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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeuggetriebe für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Bei Kraftfahrzeugen, insbesondere bei Kraftfahrzeugen der Kleinwagen- und Kompaktwagenklasse, hat sich ein Antriebskonzept durchgesetzt, bei dem ein Verbrennungsmotor in einen Vorderwagen des Kraftfahrzeugs quer zur Fahrtrichtung eingebaut wird. Ein solcher, quer eingebauter Verbrennungsmotor ist in der Regel mit einem Getriebe verbunden, welches sich in Längsrichtung des Verbrennungsmotors an den Verbrennungsmotor anschließt. Dadurch entsteht ein Motor-Getriebe-Verband, welcher einen relativ großen Bauraum im Vorderwagen des Kraftfahrzeugs benötigt. Im Zuge der Entwicklungstendenzen zu immer sparsameren und leistungsstärkeren Verbrennungsmotoren herrscht seitens der Kraftfahrzeughersteller der Wunsch nach Getrieben mit einer immer höheren Gangzahl.
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In einer konventionellen Bauweise eines Schaltgetriebes verwendet man meist eine Antriebswelle, eine Zwischenwelle und eine Abtriebswelle, wobei die Abtriebswelle des Getriebes in koaxialer Verlängerung der Antriebswelle des Getriebes angeordnet ist. Dies führt, zusammen mit dem Wunsch nach einer höheren Gangzahl, zu immer länger bauenden Getrieben. Da der Bauraum im Vorderwagen eines Kraftfahrzeuges jedoch begrenzt ist, besteht neben dem Wunsch nach einer höheren Gangzahl parallel der Wunsch nach einem kürzer bauenden Getriebe. Auch bei Fahrzeugen mit längs eingebautem Verbrennungsmotor gibt es ein Bestreben nach möglichst kompakten Getrieben, da der Bauraum auch hier begrenzt ist und Platz zur Deformation der Karosserie im Falle eines Unfalls benötigt wird, damit der Motor-Getriebe-Verbund im Falle eines Unfalls nicht zu einer Verformung des Fahrzeuginnenraums führt und somit die Verletzungsgefahr für die Insassen erhöht.
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Aus der
DE 41 36 455 A1 ist ein Sechsgang-Stufengetriebe für ein Kraftfahrzeug bekannt, welches eine Eingangswelle, ein Abtriebswelle und zwei Zwischenwellen aufweist, wobei zwei Zahnräder der Antriebswelle gleichzeitig mit jeweils einem Zahnrad auf der ersten Zwischenwelle und einem Zahnrad auf der zweiten Zwischenwelle in Eingriff stehen. Dadurch kann die axiale Baulänge des Getriebes reduziert werden. Jedoch ist es nur schwer möglich, bei einer solchen Bauform mehrere Zahnräder der Eingangswelle doppelt zu belegen, wenn eine progressive Gangabstufung der Gänge realisiert werden soll.
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Aus der
DE 2355125 A1 ist ein Schiffsgetriebe mit einer Eingangswelle und zwei Kupplungen bekannt, wobei über eine erste Kupplung ein erstes, koaxial zur Eingangswelle angeordnetes Zahnrad antreibbar ist und wobei über eine zweite Kupplung ein zweites Zahnrad für einen Rückwärtsantrieb antreibbar ist.
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Aus der
EP 1 085 237 A2 ist ein Doppelkupplungsgetriebe mit zwei konzentrisch zueinander angeordneten Eingangswellen und einer Abtriebswelle bekannt, wobei auf der Abtriebswelle eine Vielzahl von Zahnrädern angeordnet ist, wobei die Anzahl der Zahnräder auf der Abtriebswelle der Anzahl der Gänge des Doppelkupplungsgetriebes entspricht. Durch die Vielzahl von Zahnrädern weist das Doppelkupplungsgetriebe jedoch in axialer Richtung eine vergleichsweise große Baulänge auf.
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Aus der
DE 36 10 269 A1 ist ein Doppelkupplungsgetriebe mit zwei konzentrischen Eingangswellen bekannt, welche zwei Zwischenwellen antreiben, die in einer Ebene liegen, welche von den Eingangswellen versetzt ist. Die Zwischenwellen weisen jeweils ein Zahnrad auf, welches mit einer der Eingangswelle permanent in Eingriff steht. Durch Lösen des Zahnrades für den ersten Gang von seiner Zwischenwelle und durch ein Verriegeln eines weiteren Zahnrades mit der Nabe des Zahnrades für den ersten Gang kann die Drehrichtung der Zwischenwelle für des Rückwärtsfahren umgekehrt werden. Nachteilig ist auch hier eine vergleichsweise große Bauform des Getriebes.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein alternatives Doppelkupplungsgetriebe vorzuschlagen, welches sich durch eine kompakte Bauform auszeichnet, und bei dem eine Mehrfachbelegung der Zahnräder der Eingangswelle möglich ist.
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Die Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Doppelkupplungsgetriebe gelöst, welches mindestens eine erste Antriebswelle, eine zweite Antriebswelle, zwei Zwischenwellen sowie einen Abtrieb aufweist, wobei eine erste Kupplung des Doppelkupplungsgetriebes mit der ersten Antriebswelle und eine zweite Kupplung mit der zweiten Antriebswelle verbindbar ist, wobei auf jeder der Zwischenwellen mindestens zwei Zahnräder angeordnet sind, und wobei zumindest eine der Zwischenwellen schräg zu der ersten Antriebswelle und/oder zu der jeweils anderen Zwischenwelle angeordnet ist. Dadurch wird ein zusätzlicher Freiheitsgrad bei der Auslegung des Doppelkupplungsgetriebes gegenüber einem Kraftfahrzeuggetriebe mit parallelen Antriebswellen und Zwischenwellen erreicht, sodass eine einfachere Doppelbelegung der Zahnräder bei einer progressiven Abstufung der Gänge des Getriebes möglich ist. Durch ein Doppelkupplungsgetriebe sind besonders schnelle Gangwechsel bei einer im Wesentlichen auch während der Schaltvorgänge ununterbrochenen Zugkraftübertragung möglich. Durch die vorgeschlagene Lösung ist ein besonders kompaktes Doppelkupplungsgetriebe möglich, welches sich bei Kraftfahrzeugen mit Frontmotor sowohl quer zur Fahrtrichtung als auch längs zur Fahrtrichtung einbauen lässt. Somit kann das Getriebe sowohl für quer zur Fahrtrichtung als auch für längs zur Fahrtrichtung eingebaute Verbrennungsmotoren verwendet werden, sodass hier zusätzliche Getriebevarianten vermieden werden. Durch die Doppelbelegung der Zahnräder der Antriebswellen des Doppelkupplungsgetriebes kann eine in axialer Richtung des Getriebes vergleichsweise kurze Baulänge erreicht werden. Durch die schräg angeordnete Zwischenwelle variiert der Abstand zwischen der Antriebswelle und der Zwischenwelle, sodass eine progressive Abstimmung der Gänge leichter umzusetzen ist. Zudem können durch die schräge Anordnung mindestens einer Zwischenwelle Zwischenräume im Doppelkupplungsgetriebe für andere Bauteile des Getriebes wie Synchronisationsringe, die Schaltaktorik, ein Rückwärtsgang-Ritzel oder Ähnliches genutzt werden. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn das Doppelkupplungsgetriebe eine erste Kupplung und eine zweite Kupplung aufweist, wobei die erste Kupplung mit der ersten Antriebswelle und die zweite Kupplung mit der zweiten Antriebswelle des Kraftfahrzeuggetriebes verbindbar ist. Dadurch können die Gänge des Kraftfahrzeuggetriebes alternierend zwischen den beiden Antriebswellen gewechselt werden, sodass schnelle Gangwechsel ohne Zugkraftunterbrechnung möglich sind. So sind beispielsweise die „ungeraden“ Gänge, also der erste, dritte, fünfte, usw. Gang mit der ersten Antriebswelle verbunden und über die erste Kupplung schaltbar, und die „geraden“ Gänge, also der zweite, vierte, sechste, usw. Gang mit der zweiten Antriebswelle verbunden und über die zweite Kupplung des Doppelkupplungsgetriebes schaltbar.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und Weiterbildungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Kraftfahrzeuggetriebes möglich.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Doppelkupplungsgetriebes ist vorgesehen, dass die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle koaxial zueinander angeordnet sind. Dadurch ist eine besonders kompakte Bauform des Getriebes möglich, und zudem vereinfacht eine koaxiale Anordnung der beiden Antriebswellen eine Kraftübertragung auf die Zwischenwellen und/oder den Abtrieb. Besonders bevorzugt ist eine der Antriebswellen als Hohlwelle ausgebildet. Dadurch kann die erste Antriebswelle innerhalb der zweiten Antriebswelle angeordnet werden, wodurch sowohl in radialer als auch in axialer Richtung eine kompakte Bauweise erreicht wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Zahnräder der schräg angeordneten Zwischenwelle eine Schrägverzahnung aufweisen. Somit können die Zahnräder der Zwischenwelle mit geradverzahnten Zahnrädern auf den Antriebswellen in Eingriff gebracht werden, ohne dass zusätzlich Zwischenelemente notwendig sind. Dadurch wird die Montage des Kraftfahrzeuggetriebes erleichtert.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Zahnräder der schräg angeordneten Zwischenwelle als konische Zahnräder ausgebildet sind. Dies erlaubt eine einfache Verzahnung und einen einfachen Kraftschluss mit den zylindrisch ausgebildeten Zahnrädern der Antriebswellen. Somit kann auf einfache Weise eine kraftschlüssige Verbindung zwischen einer der Antriebswellen und der schräg angeordneten Zwischenwelle erreicht werden, ohne das zusätzliche Zwischenwellen notwendig sind.
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Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die schräg angeordnete Zwischenwelle ein konusförmiges Zahnrad, insbesondere ein Beveloidrad, trägt. Vorzugsweise ist das konusförmige Zahnrad dabei drehfest mit der schräg angeordneten Zwischenwelle verbunden, um ein Antriebsmoment auf den Abtrieb zu übertragen. Ein konusförmiges Zahnrad, insbesondere ein Beveloidrad, hat den Vorteil, dass die Zwischenwelle und der Abtrieb nicht parallel zueinander angeordnet sein müssen, sondern eine Kraftübertragung auch unter einem Neigungswinkel der Zwischenwelle zum Abtrieb möglich ist. Somit ist eine Kraft- bzw. Momentenübertragung von der schräg angeordneten Zwischenwelle auf den Abtrieb ohne weiteren konstruktiven Aufwand und ohne weitere Zwischenelemente möglich.
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In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Zahnrad des Abtriebs sowohl mit einem Zahnrad der ersten Zwischenwelle als auch mit einem Zahnrad der zweiten Zwischenwelle in gemeinsamem Eingriff steht. Dadurch kann ein gemeinsamer Abtrieb für beide Zwischenwellen geschaffen werden, sodass auf zusätzliche Bauteile, insbesondere auf ein weiteres Zahnrad am Abtrieb, verzichtet werden kann. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn das konusförmige Zahnrad der ersten Zwischenwellen und ein Stirnrad der zweiten Zwischenwelle mit einem Stirnrad des Abtriebs in Eingriff stehen.
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Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Abtrieb ein Differenzial zur Verteilung des Antriebsmoments auf die angetriebenen Räder des Kraftfahrzeuges aufweist. Dadurch kann auf einfache Art und Weise das Antriebsmoment auf die Antriebsräder verteilt werden. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn ein Stirnrad des Differenzials auf einer Hohlwelle gelagert ist und eine der Abtriebswellen, welche das Differenzial mit jeweils einem Antriebsrad des Kraftfahrzeuges verbinden, durch diese Hohlwelle geführt ist.
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Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass beide Zwischenwellen eine gleiche Anzahl an Zahnrädern aufweisen. Dadurch können die Zwischenwellen in etwa gleich schwer ausgeführt werden, sodass ein besonders gleichmäßiger, unwuchtfreier Lauf des Doppelkupplungsgetriebes erreicht wird.
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In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform des Doppelkupplungsgetriebes ist vorgesehen, dass die Zahnräder der ersten Antriebswelle und der zweiten Antriebswelle eine Schrägverzahnung aufweisen. Dadurch werden eine bessere Laufruhe und eine geringere Geräuschentwicklung erreicht, da jedes in Eingriff stehende Zahnradpaar mit einem kontinuierlichen Übergang in und aus dem Eingriff gebracht wird und somit die Übertragung des Drehmomentes besonders gleichmäßig verläuft.
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Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeuggetriebe in Form eines 8-Gang Doppelkupplungsgetriebes;
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2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebes in Form eines 7-Gang-Doppelkupplungsgetriebes;
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3 ein alternatives Ausführungsbeispiel eines 7-Gang-Doppelkupplungsgetriebes;
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4 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeuggetriebe in Form eines 6-Gang-Doppelkupplungsgetriebes;
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5 ein alternatives Ausführungsbeispiel eines 6-Gang-Doppelkupplungsgetriebes;
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6 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeuggetriebe, welches als 5-Gang-Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet ist;
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7 ein alternatives Ausführungsbeispiel eines 5-Gang-Doppelkupplungsgetriebes;
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8 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeuggetriebe in Form eines Doppelkupplungsgetriebes mit 4 Gängen.
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1 zeigt eine erste schematisierte und abgewickelte Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes 1. Das Doppelkupplungsgetriebe 1 weist eine erste Antriebswelle 2 auf, auf der zwei Zahnräder 21, 22 drehfest angeordnet sind. Koaxial zu der ersten Antriebswelle 2 ist eine zweite Antriebswelle 3 angeordnet, welche als Hohlwelle 7 ausgebildet ist. Dabei ist die erste Antriebswelle 2 durch die Hohlwelle 7 geführt. Auf der zweiten Antriebswelle 3 sind drehfest zwei weitere Zahnräder 31, 32 angeordnet. Das Doppelkupplungsgetriebe 1 weist eine Doppelkupplung 8 mit einer erste Kupplung 9 und eine zweite Kupplung 10 auf, wobei über die erste Kupplung 9 ein nicht dargestellter Antriebsmotor, insbesondere ein Verbrennungsmotor, mit der ersten Antriebswelle 2 verbindbar ist. Über die zweite Kupplung 10 ist der Antriebsmotor mit der zweiten Antriebswelle 3 verbindbar, wodurch ein schneller Wechsel zwischen den Antriebswellen 2, 3 möglich ist, wobei der Wechsel zumindest im Wesentlichen ohne eine Unterbrechung des Antriebsmoments erfolgen kann. Das Doppelkupplungsgetriebe 1 weist ferner eine erste Zwischenwelle 4 auf, welche in Bezug auf die Antriebswellen 2, 3 schräg angeordnet ist. Auf der ersten Zwischenwelle 4 sind mehrere Zahnräder 41, 42, 43, 44, 45 angeordnet. Dabei sind die mit den als Festräder ausgebildeten Zahnrädern 21, 22, 31, 32 der ersten oder zweiten Antriebswelle 2, 3 in Eingriff stehenden Zahnräder 41, 42, 43, 44 in den Verzahnungsebenen I bis IV als Losräder ausgebildet. Die Zahnräder 41, 42, 43 und 44 auf der ersten Zwischenwelle 4 sind vorzugsweise als konusförmige Zahnräder ausgebildet, um einen Eingriff mit den Zahnrädern 21, 22, 31, 32 der ersten und zweiten Antriebswelle 2, 3 zu erleichtern. Das in einer Abtriebsverzahnungsebene V angeordnete Zahnrad 45 ist als Festrad ausgebildet und steht mit einem Stirnrad 61 eines Abtriebs 6 des Doppelkupplungsgetriebes 1 in Eingriff. Dabei ist das Zahnrad 45 als Beveloidrad ausgebildet, um eine Schrägstellung der ersten Zwischenwelle 4 zum Abtrieb 6 zu ermöglichen. Alternativ zu einem Beveloidrad kann das Zahnrad 45 auch als ein anderes, konusförmiges Zahnrad ausgebildet sein.
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Das Doppelkupplungsgetriebe 1 weist ferner eine zweite Zwischenwelle 5 auf, welche parallel zu den Antriebswellen 2, 3 angeordnet ist, und auf der eine Mehrzahl von Zahnrädern 51, 52, 53, 54, 55 angeordnet sind. Die Zahnräder 51, 52, 53 und 54, welche mit den als Festräder ausgebildeten Zahnrädern 21, 22, 31, 32 der Antriebswellen 2, 3 in Eingriff stehen, sind als Losräder ausgebildet. Das Zahnrad 55 in der Verzahnungsebene V steht ebenfalls mit dem Stirnrad 61 des Abtriebs 6 in Eingriff und ist als Festrad ausgebildet. Das in 1 dargestellte Doppelkupplungsgetriebe 1 weist acht Gänge auf, welche in den Verzahnungsebenen I–IV angeordnet sind. Dabei weist das Doppelkupplungsgetriebe 1 eine progressive Gangabstufung auf, wobei die Gänge jeweils alternierend zwischen der ersten Antriebswelle 2 und der zweiten Antriebswelle 3 aufgeteilt sind. Die Zahnräder 21, 22, 31 und 32 der ersten bzw. zweiten Antriebswelle 2, 3 sind jeweils doppelt belegt, sodass mit nur vier Zahnrädern der Antriebswellen 2, 3 acht Gänge dargestellt werden können. So sind der erste, dritte, fünfte und siebte Gang über die Zahnräder 21, 22 der ersten Antriebswelle 2 ausgebildet, während der zweite, vierte, sechste und achte Gang über die Zahnräder 31, 32 der zweiten Antriebswelle 3 ausgebildet sind. Um axialen Bauraum zu sparen, sind sämtliche Zahnräder 21, 22, 31, 32 der Antriebswellen 2, 3 doppelt belegt. Dies ist möglich, da der Abstand zwischen den Antriebswellen 2, 3 und der ersten Zwischenwelle 4 in axialer Richtung durch die Schrägstellung der ersten Zwischenwelle 4 variiert. Die schräge Anordnung der ersten Zwischenwelle 4 ermöglicht hier einen zusätzlichen Freiheitsgrad bei der Getriebeauslegung gegenüber Doppelkupplungsgetrieben 1, bei denen sämtliche Wellen 2, 3, 4, 5 parallel angeordnet sind. Somit ist es für den Konstrukteur bei der Auslegung des Doppelkupplungsgetriebes 1 wesentlich einfacher, eine progressive Gangabstufung bei einer Doppelbelegung der Zahnräder auf den Antriebswellen 2, 3 zu realisieren.
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Der Abtrieb 6 umfasst ein Differenzial 11, über welches das Drehmoment des Doppelkupplungsgetriebes 1 auf eine erste Abtriebswelle 62 und eine zweite Abtriebswelle 63 des Differenzials 11 verteilt werden kann und somit insbesondere auf die Antriebsräder oder Antriebsachse des Kraftfahrzeuges verteilt werden kann.
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Alternativ können bei einem erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebe 1 auch beide Zwischenwellen schräg zu den Antriebswellen 2, 3 und zum Abtrieb 6 angeordnet werden. Alternativ zu einer koaxialen Anordnung der ersten Antriebswelle 2 und der zweiten Antriebswelle 3 wäre auch eine Anordnung mit zwei oder mehr räumlich voneinander getrennten Antriebswellen denkbar, wobei für jede Antriebswelle eine separate Kupplung vorgesehen ist.
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In 2 ist eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes 1 dargestellt. Das Doppelkupplungsgetriebe 1 ist dabei als Siebenganggetriebe ausgebildet. Bei im Wesentlichen gleichem Aufbau wie zu 1 beschrieben, wird im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen. Auf der ersten Zwischenwelle 4 ist in der zweiten Verzahnungsebene II kein Zahnrad angeordnet, sodass die erste Zwischenwelle 4 nur in der ersten Verzahnungsebene I, der dritten Verzahnungsebene III, der vierten Verzahnungsebene IV und in der Abtriebsverzahnungsebene V jeweils ein Zahnrad aufweist. Die Zahnräder 41, 43, 44 in der ersten, dritten und vierten Verzahnungsebene I, III, IV sind dabei als Losräder ausgebildet, das Beveloidrad 45 in der Abtriebsverzahnungsebene V als Festrad. Die Losräder 41, 43, 44 können auf bekannte Weise mittels nicht dargestellter Schaltklauen drehfest mit der ersten Zwischenwelle 4 verbunden werden, sodass ein Drehmoment von der ersten Antriebswelle 2 oder der zweiten Antriebswelle 3 auf die erste Zwischenwelle 4 übertragen werden kann. Somit ist das Zahnrad 22 der ersten Antriebswelle 2 nur einfach belegt und kämmt ausschließlich mit dem Zahnrad 52 der zweiten Zwischenwelle 5.
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Alternativ kann auch eines der Zahnräder 21, 22, 31, 32 in der ersten, dritten oder vierten Verzahnungsebene der Antriebswellen 2, 3 nur einfach belegt sein. Die entstehende „Lücke“ erleichtert eine progressive Gangabstufung bei der Getriebeauslegung, da sich dadurch ein weiterer Freiheitsgrad ergibt. Die Position, an der das Zahnrad auf einer der Zwischenwellen 4, 5 im Vergleich zu dem vorher beschriebenen Achtganggetriebe weggelassen wird, kann an jeder Position in den vier Verzahnungsebenen I bis IV liegen und dort umgesetzt werden, wo es bei der Auslegung des Doppelkupplungsgetriebes 1 als günstig erscheint. Zu beachten ist lediglich, dass alle geraden Gänge auf der einen Antriebswelle 2, 3 und alle ungeraden Gänge auf der jeweils anderen Antriebswelle 2, 3 liegen, um die Vorteile des schnellen Gangwechsels zwischen den einzelnen Gängen beizubehalten.
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In 3 ist eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes 1 mit sieben Gängen dargestellt. Bei weitestgehend gleichem Aufbau wie zu 1 und 2 ausgeführt, ist in diesem Ausführungsbeispiel in der dritten Verzahnungsebene III kein Zahnrad auf der zweiten Zwischenwelle 5 angeordnet, sodass die zweite Zwischenwelle 5 nur in der ersten Verzahnungsebene I ein Zahnrad 51, in der zweiten Verzahnungsebene II ein Zahnrad 52, in der vierten Verzahnungsebene IV ein Zahnrad 54 und in der Abtriebsverzahnungsebene V ein Zahnrad 55 trägt. Die Zahnräder 51, 52 und 54 sind dabei als Losräder ausgebildet, während das Zahnrad 55 als drehfest mit der zweiten Zwischenwelle 5 verbundenes Stirnrad ausgebildet ist. Somit ist das Zahnrad 31 auf der zweiten Antriebswelle 3 nur einfach belegt und kämmt ausschließlich mit dem Zahnrad 43 auf der schrägen, ersten Zwischenwelle 4. Alternativ kann auch hier die „Lücke“ auf der zweiten Zwischenwelle 5 in der ersten, zweiten oder vierten Verzahnungsebene liegen.
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In 4 ist ein erfindungsgemäßes Doppelkupplungsgetriebe 1 mit sechs Vorwärtsgängen dargestellt. Wie bei den in 1 bis 3 dargestellten Doppelkupplungsgetrieben 1, weist das Doppelkupplungsgetriebe 1 auch bei sechs Vorwärtsgängen fünf Verzahnungsebenen auf, wobei die fünfte Verzahnungsebene V als Abtriebsverzahnungsebene V ausgebildet ist. Sowohl auf der ersten Zwischenwelle 4 als auch auf der zweiten Zwischenwelle 5 sind jeweils nur vier Zahnräder angeordnet, wobei auf der ersten Zwischenwelle 4 in der zweiten Verzahnungsebene II und auf der zweiten Zwischenwelle 5 in der dritten Verzahnungsebene III jeweils eine „Lücke“ besteht, also kein Zahnrad angeordnet ist. Dabei sind drei Gänge über die erste Antriebswelle 2 und die Zahnräder 41, 51 und 52 auf den Zwischenwellen 4, 5 sowie weitere drei Gänge über die zweite Antriebswelle 3 und die Zahnräder 43, 44 und 54 schaltbar. Da das Doppelkupplungsgetriebe 1 nur sechs Gänge hat, fehlen in zwei der Verzahnungsebenen I, II, III und IV insgesamt zwei gangbildende Zahnradpaare, sodass in dem gezeigten Ausführungsbeispiel nur die Zahnräder 21 der ersten Antriebswelle 2 und 32 der zweiten Antriebswelle 3 doppelt belegt sind. Die Position der Lücken ist hier nicht mehr wie bei einem Siebengang-Getriebe komplett frei wählbar, sondern es muss bei dem Doppelkupplungsgetriebe 8 darauf geachtet werden, dass die Positionen des fehlenden gangbildenden Zahnradpaares einmal in Zusammenwirkung mit der ersten Antriebswelle 2 und einmal in Zusammenwirkung mit der zweiten Antriebswelle 3 stehen. Würden beide Lücken in Zusammenspiel mit nur einer der Antriebwellen 2, 3 bestehen, so ist nicht mehr gewährleistet, dass bei einem Gangwechsel in den nächst höheren oder niedrigeren Gang auch von der einen Antriebswelle 2, 3 auf die jeweils andere Antriebswelle 2, 3 gewechselt werden kann. Der Vorteil der extrem kurzen Schaltzeiten und der weitestgehend zugkraftfreien Kraftübertragung des Doppelkupplungsgetriebes 1 entfiele sonst. Bei einem sonstigen Kraftfahrzeuggetriebe ohne Doppelkupplung 8 wäre es auch denkbar, dass beide Lücken auf einer der Zwischenwellen 4, 5 ausgebildet sind bzw. in Zusammenwirkung mit einer der Antriebswellen 2, 3 ausgebildet sind.
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In 5 ist eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sechsgang-Doppelkupplungsgetriebes 1 dargestellt. Bei im Wesentlichen gleichem Aufbau wie zu 4 ausgeführt, kämmt das Zahnrad 21 der ersten Antriebswelle 2 in der ersten Verzahnungsebene I ausschließlich mit einem Zahnrad 51 der zweiten Zwischenwelle 5, während auf der ersten Zwischenwelle 4 in der ersten Verzahnungsebene I kein Zahnrad angeordnet ist. Ferner gibt es für das Zahnrad 32 auf der zweiten Antriebswelle 3 keine Doppelbelegung, da dieses Zahnrad 32 ausschließlich mit einem Zahnrad 44 auf der ersten Zwischenwelle 4 kämmt und in der vierten Verzahnungsebene IV auf der zweiten Zwischenwelle 5 kein Zahnrad angeordnet ist.
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In 6 ist ein erfindungsgemäßes Doppelkupplungsgetriebe 1 dargestellt, welches als Doppelkupplungsgetriebe 1 mit fünf Vorwärtsgängen ausgebildet ist. Bei im Wesentlichen gleichem Aufbau wie die in 1 bis 5 beschriebenen Doppelkupplungsgetriebe 1, wird im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen. Das in 6 dargestellte Doppelkupplungsgetriebe 1 weist eine Verzahnungsebene weniger als die in den vorhergehenden Abschnitten beschriebenen Getriebe auf. Dabei trägt die erste Antriebswelle 2 nur ein Zahnrad 21, welches in der ersten Verzahnungsebene I jeweils mit einem Zahnrad 41 auf der ersten Zwischenwelle 4 und einem Zahnrad 51 auf der zweiten Zwischenwelle 5 kämmt. In der zweiten Verzahnungsebene II steht das erste Zahnrad 31 der zweiten Antriebswelle 3 ausschließlich mit dem Zahnrad 42 der ersten Zwischenwelle 4 in Eingriff, während auf der zweiten Zwischenwelle 5 in der zweiten Verzahnungsebene II kein Zahnrad angeordnet ist. Ferner steht ein zweites Zahnrad 32 der zweiten Antriebswelle 3 in der dritten Verzahnungsebene III mit dem Zahnrad 43 auf der ersten Zwischenwelle 4 und mit einem Zahnrad 53 auf der zweiten Zwischenwelle 5 in Eingriff. Somit sind die fünf Vorwärtsgänge auf die drei Verzahnungsebenen I–III verteilt angeordnet. In der Abtriebsverzahnungsebene V stehen das Beveloidrad 45 der ersten Zwischenwelle 4 sowie das Stirnrad 55 der zweiten Zwischenwelle 5 mit einem Stirnrad 61 des Abtriebs 6 in permanentem Eingriff. Somit sind drei der Vorwärtsgänge über die zweite Antriebswelle 3 und die Zahnräder 42, 43 und 53 auf den jeweiligen Zwischenwellen 4, 5 schaltbar, während über die erste Antriebswelle 2 und die Zahnräder 41, 51 auf den jeweiligen Zwischenwellen 4, 5 nur zwei Gänge schaltbar sind. Dadurch werden die ungeraden Gänge, also der erste, dritte und fünfte Gang über die zweite Antriebswelle 3 realisiert, während die geraden Gänge, also der zweite und vierte Gang über die erste Antriebswelle 2 geschaltet werden. Somit ist auch bei dieser Ausführungsform eine alternierende Anordnung der Gänge zwischen den beiden Antriebswellen 2, 3 möglich, sodass die vorteilhaften kurzen Schaltzeiten eines Doppelkupplungsgetriebes 8 durch die Vorwahl der nächsten Gangstufe auf der jeweils anderen Antriebswelle 2, 3 realisiert werden können. Durch die fehlende Verzahnungsebene IV kann das Doppelkuppllungsgetriebe 1 in axialer Richtung nochmals kürzer ausgeführt werden, wodurch es sich für den Einbau bei begrenzten Platzverhältnissen besonders eignet.
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In 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes 1 mit 5 Gängen dargestellt. Bei im Wesentlichen gleichem Aufbau wie unter 6 beschrieben, ist bei dieser Ausführungsform ein Zahnrad 52 in der zweiten Verzahnungsebene II auf der zweiten Zwischenwelle 5 angeordnet, während in dieser zweiten Verzahnungsebene II kein Zahnrad auf der ersten Zwischenwelle 4 angeordnet ist. Dabei trägt die erste Antriebswelle 2 zwei Zahnräder 21 und 22 in den Verzahnungsebenen I und II, während die zweite Antriebswelle 3 nur ein Zahnrad 31 in der dritten Verzahnungsebene III trägt. Somit sind drei Gänge über die erste Antriebswelle 2 und zwei Gänge über die zweite Antriebswelle 3 schaltbar. Dabei sind die ungeraden Gänge über die erste Antriebswelle und die Zahnräder 21 und 22 sowie die Zahnräder 41, 51 und 52 auf den jeweiligen Zwischenwellen 4, 5 ausgebildet. Über die zweite Antriebswelle 3 und das Zahnrad 31 sind die geraden Gänge in der dritten Verzahnungsebene III ausgebildet. Somit kann auch bei dieser Ausführungsform eine alternierende Ganganordnung zwischen den beiden Antriebswellen 2 und 3 realisiert werden.
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In 8 ist ein besonders einfaches Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes 1 mit vier Gängen dargestellt. Bei im Wesentlichen gleichem Aufbau wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, sind bei diesem Ausführungsbeispiel zusätzlich zu der Abtriebsverzahnungsebene V nur zwei weitere Verzahnungsebenen I und II ausgebildet. Dabei trägt die erste Antriebswelle 2 in der ersten Verzahnungsebene I ein drehfest mit der ersten Antriebswelle 2 verbundenes Zahnrad 21, welches doppelt belegt ist, und mit jeweils einem Zahnrad 41 und 51 auf der ersten und zweiten Zwischenwelle 4, 5 kämmt. Dabei sind die Zahnräder 41 und 51 auf den Zwischenwellen 4, 5 als Losräder ausgebildet. Die zweite Antriebswelle 3 trägt in der zweiten Verzahnungsebene II ein Zahnrad 31, welches ebenfalls doppelt belegt ist und mit je einem Zahnrad 42 und einem Zahnrad 52 der beiden Zwischenwellen 4, 5 in Eingriff steht. Die Zahnräder 42 und 52 auf den Zwischenwellen 4, 5 sind ebenfalls als Losräder ausgebildet. Prinzipiell ist eine weitere Reduzierung der Ganganzahl möglich, jedoch ist bei 3 oder weniger Gängen die Aufgabenstellung einer progressiven Gangabstufung auch mit parallel angeordneten Antriebs- und Zwischenwellen lösbar, da bei 3 oder weniger Gängen maximal ein Zahnrad der Antriebswelle(n) 2, 3 doppelt belegt werden muss.
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Ausgehend von dem in
1 dargestellten Ausführungsbeispiel können auch Doppelkupplungsgetriebe
1 mit mehr als acht Gängen realisiert werden. Zwar sind für zusätzliche Gänge weitere Verzahnungsebenen notwendig oder Zwischenwellen notwendig. In der nachfolgenden Tabelle sind für Getriebe mit 3 bis 16 Gängen die jeweils notwendige Anzahl von Verzahnungsebenen zusätzlich zu der Abtriebsverzahnungsebene V dargestellt, wenn das Doppelkupplungsgetriebe
1 jeweils zwei Zwischenwellen
4,
5 aufweist.
| Anzahl der Gänge | dazu notwendige Verzahnungsebenen |
| 3 | 2 |
| 4 | 2 |
| 5 | 3 |
| 6 | 4 |
| 7 | 4 |
| 8 | 4 |
| 9 | 5 |
| 10 | 6 |
| 11 | 6 |
| 12 | 6 |
| 13 | 7 |
| 14 | 8 |
| 15 | 8 |
| 16 | 8 |
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Dabei kann es vorkommen, dass wie im Beispiel der in 4 und 5 dargestellten Sechsganggetriebe zwei Zahnradpositionen auf den Zwischenwellen 4, 5 fehlen. Dieser Bauraum kann nutzbringend für eine Synchronisation des Doppelkupplungsgetriebes 1 oder einen Rückwärtsgang genutzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Doppelkupplungsgetriebe
- 2
- Erste Antriebswelle
- 3
- Zweite Antriebswelle
- 4
- Erste Zwischenwelle
- 5
- Zweite Zwischenwelle
- 6
- Abtrieb
- 7
- Hohlwelle
- 8
- Doppelkupplung
- 9
- Erste Kupplung
- 10
- Zweite Kupplung
- 11
- Differenzial
- 21
- erstes Zahnrad der ersten Antriebwelle
- 22
- zweites Zahnrad der ersten Antriebswelle
- 31
- erstes Zahnrad der zweiten Antriebswelle
- 32
- zweites Zahnrad der zweiten Antriebswelle
- 41
- erstes Zahnrad der ersten Zwischenwelle
- 42
- zweites Zahnrad der ersten Zwischenwelle
- 43
- drittes Zahnrad der ersten Zwischenwelle
- 44
- viertes Zahnrad der ersten Zwischenwelle
- 45
- Beveloidrad der ersten Zwischenwelle
- 51
- erstes Zahnrad der zweiten Zwischenwelle
- 52
- zweites Zahrad der zweiten Zwischenwelle
- 53
- drittes Zahnrad der zweiten Zwischenwelle
- 54
- viertes Zahnrad der zweiten Zwischenwelle
- 55
- Stirnrad der zweiten Zwischenwelle
- 61
- Stirnrad des Abtriebs
- 62
- erste Abtriebswelle des Differenzials
- 63
- zweite Abtriebswelle des Differenzials
- I
- erste Verzahnungsebene
- II
- zweite Verzahnungsebene
- III
- dritte Verzahnungsebene
- IV
- vierte Verzahnungsebene
- V
- Abtriebsverzahnungsebene
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4136455 A1 [0004]
- DE 2355125 A1 [0005]
- EP 1085237 A2 [0006]
- DE 3610269 A1 [0007]
