vorwärtsgangs und das erste Brückenlosrad.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist auch das erste Transferrad frei von einem kämmenden Eingriff weiterer Zahnräder. Das Brückenfestrad ist somit das einzige Zahnrad, welchen in der gleichen Ebene mit dem ersten Transferrad liegt und mit ihm im direkten Kontakt steht.
Die erste Eingangswelle kann als Innenwelle oder Kernwelle ausgebildet sein, wobei die zweite Eingangswelle eine Hohlwelle sein kann. Umgekehrt können auch die zweite Eingangswelle als Innenwelle und die erste Eingangswelle als Hohlwelle ausgebildet sein.
In einem Ausführungsbeispiel ist eine Brücken-Doppelgangschaltkupplung auf der Brückenwelle vorgesehen, durch die in einer ersten Schaltstellung eine drehfeste Verbindung zwischen der Brückenwelle und dem ersten Brückenlosrad und in einer zweiten Schaltstellung eine drehfeste Verbindung zwischen der Brückenwelle und dem zweiten Brückenlosrad herstellbar sind. Die Brücken-Doppelgangschaltkupplung ist dabei in axialer Richtung der Brückenwelle gesehen zwischen dem ersten Brückenlosrad und dem zweiten Brückenlosrad angeordnet. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass zwei Einzelgangschaltkupplungen auf der Brückenwelle vorgesehen sind, um das erste Brückenlosrad und das zweite Brückenlosrad zu schalten. Vorzugsweise liegt die zweite Schaltstellung in Richtung einer Kupplungs- oder Motorseite des Doppelkupplungsgetriebes.
Das Brückenfestrad und das zweite Brückenlosrad können äußere Zahnräder auf der Brückenwelle darstellen. Dies bedeutet, dass die Brückenwelle nur zwischen dem Brückenfestrad und dem zweiten Brückenlosrad weitere Zahnräder wie beispielsweise das zweite Brückenlosrad trägt. In einem Ausführungsbeispiel trägt die Brückenwelle exakt drei Zahnräder, nämlich das Brückenfestrad sowie die beiden Brückenlosräder.
Darüber hinaus sind keine weiteren Zahnräder auf der Brückenwelle angeordnet, durch die Drehmoment übertragen werden kann.
Auch können das Brückenfestrad und das erste Brückenlosrad äußere Zahnräder auf der Brückenwelle darstellen, wobei auch hier in einer besonderen Ausführung die Anzahl der auf der Brückenwelle angeordneten Zahnräder exakt drei ist.
Es kann eine zweite Ausgangswelle vorgesehen sein, auf der ein zweites drehfestes Ritzel angeordnet ist. Das zweite Ritzel ist dabei im Eingriff mit dem Abtrieb. Beispielsweise kann der Abtrieb ein Ringrad aufweisen, das mit dem ersten Ritzel und dem zweiten Ritzel jeweils im kämmenden Eingriff steht. Entsprechend liegen das erste Ritzel und das zweite Ritzel in der Ebene des Ringrads. Über diverse Zahnradverbunde lässt sich das Drehmoment von einer der Eingangswellen auf die zweite Ausgangswelle übertragen.
Ein Durchmesser des zweiten Ritzels der zweiten Ausgangswelle kann gleich oder verschieden zu einem Durchmesser des ersten Ritzels der ersten Ausgangswelle sein. Der Durchmesser des zweiten Ritzels kann dabei größer oder kleiner sein als der Durchmesser des ersten Ritzels. Vorzugsweise ist der Durchmesser des ersten Ritzels mehr als 15 %, vorzugweise zwischen 20 % und 30 % kleiner als der Durchmesser des zweiten Ritzels.
In einem Ausführungsbeispiel sind auf der ersten Eingangswelle nur Festräder angeordnet. Dabei können auch auf der zweiten Eingangswelle nur Festräder angeordnet sein. Alle Losräder des Doppelkupplungsgetriebes können dabei auf der ersten Ausgangswelle, der zweiten Ausgangswelle oder der Brückenwelle angeordnet sein. Mit anderen Worten sind somit die beiden Eingangswellen frei von Losrädern.
Auf der ersten Ausgangswelle können eine erste Doppelgangschaltkupplung und eine zweite Doppelgangschaltkupplung angeordnet sein. Die zweite Doppelgangschaltkupplung kann dabei in einer ersten Schaltstellung das Losrad des dritten Vorwärtsgangs drehfest mit der ersten Ausgangswelle verbinden. Die erste Doppelgangschaltkupplung kann in einer zweiten Schaltstellung eine drehfeste Verbindung zwischen der ersten Ausgangswelle und dem Losrad herstellen, das Teil des Zahnradverbunds des ersten Vorwärtsgangs und des zweiten Vorwärtsgangs ist.
Eine dritte Doppelgangschaltkupplung und eine Einfachgangschaltkupplung können auf der zweiten Ausgangswelle angeordnet sein. Mit der dritten Doppelgangschaltkupplung lassen sich zwei Losräder auf der zweiten Ausgangswelle, die bevorzugt jeweils einem Vorwärtsgang zugeordnet sind, drehfest mit der zweiten Ausgangswelle verbinden. Ein weiteres Losrad auf der zweiten Ausgangswelle, was bevorzugt einem weiteren Vorwärtsgang zugeordnet ist, lässt sich dabei über die Einfachgangschaltkupplung drehfest mit der zweiten Ausgangswelle verbinden.
Ein Achsabstand zwischen der ersten Eingangswelle (bzw. der zweiten Eingangswelle) und der zweiten Ausgangswelle ist in einem Ausführungsbeispiel größer als ein Achsabstand zwischen der ersten Eingangswelle und der ersten Ausgangswelle. Ein Achsabstand zwischen der Brückenwelle und der ersten Eingangswelle kann jeweils kleiner sein als die Achsabstände der ersten Eingangswelle zu den beiden Ausgangswellen.
Anhand dem in der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen in:

1 einen Radsatz eines erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes;
2 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes;
3 einen Schnitt entlang der Linie A-A in 2; und
4 einen Schnitt entlang der Linie B-B in 2.

1 zeigt schematisch einen Radsatz eines Doppelkupplungsgetriebes, das in Einsatzlage mit einem Motor M (zum Beispiel ein Verbrennungsmotor) eines Kraftfahrzeugs zusammenwirkt. Das Doppelkupplungsgetriebe weist eine erste, mit 10 gekennzeichnete Eingangswelle und eine zweite Eingangswelle 30 auf. Die erste Eingangswelle 10 und die zweite Eingangswelle 30 sind zueinander koaxial angeordnet, wobei die erste Eingangswelle 10 als Innenwelle und die zweite Ausgangswelle 30 als Hohlwelle ausgebildet sind. Über eine Kupplung K1 lässt sich die erste Eingangswelle 10 drehfest mit dem Motor M des Kraftfahrzeugs verbinden. Eine zweite Kupplung K2 dient zur drehfesten Verbindung des Motors M mit der zweiten Eingangswelle 30.
Parallel zu den Eingangswellen 10, 30 erstreckt sich eine erste Ausgangswelle 50, die an einem motorseitigen Ende ein erstes Ritzel 51 trägt. Das erste Ritzel 51 steht in Einsatzlage des Doppelkupplungsgetriebes in Eingriff mit einem in 1 nicht dargestellten Ringrad eines Differenzials. Das Differenzial bzw. dem Differenzial nachgeschaltete Räder-Antriebswellen sind Teile eines Abtriebs des Kraftfahrzeugs.
Zudem weist das Doppelkupplungsgetriebe eine zweite Ausgangswelle 70 auf, die sich parallel zu den Eingangswellen 10, 30 bzw. zu der ersten Ausgangswelle 50 erstreckt. An einem motorseitigen Ende weist die zweite Ausgangswelle 70 ein zweites Ritzel 71 auf. Das Ringrad steht somit im kämmenden Eingriff sowohl mit dem ersten Ritzel 51 als auch mit dem zweiten Ritzel 71.
Des Weiteren ist eine Brückenwelle 90 vorgesehen, die sich parallel zu den übrigen Wellen 10 bis 70 erstreckt. Wie später noch näher ausgeführt wird, dient die Brückenwelle 90 dazu, ein Drehmoment von der zweiten Eingangswelle 30 auf die erste Eingangswelle 10 zu übertragen. Die Brückenwelle 90 weist dabei die Funktion einer Drehmomentbrücke zwischen den Eingangswellen 10, 30 auf. Auf der Brückenwelle 90 ist an einem dem Motor M abgewandten Ende ein Brückenfestrad 91 angeordnet. In einer mittleren axialen Position sitzt auf der Brückenwelle 90 ein erstes Brückenlosrad 92. An dem gegenüberliegenden axialen Ende der Brückenwelle 90 ist ein zweites Brückenlosrad 93 vorgesehen. Das erste Brückenlosrad 92 und das zweite Brückenlosrad 93 lassen sich über eine Brücken-Doppelgangschaltkupplung 94 drehfest mit der Brückenwelle 90 verbinden. In einer ersten Schaltstellung der Brücken-Doppelgangschaltkupplung 94 ist dabei das erste Brückenlosrad 92 mit der Brückenwelle 90 verbunden. In einer zweiten Schaltstellung der Brücken-Doppelgangschaltkupplung 94 ist das zweite Brückenlosrad 93 drehfest mit der Brückenwelle 90 verbunden. In einer Neutralstellung der Brücken-Doppelgangschaltkupplung ist weder das erste Brückenlosrad 92 noch das zweite Brückenlosrad 93 mit der Brückenwelle 90 drehfest verbunden. Über die Zahnräder 91, 92, 93 und die Brücken-Doppelgangschaltkupplung 94 hinaus sind auf der Brückenwelle 90 keine weiteren Bauteile vorgesehen, durch die Drehmoment aufgenommen, abgegeben oder weitergeleitet werden kann.
Die erste Eingangswelle 10 trägt ein erstes Transferrad 11, das mit dem Brückenfestrad 91 in kämmenden Eingriff steht. Der kämmende Eingriff wird in der 1 durch die gepunktete Linie zwischen Transferrad 11 und Brückenfestrad 91 symbolisiert. Das erste Transferrad 11 ist als Festrad ausgebildet. Des Weiteren befinden sich vier weitere Festräder 12, 13, 14 und 15 auf der ersten Eingangswelle 10. Auch auf der zweiten Eingangswellen 30 sind lediglich Festräder angeordnet. Es handelt sich dabei um ein erstes Festrad 31, ein zweites Transferrad 32 sowie um zwei weitere Festräder 33 und 34. Das zweite Transferrad 32 steht dabei in kämmenden Eingriff mit dem ersten Brückenlosrad 92.
Die erste Ausgangswelle 50 trägt ein erstes Losrad 52 sowie drei weitere Losräder 53, 54 und 55, die jeweils Teil eines Zahnradverbunds sind, der einem Vorwärtsgang des Doppelkupplungsgetriebes zugeordnet werden kann. Vereinfacht gesagt können den Losrädern entsprechende Vorwärtsgänge zugeordnet werden. Beispielsweise ist das auf der ersten Ausgangswelle 50 angeordnete erste Losrad 52 auch durch die Zahl 3 gekennzeichnet. Die Zahl 3 steht hier für einen dritten Vorwärtsgang, der sich mit Hilfe des Losrads 52 realisieren lässt. Das Losrad 54, das einem sechsten Vorwärtsgang (siehe Zahl 6) zugeordnet werden kann, ist dabei an einem Motor M abgewandten Ende der ersten Ausgangswelle 50 angeordnet. Am gegenüberliegenden Ende, also an dem dem Motor M zugewandten Ende, befindet sich das Losrad 55 für den siebten Vorwärtsgang.
Zur drehfesten Verbindung der Losräder 54, 53, 52 und 55 sind eine erste Doppelgangschaltkupplung 56 und eine dritte Doppelgangschaltkupplung 57vorgesehen. Durch Betätigung der ersten Doppelgangschaltkupplung 56, die in axialer Richtung weiter entfernt vom Motor M angeordnet ist als die zweite Doppelgangschaltkupplung 57 lassen sich der sechste Vorwärtsgang und ein zweiter Vorwärtsgang (siehe Losrad 53) einlegen. Das Losrad 53 muss auch, wie weiter unten noch näher ausgeführt, auch bei einem eingelegten ersten Vorwärtsgang und bei einem eingelegten Rückwärtsgang drehfest mit der zweiten Ausgangswelle 50 verbunden sein. Entsprechend ist das Losrad 53 auch mit den Zeichen 1, 2 und R gekennzeichnet. Die zweite Doppelgangschaltkupplung 57 liegt in etwa in der gleichen Ebene wie die Brücken-Doppelgangschaltkupplung 94.
Auf der zweiten Ausgangswelle 70 sind mehrere Losräder angeordnet, die ebenfalls jeweils einem Vorwärtsgang des Doppelkupplungsgetriebes zugeordnet werden können. Beispielsweise lässt sich ein an einem dem Motor M abgewandten Ende der ersten Ausgangswelle 70 angeordnetes Losrad 72 ein vierter Vorwärtsgang zuordnen. Weitere Losräder auf der zweiten Ausgangswelle 70 sind mit 73 und 74 bezeichnet. Das Losrad 73 kann dabei einem achten Vorwärtsgang und das weiter in Richtung Motor M angeordnete Losrad 74 einem fünften Vorwärtsgang zugeordnet werden. Zwischen dem Losrad 74 und dem zweiten Ritzel 71 kann ein Parkrad P angeordnet sein.
Zur drehfesten Verbindung des Losrads 72 bzw. des Losrads 73 mit der zweiten Ausgangswelle 70 ist eine dritte Doppelgangschaltkupplung 75 vorgesehen. Die dritte Doppelgangschaltkupplung 75 kann dabei eine erste Schaltstellung zur drehfesten Verbindung des Losrads 72 und eine zweite Schaltstellung zur drehfesten Verbindung des Losrad 73 einnehmen. Zur drehfesten Verbindung des Losrads 54 mit der zweiten Ausgangswelle 70 (fünfter Vorwärtsgang) ist eine Einfachgangschaltkupplung 76 vorgesehen.
Das zweite Brückenlosrad 93, das zusätzlich mit R gekennzeichnet ist, dient zur Realisierung des Rückwärtsgangs des Doppelkupplungsgetriebes. Die für den Rückwärtsgang erforderliche Drehrichtungsumkehr erfolgt durch ein Zwischenrad 111, das auf einer Zusatzwelle 110 angeordnet ist. Die Zusatzwelle 110 trägt außer dem Zwischenrad 111 kein weiteres Zahnrad oder dergleichen zur Drehmomentübertragung. Die Zusatzwelle 110 erstreckt sich parallel zu den übrigen Wellen 10, 30, 50 und 70. Ein kämmender Eingriff des Zwischenrads 111 mit dem ersten Festrad 31 ist in 1 wiederum durch eine gepunktete Linie dargestellt.
Bei eingelegtem Rückwärtsgang befindet sich die Brücken-Doppelgangschaltkupplung 94 in der zweiten Schaltstellung, durch die eine drehfeste Verbindung zwischen dem zweiten Brückenlosrad 93 und der Brückenwelle 90 gegeben ist. Ausgehend vom Motor M und bei eingelegtem Rückwärtsgang R und geschlossener Kupplung K2 erfolgt die Drehmomentübertragung von der zweiten Eingangswelle 30 auf das erste Festrad 31 und über das Zwischenrad 111 auf das zweite Brückenlosrad 93. Der Drehmomentfluss führt weiter entlang der Brückenwelle 90 zum Brückenfestrad 91, von dem aus das Drehmoment über das erste Transferrad 11 zur ersten Eingangswelle 10 und somit auch auf das unmittelbar neben dem Transferrad 11 angeordnete Festrad 14 mit dem Losrad 53 gelangt. Zur Übertragung des Drehmoments auf die erste Ausgangswelle 50 muss sich die erste Doppelgangschaltkupplung 56 in einer zweiten Schaltstellung befinden (eine Schaltmuffe der Doppelgangschaltkupplung 56 ist dabei in Richtung Motor M verschoben). Somit kann über die erste Ausgangswelle 50 und dem zweiten Ritzel 51 der Abtrieb angetrieben werden. Zur Realisierung des Rückwärtsgangs müssen somit gleichzeitig zwei Gangschaltkupplungen geschaltet sein, nämlich die Brücken-Doppelgangschaltkupplung 94 und die erste Doppelgangschaltkupplung 56 auf der ersten Ausgangswelle 50. Da das erste Festrad 31 einen kleineren Durchmesser aufweist als das erste Transferrad 11, ist die Drehmomentübertragung von der zweiten Eingangswelle 30 auf die erste Eingangswelle 10 ausgehend von dem ersten Festrad 31 mit einer gewissen Transfer-Übersetzung verbunden.
Die Festräder auf der ersten Eingangswellen 10 stehen jeweils nur mit einem Losrad des Doppelkupplungsgetriebes in kämmenden Eingriff. Dies gilt auch für das Festrad 33 auf der zweiten Eingangswelle. Das zweite Transferrad 32 ist das einzige Festrad auf der zweiten Eingangswellen 10, 30, welches mit zwei Losrädern, nämlich dem ersten Losrad 52 und dem ersten Brückenlosrad 92, gleichzeitig kämmt. Das erste Festrad 31 auf der zweiten Eingangswelle 30 kämmt nicht mit einem Losrad, sondern nur mit dem Zwischenrad 111, was jedoch mit dem zweiten Brückenlosrad 93 kämmt.
Bei eingelegtem ersten Vorwärtsgang verläuft der Drehmomentfluss von der zweiten Eingangswelle 30 über das zweite Transferrad 32 auf das erste Brückenlosrad 92. Durch die erste Schaltstellung der Brücken-Gangschaltkupplung 94 ist das Brückenlosrad 92 drehfest mit der Brückenwelle 90 verbunden. Wie auch beim Rückwärtsgang R wird dann das Drehmoment über die Zahnräder 91, 11, 14, 53 auf die erste Ausgangswelle 50 übertragen.
Bei eingelegtem zweiten Vorwärtsgang befindet sich die Brücken-Doppelgangschaltkupplung 94 in Neutralstellung, so dass die Brückenwelle 90 von der zweiten Eingangswelle 30 entkoppelt ist. Es findet keine Drehmomentübertragung zwischen den Eingangswellen 10, 30 statt. Das Drehmoment des Motors M gelangt bei geschlossener Kupplung K1 zum Festrad 14, von dort aus es, wie beim ersten Vorwärtsgang und beim Rückwärtsgang, über das geschaltete Losrad 53 zur ersten Ausgangswelle 50 gelangt. Über den kämmenden Eingriff der Zahnräder 11, 91 dreht zwar die Brückenwelle 90 mit, doch ist diese, wie oben bereits schon ausgeführt, bei eingelegtem zweiten Vorwärtsgang von der zweiten Eingangswelle 30 entkoppelt. Die Abstufung zwischen dem Übersetzungsverhältnis des ersten Vorwärtsgangs und dem Übersetzungsverhältnis des zweiten Übersetzungsverhältnis lässt sich durch das Verhältnis der unterschiedlichen Durchmesser der Transferräder 11, 32 einstellen.
Ein Gangwechsel von dem ersten Vorwärtsgang zu dem zweiten Vorwärtsgang ist ohne Zugkraftunterbrechung möglich. Da bei dem ersten Vorwärtsgang das Drehmoment des Motors M durch die Kupplung K2 und bei dem zweiten Gang durch die Kupplung K1 übertragen wird, kann eine entsprechende Überschneidungsphase der Kupplungen K1 und K2 realisiert werden. Dies gilt auch für alle höheren Vorwärtsgänge des Getriebes, die allesamt ohne Zugkraftunterbrechung geschaltet werden können (das Schalten ohne Zugkraftunterbrechung bezieht sich dabei immer auch benachbarte Vorwärtsgänge, zum Beispiel von 3 auf 4, von 4 auf 5 oder von 8 auf 7). Das Erfordernis des Schaltens ohne Zugkraftunterbrechung bestimmt zudem die Zählweise der Vorwärtsgänge. Möglicherweise lassen sich noch weitere Vorwärtsgänge realisieren, die aber aufgrund der fehlenden Lastschaltfähigkeit (Schalten ohne Zugkraftunterbrechnung zwischen Gängen mit benachbarten Übersetzungsverhältnissen) nicht mitgezählt werden.
2 zeigt die räumliche Anordnung der Achsen der einzelnen Wellen 10 bis 90. Zudem zeigt 2 das oben bereits erwähnte Ringrad, das mit 130 bezeichnet wird. Dadurch bedingt, dass die Drehrichtungsumkehr für den Rückwärtsgang durch Vorsehen einer Zusatzwelle 110 für das Zwischenrad 111 anstatt durch eine auf der ersten Ausgangswelle 50 sitzendes Losrad realisiert wird, kann die räumliche Anordnung der Brückenwelle 90 freier gewählt werden.
3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A in 2. Die Linie A-A setzt sich auch mehreren geraden Teilstücken zusammen. In 2 beginnt die Linie A-A bei der zweiten Ausgangswelle 70 mit einem vertikalen Teilstück, welches bis zur Achse der zweiten Ausgangswelle 70 führt. Das nächste Teilstück verbindet die Achse der zweiten Ausgangswelle 70 mit der Achse der koaxialen Eingangswellen 10, 30. Von dort aus führt die Linie A-A weiter zur Achse der ersten Ausgangswelle 50 und dann zur Achse des Ringsrads 130. Entsprechend zeigt 3 nicht die Brückenwelle 90 und die Zusatzwelle 110 mit den darauf angeordneten Zahnrädern.
4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie B-B in 2. Die Linie B-B setzt sich ebenfalls aus geraden Teilstücken zusammen und startet in 2 oberhalb der Eingangswellen 10, 30. Die Linie B-B führt zur Achse der Eingangswellen 10, 30, dann zur Achse der Brückenwelle 90, von dort aus zur Achse der Zwischenwelle 110 und schließlich wieder zurück zu den Eingangswellen 10, 30. Der Schnitt in 4 zeigt folglich nur die Eingangswellen 10, 30 (diese dann zweimal) sowie die Brückenwelle 90 und die Zusatzwelle 110. Aus 4 werden der kämmende Eingriff der Zahnräder 11, 91 und der kämmende Eingriff der Zahnräder 31, 111 deutlich, die in 1 nur durch die punktierten Linien angedeutet werden.
Bezugszeichenliste

10: erste Eingangswelle
11: erstes Tranferrad
12: Festrad
13: Festrad
14: Festrad
15: Festrad
30: zweite Eingangswelle
31: erstes Festrad
32: zweites Transferrad
33: Festrad
34: Festrad
50: erste Ausgangswelle
51: erstes Ritzel
52: erstes Losrad
53: Losrad
54: Losrad
55: Losrad
56: erste Doppelgangschaltkupplung
57: zweite Doppelgangschaltkupplung
70: zweite Ausgangswelle
71: Ritzel
72: Losrad
73: Losrad
74: Losrad
75: dritte Doppelgangschaltkupplung
76: Einzelgangschaltkupplung
90: Brückenwelle
91: Brückenfestrad
92: erstes Brückenlosrad
93: zweites Brückenlosrad
94: Brücken-Doppelgangschaltkupplung
110: Zusatzwelle
111: Zwischenrad
130: Ringrad

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011056517 A1 [0002, 0003, 0004, 0005]

Claims

Doppelkupplungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug, - mit einer ersten Eingangswelle (10) und einer zweiten Eingangswelle (30), die koaxial zueinander angeordnet sind, - mit einer ersten Ausgangswelle (50), wobei die erste Ausgangswelle (50) drehfest mit einem ersten Ritzel (51) verbunden ist, wobei das erste Ritzel (51) mit einem Abtrieb im Eingriff ist, - mit mehreren schaltbaren Gängen, wobei einem Gang ein Zahnradverbund zugeordnet ist, der ein Festrad und wenigstens ein schaltbares Losrad umfasst, um ein Drehmoment eines Antriebs von der ersten Eingangswelle (10) oder der zweiten Eingangswelle (30) auf die erste Ausgangswelle (50) zu übertragen, - mit einer zur ersten Ausgangswelle (50) beabstandeten Brückenwelle (90), auf der ein Brückenfestrad (91), ein erstes schaltbares Brückenlosrad (92) und ein zweites schaltbares Brückenlosrad (93) sitzt, wobei in einem geschalteten Zustand des ersten Brückenlosrads (92) oder des zweiten Brückenlosrads (93) die Brückenwelle (90) als Drehmomentbrücke zwischen der ersten Eingangswelle (10) und der zweiten Eingangswelle (30) dient, und wobei das erste Brückenlosrad (92) zur Bereitstellung eines Vorwärtsgangs und das zweite Brückenlosrad (93) zur Bereitstellung eines Rückwärtsgangs dienen, wobei auf der ersten Eingangswelle (10) ein erstes Transferrad (11) und auf der zweiten Eingangswelle (30) ein zweites Transferrad (32) vorgesehen sind, wobei das erste Transferrad (11) mit dem Brückenfestrad (91) in kämmenden Eingriff steht und das zweite Transferrad (32) mit dem ersten Brückenlosrad (92) und mit einem ersten, auf der ersten Ausgangswelle (50) angeordneten Losrad (52) im kämmenden Eingriff steht, und wobei das zweite Brückenlosrad (93) mit einem Zwischenrad (111) kämmt, das mit einem ersten Festrad (31) auf der zweiten Eingansgwelle (30) kämmt, wobei das mit dem Zwischenrad (111) kämmende erste Festrad (31) frei von einem kämmenden Eingriff weiterer Zahnräder ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einem ersten Vorwärtsgang ein Zahnradverbund zugeordnet ist, der das Brückenfestrad (91), das erste Brückenlosrad (92) und das zweite Transferrad (32) umfasst.
Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der dem ersten Vorwärtsgang zugeordnete Zahnradverbund ein weiteres Losrad (53) umfasst, das auch ein Teil eines einem zweiten Vorwärtsgang zugeordneten Zahnradverbunds ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass einem dritten Vorwärtsgang ein Zahnradverbund zugeordnet ist, der ein erstes Losrad (52) und das zweite Transferrad (32) auf der zweiten Eingangswelle (30) umfasst.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Transferrad (11) frei von einem kämmenden Eingriff weiterer Zahnräder ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Eingangswelle (10) als Innenwelle und die zweite Eingangswelle (30) als Hohlwelle ausgebildet ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Brücken-Doppelschaltgangkupplung (94) auf der Brückenwelle (90) vorgesehen ist, durch die in einer ersten Schaltstellung eine drehfeste Verbindung zwischen der Brückenwelle (90) und dem ersten Brückenlosrad (92) und in einer zweiten Schaltstellung eine drehfeste Verbindung zwischen der Brückenwelle (90) und dem ersten Brückenlosrad (93) herstellbar ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenfestrad (91) und das zweite Brückenlosrad (93) äußere Zahnräder auf der Brückenwelle (90) darstellen.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Ausgangswelle (70) vorgesehen ist, die zur ersten Ausgangswelle (50), zur Brückenwelle (90) und zur Zusatzwelle (110) beabstandet ist und drehfest mit einem zweiten Ritzel (71) verbunden ist, das im Eingriff mit dem Abtrieb ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser des zweiten Ritzels (71) der zweiten Ausgangswelle (70) verschieden zu einem Durchmesser des ersten Ritzels (51) der ersten Ausgangswelle ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Eingangswelle (10) und die zweite Eingangswelle (30) jeweils nur Festräder tragen.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Doppelgangschaltkupplung (56) und eine zweite Doppelgangschaltkupplung (57) auf der ersten Ausgangswelle (50) angeordnet sind.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Doppelgangschaltkupplung (75) und eine Einfachgangschaltkupplung (76) auf der zweiten Ausgangswelle (70) angeordnet sind.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Achsabstand zwischen erster Eingangswelle (10) und zweiter Ausgangswelle (70) größer ist als ein Achsabstand zwischen erster Eingangswelle (10) und erster Ausgangswelle (50).