DE102016218893A1

DE102016218893A1 - Doppelkupplungsgetriebe für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102016218893A1
Application number: DE102016218893.3A
Authority: DE
Inventors: Johann Kirchhoffer
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-09-29
Filing date: 2016-09-29
Publication date: 2017-03-30
Anticipated expiration: 2036-09-30
Also published as: MX2016012590A; BR102016022583A2; US20170089427A1; DE102016218893B4; RU2016138416A3; RU2016138416A; CN106555880A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe (1) für Kraftfahrzeuge mit einer ersten Eingangswelle und einer zweiten Eingangswelle, zwei Kupplungen (2, 3), über die die erste Eingangswelle und die zweite Eingangswelle wahlweise mit dem Antriebsmotor (4) kuppelbar sind, zwei parallel zu den Getriebeeingangswellen angeordneten Zwischenwellen (13, 14), Zahnradpaarungen von Festrädern und Losrädern, von denen ein erstes Zahnrad auf einer der Eingangswellen und ein zweites Zahnrad auf einer der Zwischenwellen (13, 14) angeordnet ist, Kopplungsvorrichtungen, mit denen die Losräder relativ zur jeweiligen Welle wahlweise verbindbar sind, und je einem auf den beiden Zwischenwellen (13, 14) angeordneten Abtriebszahnrad (21; 26). Ein solches Getriebe soll derart gestaltet werden, dass eine große Gangzahl ermöglicht wird, ohne dass die Abmessungen des Getriebes und dessen Gewicht vergrößert werden. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, dass ein Abtriebszahnrad (21; 26) als Losrad ausgeführt ist und mittels einer Kopplungsvorrichtung (22; 27) drehfest mit seiner Zwischenwelle (13; 14) verbindbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe für Kraftfahrzeuge mit einer ersten Eingangswelle und einer zweiten Eingangswelle, zwei Kupplungen, vorzugsweise Reibkupplungen, über die die erste Eingangswelle und die zweite Eingangswelle wahlweise mit dem Antriebsmotor kuppelbar sind, zwei parallel zu den Getriebeeingangswellen angeordneten Zwischenwellen, Zahnradpaarungen von Festrädern und Losrädern, von denen ein erstes Zahnrad auf einer der Eingangswellen und ein zweites Zahnrad auf einer der Zwischenwellen angeordnet ist, Kopplungsvorrichtungen, mit denen die Losräder relativ zur jeweiligen Welle wahlweise mit dieser verbindbar sind, und je einem auf den beiden Zwischenwellen angeordneten Abtriebszahnrad.
Es ist ein Bestreben der Automobilindustrie, dass zur Reduzierung von Emissionen während der Fahrt der Betriebszustand des Antriebsmotors optimal an den aktuellen Fahrzustand des Kraftfahrzeugs angepasst wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Getriebe eine große Gangzahl aufweist. Dabei erfolgt die Schaltung in der Weise, dass auch bei hohen Fahrgeschwindigkeiten die Motordrehzahl möglichst gering gehalten wird. Ein weiteres Ziel besteht darin, die ohne Last mitdrehenden Massen gering zu halten, um dadurch eine weitere Reduzierung der Emissionen zu bewirken.
In herkömmlicher Bauweise bedeutet eine große Gangzahl zwangsläufig eine größere Anzahl von Getriebezahnrädern und daher eine größere Baulänge, die aber in der modernen Kraftfahrzeugtechnik nicht gewünscht ist, sowie ein größeres Gewicht des Getriebes und damit verbundene höhere Verlustleistungen.
Bekannte Getriebe der eingangs genannten Art ( DE 10 2009 002 351 A1 , DE 10 2013 019 132 A1 , WO 2012/084250 A1 ; DE 10 2013 216 387 A1 ) beschreiten daher bereits einen Weg in die gewünschte Richtung, indem die Möglichkeit geschaffen wird, dass der Leistungsfluss sowohl über eine der ersten Getriebeeingangswelle zugeordneten Zahnradstufe als auch über eine der zweiten Getriebeeingangswelle zugeordneten Zahnradstufe verläuft.
Bei solchen Doppelkupplungsgetrieben sind die Getriebeeingangswellen als Innen- und Außenwelle ausgebildet, wobei die Innenwelle und die Außenwelle wahlweise antreibbar sind. Die zusätzlich geschalteten Gänge können dann über einen Umweg geführt werden, der über solche Zahnräder verläuft, die auf der jeweiligen nicht angetriebenen Getriebeeingangswelle angeordnet sind.
Diese bekannten Doppelkupplungsgetriebe, mit denen sich zusätzlich zu den vorhandenen Zahnradpaarungen und den sich daraus ergebenden Gängen weitere Gänge schalten lassen, benötigen zu diesem Zweck auf den Zwischenwellen und zum Teil auch auf den Getriebeeingangswellen Hohlwelleneinrichtungen, auf denen jeweils mindestens zwei Zahnräder angeordnet sind, wobei die Hohlwellen lose auf den Getriebeeingangswellen und Zwischenwellen mitlaufen, jedoch bei Bedarf mit diesen drehfest verbunden werden können.
Die Verwendung derartiger Hohlwellenanordnungen stellt nicht nur einen hohen zusätzlichen Gewichtsanteil dar, sondern führt auch zu einer Vergrößerung der Baulängen bzw. Bauhöhen sowie zu einem verschlechterten Wirkungsgrad des Getriebes.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Doppelkupplungsgetriebe zu schaffen, das eine große Gangzahl ermöglicht, mit einer minimalen Anzahl an Radsätzen ohne dass die Abmessungen des Getriebes und dessen Gewicht vergrößert werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Abtriebszahnrad der Zwischenwelle als Losrad ausgeführt ist und mittels einer Kopplungsvorrichtung drehfest mit seiner Zwischenwelle verbindbar ist, mit einer Kombination einer minimalen Anzahl von Radsätzen die entsprechend auf den Zwischenwellen verteilt sind.
Auf einer der beiden Zwischenwellen kann ein als Festrad ausgeführtes Abtriebszahnrad angeordnet sein.
Vorzugsweise ist jedoch auf beiden Zwischenwellen je ein als Losrad ausgeführtes Abtriebszahnrad angeordnet, das jeweils mittels einer Kopplungsvorrichtung drehfest mit der jeweiligen Zwischenwelle verbindbar ist. Die beiden Abtriebszahnräder können sowohl gleiche Durchmesser als auch unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
Bei Anwendung dieser Maßnahme ist zusätzlich zu der herkömmlichen Anzahl von Gängen eine besonders große Anzahl zusätzlicher Gänge, auch Verwindungsgänge genannt, möglich.
Für den Quereinbau des Getriebes in ein Kraftfahrzeug eignet sich besonders ein solches Doppelkupplungsgetriebe, bei dem beide Abtriebszahnräder mit einem Differentialzahnrad kämmen.
Für den Längseinbau kann das Doppelkupplungsgetriebe derart ausgebildet sein, dass beide Abtriebszahnräder mit zumindest einem Antriebszahnrad einer Achsantriebswelle kämmen.
Besonders geeignet für die Anwendung der Erfindung sind Doppelkupplungsgetriebe, bei denen die beiden Eingangswellen als Innenwelle und Außenwelle ausgeführt sind.
Mit Hilfe dieser Konstruktion kann besonders raumsparend gebaut werden.
Die Kopplungsvorrichtungen, die für die Abtriebszahnräder vorgesehen sind, sind zweckmäßig einseitig wirkend ausgebildet und jeweils nur einem entsprechenden Abtriebszahnrad zugeordnet.
Vorzugsweise verläuft der Leistungsfluss über mindestens ein Zahnrad auf einer der Eingangswellen, welche gerade ausgekuppelt ist und leer mitläuft. Auf diese Weise sind keine zusätzlichen Zahnräder für die Erzeugung weiterer Gänge erforderlich.
Um bei einer solchen Konstruktion zusätzliche Variationsmöglichkeiten zu schaffen, kann der Leistungsfluss über zwei unterschiedlich große Zahnräder der jeweiligen leer mitlaufenden Eingangswelle verlaufen, wobei die leerlaufende Eingangswelle die Funktion eines Vorgeleges übernimmt.
Ferner kann der von der angetriebenen Eingangswelle ausgehende Leistungsfluss über eine erste Zwischenwelle verlaufenden, die nach Art einer Vorgelegewelle geschaltet ist. Von dort kann der Leistungsfluss zu der nicht angetriebenen Eingangswelle und von dieser auf die zweite Zwischenwelle übertragen werden, wobei das auf der zweiten Zwischenwelle angeordnete Abtriebszahnrad fest mit dieser gekoppelt ist und den Leistungsfluss auf das Differentialzahnrad oder Antriebsrad einer Achsantriebswelle überträgt.
Wenn die Eingangswellen des Getriebes als Innenwelle und Außenwelle ausgebildet sind, kann bei einem bestimmten Schaltungsvorgang die angetriebene Eingangswelle die Innenwelle sein, wobei ein Zahnrad der Innenwelle mit einem über eine Kopplungsvorrichtung fest eingekuppelten Zahnrad der ersten Zwischenwelle kämmt. Ein anderes über eine Kopplungsvorrichtung fest eingekuppeltes Zahnrad dieser ersten Zwischenwelle kann dann mit einem Übertragungszahnrad auf der leerlaufenden Außenwelle kämmen. Das Übertragungszahnrad oder ein anderes festes Zahnrad der leer mitlaufenden Außenwelle kann dann mit einem fest eingekuppelten Zahnrad der zweiten Zwischenwelle kämmen, während das Abtriebszahnrad dieser zweiten Zwischenwelle über eine Kopplungsvorrichtung drehfest mit dieser verbunden ist. Das auf der ersten Zwischenwelle sitzende Abtriebszahnrad sollte dabei ausgekuppelt sein und lose mitlaufen.
Bei dieser Konstruktion kann der Leistungsfluss von der nicht angetriebenen Außenwelle auf die zweite Zwischenwelle über ein anderes festes Zahnrad erfolgen, das einen von dem Übertragungszahnrad unterschiedlichen Durchmesser aufweist. Dadurch sind ein weiterer Gang und/oder eine weitere Variation des Über- bzw. Untersetzungsverhältnisses möglich.
Alternativ ist es selbstverständlich auch möglich, dass die Verwindungsgänge von der angetriebenen Innenwelle zunächst auf die zweite Zwischenwelle und von dieser über die Zahnräder der leer mitlaufenden Außenwelle auf die erste Zwischenwelle geschaltet werden.
Wenn bei einem bestimmten Schaltungsvorgang die angetriebene Eingangswelle die Außenwelle ist, kann ein Zahnrad der Außenwelle mit einem über eine Kopplungsvorrichtung fest eingekuppelten Zahnrad der ersten Zwischenwelle kämmen. Ein anderes eingekuppeltes Zahnrad dieser ersten Zwischenwelle kann dann mit einem Übertragungszahnrad der leer mitlaufenden Innenwelle kämmen, wobei das Übertragungszahnrad oder ein anderes festes Zahnrad der leer mitlaufenden Innenwelle mit einem über eine Kopplungsvorrichtung fest mit der zweiten Zwischenwelle verbundenen Zahnrad kämmt. Das Abtriebszahnrad dieser zweiten Zwischenwelle wäre dann über seine Kopplungsvorrichtung drehfest mit dieser verbunden, während das auf der ersten Zwischenwelle sitzende Abtriebszahnrad ausgekuppelt ist und lose mitläuft. Auch bei dieser Konzeption ist es ohne weiteres möglich, dass die Verwindungsgänge von der angetriebenen Außenwelle zunächst auf die zweite Zwischenwelle und von dieser über die Zahnräder der leer mitlaufenden Innenwelle auf die erste Zwischenwelle geschaltet werden.
Mit Hilfe dieser beschriebenen Varianten ist es möglich, diverse zusätzliche Gänge zu schalten.
Um weitere Variationsmöglichkeiten zu schaffen, kann der Leistungsfluss von der nicht angetriebenen Innenwelle auf die zweite Zwischenwelle über ein Zahnrad erfolgen, das einen von dem Übertragungszahnrad unterschiedlichen Durchmesser aufweist, wobei die nicht angetriebene Innenwelle praktisch als Vorgelege geschaltet ist.
Um insgesamt eine maximale Gangzahl mit einer harmonischer Gangstufung zu erreichen und diese in Einklang mit den Verwindungsgängen zu bringen ist hier eine Basis Getriebestruktur mit sechs Radsätzen bzw. Gängen gewählt worden. Diese Radsätze sind Einzelradsätze die entsprechend von der Innenwelle und der Hohlwelle ausgehend auf den Zwischenwellen verteilt sind. Hierbei sind die Radsätze 1, 3 und 5 der Innenwelle und die Radsätze 2, 4 und 6 der Hohlwelle zugeordnet.
Der Leistungsfluss erfolgt hier von der Innenwelle bzw. der Hohlwelle über fest verbundene Zahnräder auf die Zwischenwellen über Losräder die mit einer Koppelvorrichtung auf der Zwischenwelle drehfest miteinander verbunden werden und somit auf die drehfest mit der Zwischenwelle verbundenen Abtriebszahnräder.
Hierbei ist es von Bedeutung die Radsätze 1 bis 6 entsprechend auf den Zwischenwellen zu positionieren um optimale Gangsprünge für die Verwindungsgänge zu erzielen. Hierbei ist der Radsatz 1 der Gang mit höchsten Motordrehzahl und der Radsatz 6 der Gang mit der niedrigsten Motordrehzahl, wobei hier die die Verwindungsgänge nicht mit berücksichtigt sind. Diese beiden Radsätze sind hier auf einer ersten Zwischenwelle angebracht.
Mindestens zwei von den dazwischen liegenden Radsätzen, die mindestens einen Gangsprung aufweisen, sind auf der zweiten Zwischenwelle angebracht, wobei der erste Radsatz mit der Innenwelle und der zweite Radsatz mit der Hohlwelle verbunden sind.
Diese oben beschriebene Getriebestruktur ermöglicht mit geringem Aufwand eine Gangzahl von mindesten acht sequentiell geschalteten Gängen. Dabei sind zwei Gänge mit hoher und niedriger Motordrehzahl nicht als Verwindungsgänge ausgelegt. Mindestens zwei zusätzliche Gänge sind als Verwindungsgänge ausgelegt, wodurch die die Gesamtspreizung des Getriebes erhöht wird bzw. mindestens ein zusätzlicher Gang mit höherer bzw. niedrigerer Motordrehzahl sequentiell ohne Zugkraftunterbrechung zuschaltbar sind und sinnvolle Gangsprünge aufweisen.
Zur Schaltung eines Rückwärtsgangs ist zweckmäßig eine gesonderte Triebwelle mit mindestens einem fest mit dieser verbundenen Zahnrad vorgesehen, welches sowohl mit einem Zahnrad der angetriebenen Eingangswelle als auch mit einem Zahnrad einer Zwischenwelle kämmt.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielhaft veranschaulicht und im Nachstehenden im Einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
1: eine schematische Ansicht eines Doppelkupplungsgetriebes mit sechs Radsätzen mit einer ersten Schaltungsmöglichkeit bei Betätigung der ersten Kupplung für einen Verwindungsgang mit niedriger Motordrehzahl,
2: das gleiche Doppelkupplungsgetriebe wie in 1 mit einer zweiten Schaltungsmöglichkeit bei Betätigung der ersten Kupplung für einen weiteren möglichen Verwindungsgang,
3: das gleiche Doppelkupplungsgetriebe wie in 1 mit einer ersten Schaltungsmöglichkeit bei Betätigung der zweiten Kupplung, für einen Verwindungsgang mit hoher Motordrehzahl,
4: das gleiche Doppelkupplungsgetriebe wie in 1 mit einer zweiten Schaltungsmöglichkeit bei Betätigung der zweiten Kupplung für einen weiteren möglichen Verwindungsgang
In den einzelnen Figuren sind bei der jeweiligen Schaltungsposition die Leistungspfade als fette Linien hervorgehoben, während die nicht aktiven Getriebepfade als dünne Linien dargestellt sind.
Bei dem in den 1 bis 4 dargestellten Getriebe handelt es sich um ein 6-Ganggetriebe, bei dem die sechs Gangpaarungen bzw. Radsätze sowie der Rückwärtsgang durch die Ziffern 1 bis 6 und R, jeweils im Kreis, veranschaulicht sind.
Die Radsätze 1, 3 und 5 sind bei der Betätigung der ersten Kupplung im Leistungsfluss, die Radsätze 2, 4 und 6 bei der zweiten Kupplung im Leistungsfluß.
Die Radsätze 1, 3, 6 und 2 sind der ersten Zwischenwelle zugeordnet und die Radsätze 4 und 5 der zweiten Zwischenwelle. In diesem Zusammenhang ist es für die nachfolgend beschriebenen Verwindungsgänge wichtig, nur einen Gangsprung zwischen den Radsätzen 4 und 5 vorzusehen um dann den gleichen Gangsprung in den Verwindungsgängen für die hohe und die niedrige Motordrehzahl vorzusehen.
Dafür ist es auch notwendig die Radsätze 1 und 6 auf der gegenüberliegenden Zwischenwelle vorzusehen.
Das in 1 dargestellte Doppelkupplungsgetriebe 1 besteht aus zwei an sich bekannten Reibkupplungen 2 und 3, die den von einem Antriebsmotor 4 gelieferten Leistungsfluss wahlweise auf zwei Eingangswellen übertragen. Die Eingangswellen sind als Innenwelle 5 und Außenwelle 6 ausgebildet, wobei sich die Innenwelle 5 koaxial durch die Außenwelle 5 erstreckt.
Im Inneren des in der Zeichnung nicht dargestellten Getriebegehäuses ragt die Innenwelle 5 ein Stück aus der Außenwelle 6 heraus, wobei auf dem aus der Außenwelle 6 herausragenden Ende der Innenwelle 5 drei drehfest mit der Innenwelle 5 verbundene Zahnräder 7, 8, 9 angeordnet sind. Auf der Außenwelle 6 sind drei weitere Zahnräder 10, 11, 12 ebenfalls drehfest angeordnet.
Ferner sind zwei Zwischenwellen 13 und 14 vorgesehen, auf denen ebenfalls Zahnräder angeordnet sind. Die auf den Zwischenwellen 13, 14 angeordneten Zahnräder sind drehbar auf den Zwischenwellen 13 und 14 gelagert und können je nach Einlegen des gewünschten Ganges über Kopplungsvorrichtungen drehfest mit den Zwischenwellen 13 und 14 verbunden werden.
Um den Leistungsfluss innerhalb des Getriebes zu verdeutlichen, ist der Leistungspfad in der Zeichnung, wie bereits erwähnt, in fett ausgezogenen Linien vom Motor 4 bis zum Getriebeausgang dargestellt, sodass sich der Leistungsfluss leicht nachvollziehen lässt.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt der Antrieb vom Motor 4 über die Reibkupplung 2 auf die Innenwelle 5, die mit den drehfest auf dieser angeordneten Zahnrädern 7, 8, 9 versehen ist.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel kämmt das Zahnrad 7 der Innenwelle 5 mit einem Zahnrad 15, welches als Losrad auf der ersten Zwischenwelle 13 angeordnet ist. Das Zahnrad 15 wird mittels einer Kopplungsvorrichtung 16 drehfest mit der ersten Zwischenwelle 13 verbunden, sodass die erste Zwischenwelle 13 dadurch angetrieben wird.
Auf der ersten Zwischenwelle 13 sitzt ein weiteres lose geführtes Zahnrad 17, welches mittels einer Kopplungsvorrichtung 18 drehfest mit der ersten Zwischenwelle 13 verbunden wird und dadurch ebenfalls angetrieben ist.
Das Zahnrad 17 kämmt mit dem drehfest auf der Außenwelle 6 angeordneten Zahnrad 12, welches nicht über seine Reibkupplung mit dem Motor 4 verbunden ist und somit leer mitläuft. Aufgrund des kämmenden Eingriffs zwischen den Zahnrädern 17 der ersten Zwischenwelle 13 und dem Zahnrad 12 der Außenwelle 6 wird auch die Außenwelle 6 angetrieben und damit auch die übrigen auf dieser Außenwelle 6 angeordneten Zahnräder. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel kämmt das Zahnrad 11 der Außenwelle 6 mit einem Zahnrad 19, welches lose auf der zweiten Zwischenwelle 14 gelagert und mittels einer Kopplungsvorrichtung 20 drehfest mit dieser verbindbar ist. Dadurch wird auch die zweite Zwischenwelle 14 angetrieben.
Auf der Zwischenwelle 14 ist ein Abtriebszahnrad 21 lose gelagert, welches über eine Kopplungsvorrichtung 22 drehfest mit der zweiten Zwischenwelle 14 verbindbar ist.
Wenn man den Leistungspfad in 1 anhand der fett ausgezogenen Linien verfolgt, so wird das eingekuppelte Abtriebszahnrad 21 angetrieben und überträgt sein Drehmoment auf ein Differentialzahnrad 23, welches über ein in der Zeichnung nicht näher dargestelltes Differentialgetriebe sein Drehmoment auf die Antriebsräder des jeweiligen Fahrzeugs überträgt.
In der Zeichnung sind die Getriebeachsen in auseinandergefalteter Darstellung gezeigt, sodass der kämmende Eingriff des auf der zweiten Zwischenwelle 14 sitzenden Abtriebszahnrades 21 über einen gestrichelten Pfeil 33 schematisch dargestellt ist.
Bei einer entsprechenden Abwandlung des Leistungspfades gemäß 1 könnte auch das auf der leer mitlaufenden Außenwelle 6 angeordnete Zahnrad 12 unmittelbar mit einem auf der zweiten Zwischenwelle 14 eingekuppelten Zahnrad kämmen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jedoch der Weg über ein zweites kämmendes Zahnrad 11 gewählt, sodass die beiden Zahnräder 11 und 12 der Außenwelle 6 nach Art eines Vorgeleges wirken, wobei der Durchmesser des Zahnrades 11 größer ist als der des Zahnrades 12.
Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel treibt wiederum der Motor 4 über die Reibkupplung 2 die Innenwelle 5 an, deren ganz links außen angeordnetes Zahnrad 9 mit einem Zahnrad 30 der zweiten Zwischenwelle 14 kämmt. Das Zahnrad 30 ist als Losrad ausgebildet und ist im vorliegenden Schaltungszustand über eine Kopplungsvorrichtung 31 drehfest mit der zweiten Zwischenwelle 14 verbunden.
Auf diese Weise wird auch das auf der zweiten Zwischenwelle 14 sitzende, über seine Kupplungsvorrichtung 20 drehfest mit der zweiten Zwischenwelle 14 verbundene Zahnrad 19 angetrieben, welches mit dem Zahnrad 11 der lose mitlaufenden Außenwelle 6 kämmt. Gleichzeitig kämmt auch das Zahnrad 12 der Außenwelle 6 mit dem Zahnrad 17 der ersten Zwischenwelle 13, welches über seine Kopplungsvorrichtung 18 drehfest mit der ersten Zwischenwelle 13 verbunden ist.
In der in 2 dargestellten Schaltstellung ist das auf der ersten Zwischenwelle 13 angeordnete Abtriebszahnrad 26 über seine Kopplungsvorrichtung 27 drehfest mit der ersten Zwischenwelle 13 verbunden und überträgt sein Drehmoment auf das Differentialzahnrad 23.
Das ebenfalls mit dem Differentialzahnrad 23 kämmende Abtriebszahnrad 21 der zweiten Zwischenwelle 14 ist in dieser Schaltstellung ausgekuppelt und läuft lediglich lose mit.
Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft der Leistungsfluss von dem Antriebsmotor 4 über die Reibkupplung 3 auf die Außenwelle 6.
In dem in 3 dargestellten Schaltungszustand kämmt das fest auf der Außenwelle 6 sitzende Zahnrad 12 mit dem auf der ersten Zwischenwelle 13 sitzenden Zahnrad 17, welches mittels seiner Kopplungsvorrichtung 18 drehfest mit der ersten Zwischenwelle 13 verbunden ist. Dadurch wird die erste Zwischenwelle 13 angetrieben.
Gleichzeitig ist das weitere Zahnrad 15 der Zwischenwelle 13 über seine Kopplungsvorrichtung 16 drehfest mit der Zwischenwelle 13 verbunden und kämmt mit dem Zahnrad 7 der lose mitlaufenden Innenwelle 5, sodass auch diese angetrieben wird.
Wenn man den Leistungspfad entlang den fett ausgezogenen Linien weiter verfolgt, so wird auch das ganz links außen auf der lose mitlaufenden Innenwelle 5 angeordnete Zahnrad 9 angetrieben, welches mit dem Zahnrad 25 der zweiten Zwischenwelle 14 kämmt. Das Zahnrad 25 ist in diesem Schaltungszustand mittels einer Kopplungsvorrichtung 24 drehfest mit der zweiten Zwischenwelle 14 verbunden und treibt damit die zweite Zwischenwelle 14 an.
Das auf der zweiten Zwischenwelle 14 angeordnete Abtriebszahnrad 21 wird in diesem Schaltungszustand mittels seiner Kopplungsvorrichtung 22 drehfest mit der zweiten Zwischenwelle 14 verbunden und überträgt somit sein Drehmoment auf das Differentialzahnrad 23. Das auf der ersten Zwischenwelle 13 sitzende Abtriebszahnrad 26 ist ausgekuppelt und läuft lediglich lose mit. Insofern ist der Leistungsfluss von dem Abtriebszahnrad 21 der zweiten Zwischenwelle auf das Differentialzahnrad 23 durch den gestrichelten Pfeil 33 veranschaulicht.
Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Leistungsfluss von dem Antriebsmotor 4 über die Reibkupplung 2 wiederum auf die Außenwelle 6 übertragen.
Das fest auf der Außenwelle 6 sitzende Zahnrad 11 kämmt mit dem auf der zweiten Zwischenwelle 14 sitzenden Zahnrad 19, welches mittels seiner Kopplungsvorrichtung 20 drehfest mit der zweiten Zwischenwelle 14 verbunden ist.
Dadurch wird die zweite Zwischenwelle 14 angetrieben. Gleichzeitig steht das über die Kopplungsvorrichtung 24 drehfest mit der Zwischenwelle 14 verbundene Zahnrad 34 mit dem fest auf der lose mitlaufenden Innenwelle 5 sitzenden Zahnrad 8 in kämmendem Eingriff, wodurch das Drehmoment auf die lose mitlaufende Innenwelle 5 übertragen wird.
Gleichzeitig steht das ebenfalls fest auf der Innenwelle 5 sitzende Zahnrad 7 mit dem Zahnrad 15 der ersten Zwischenwelle 13 in kämmendem Eingriff, wobei bei dieser Schaltposition das Zahnrad 15 über die Kopplungsvorrichtung 16 drehfest mit der ersten Zwischenwelle 13 verbunden ist. Auf diese Weise wird das Drehmoment auf die erste Zwischenwelle 13 übertragen.
In dieser Schaltstellung wird das Abtriebszahnrad 26 über seine Kopplungsvorrichtung 27 drehfest mit der ersten Zwischenwelle 13 verbunden, sodass dadurch das Drehmoment von dem Abtriebszahnrad 26 auf das Differentialzahnrad 23 übertragen wird.
Das auf der zweiten Zwischenwelle 14 sitzende Abtriebszahnrad 21, welches ebenfalls mit dem Differentialzahnrad 23 kämmt, läuft in ausgekuppeltem Zustand lose mit.
Bei diesem Schaltungsbeispiel dient also die zweite Zwischenwelle 14 als Vorgelegewelle und die lose mitlaufende Innenwelle 5 ebenfalls als Vorgelegewelle, sodass dadurch ein weiterer Verwindungsgang geschaltet werden kann.
Die Schaltung weiterer Verwindungsgänge ist ohne weiteres möglich, sodass, wie die vier Schaltungsbeispiele zeigen, sehr vielfältige Schaltungen möglich sind. Durch die dadurch erzielte größere Gangzahl können die Sprünge von Gang zu Gang reduziert und die Übertragung des Leistungsflusses optimiert werden. Dadurch wird nicht nur der Fahrkomfort verbessert, sondern die Emissionen können reduziert werden, da die Motordrehzahl gering und weitestgehend gleichmäßig gehalten werden kann.
Ferner besteht der Vorteil, dass zumindest einige der zusätzlich zur Verfügung stehenden Verwindungsgänge ohne Zugkraftunterbrechung schaltbar sind und die Gesamtspreizung des Getriebes vergrößert wird.
Der Rückwärtsgang kann bei dieser Getriebekonfiguration ebenfalls sehr unproblematisch erzeugt werden.
Wie in 1 dargestellt, wird der Leistungsfluss von dem Antriebsmotor 4 über die Reibkupplung 2 auf die Innenwelle 5 übertragen. Dadurch wird auch das ganz links außen auf der Innenwelle 5 sitzende Zahnrad 9 angetrieben. Zur Erzeugung des Rückwärtsgangs dient dabei eine gesonderte Triebwelle 28, auf der ein Zahnrad 29 sitzt, welches sowohl mit dem Zahnrad 9 der Innenwelle 5 als auch mit dem Zahnrad 32 der ersten Zwischenwelle 13 kämmt. Zur Schaltung des Rückwärtsgangs wird das Zahnrad 32 über die Kupplungsvorrichtung 16 drehfest mit der ersten Zwischenwelle verbunden, und von dort kann das Drehmoment dann unmittelbar über das eingekuppelte Abtriebszahnrad 26 der ersten Zwischenwelle 13 auf das Differentialzahnrad 23 oder aber über den Umweg über die zweite Zwischenwelle und deren eingekuppeltes Abtriebszahnrad 21 auf das Differentialzahnrad 23 übertragen werden. Der Leistungsfluss des Rückwärtsgangs ist allerdings in den vier Zeichnungen nicht im Einzelnen veranschaulicht.
Bezugszeichenliste

1: Doppelkupplungsgetriebe
2: Reibkupplung
3: Reibkupplung
4: Antriebsmotor
5: Innenwelle
6: Außenwelle
7: Zahnrad
8: Zahnrad
9: Zahnrad
10: Zahnrad
11: Zahnrad
12: Zahnrad
13: erste Zwischenwelle
14: zweite Zwischenwelle
15: Zahnrad
16: Kopplungsvorrichtung
17: Zahnrad
18: Kopplungsvorrichtung
19: Zahnrad
20: Kopplungsvorrichtung
21: Abtriebszahnrad
22: Kopplungsvorrichtung
23: Differentialzahnrad
24: Kopplungsvorrichtung
25: Zahnrad
26: Abtriebszahnrad
27: Kopplungsvorrichtung
28: Triebwelle
29: Zahnrad
30: Zahnrad
31: Kopplungsvorrichtung
32: Zahnrad
33: gestrichelter Pfeil
34: Zahnrad

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009002351 A1 [0004]
DE 102013019132 A1 [0004]
WO 2012/084250 A1 [0004]
DE 102013216387 A1 [0004]

Claims

Doppelkupplungsgetriebe für Kraftfahrzeuge mit einer ersten Eingangswelle und einer zweiten Eingangswelle, zwei Kupplungen (2, 3), über die die erste Eingangswelle und die zweite Eingangswelle wahlweise mit dem Antriebsmotor (4) kuppelbar sind, zwei parallel zu den Getriebeeingangswellen angeordneten Zwischenwellen (13, 14), Zahnradpaarungen von Festrädern und Losrädern, von denen ein erstes Zahnrad auf einer der Eingangswellen (5, 6) und ein zweites Zahnrad auf einer der Zwischenwellen (13; 14) angeordnet ist, Kopplungsvorrichtungen, mit denen die Losräder relativ zur jeweiligen Welle wahlweise mit dieser verbindbar sind, je einem auf den beiden Zwischenwellen (13, 14) angeordneten Abtriebszahnrad (21; 26), und dass mindestens ein Abtriebszahnrad (21; 26) als Losrad ausgeführt ist und mittels einer Kopplungsvorrichtung (22; 27) drehfest mit seiner Zwischenwelle (13; 14) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass sechs Radsätze vorhanden sind, mit denen sechs Gänge direkt schaltbar sind und das mindestens einen Verwindungsgang sequentiell zusätzlich zu den sechs Gängen schaltbar ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dass auf beiden Zwischenwellen (13, 14) je ein als Losrad ausgeführtes Abtriebszahnrad (21, 26) angeordnet ist, das jeweils mittels einer Kopplungsvorrichtung (22, 27) drehfest mit der jeweiligen Zwischenwelle (13; 14) verbindbar ist.
Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die sechs Radsätze Einzelradsätze sind.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vier Radsätze 1, 2, 3 und 6 auf einer ersten Zwischenwelle (14) und zwei Radsätze 4 und 5 und Rückwärtsgang R auf einer zweiten Zwischenwelle (13) vorgesehen sind.
Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Radsätze für die niedrigste und die höchste Übersetzung zusammen auf der ersten Zwischenwelle (14) vorgesehen sind.
Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Radsätze 4 und 5 auf der zweiten Zwischenwelle einen Gangsprung aufweisen, wobei der erste Radsatz 5 mit der Innenwelle (5) und der zweite Radsatz 4 mit der Hohlwelle (6) verbunden sind.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die angetriebene Eingangswelle die Innenwelle (5) ist, dass ein Zahnrad (7) der Innenwelle (5) mit einem über eine Kopplungsvorrichtung (16) fest eingekuppelten Zahnrad (15) der ersten Zwischenwelle (13) kämmt, dass ein anderes über eine Kopplungsvorrichtung (18) fest eingekuppeltes Zahnrad (17) dieser ersten Zwischenwelle (13) mit einem Übertragungszahnrad (12) auf der leerlaufenden Außenwelle (6) kämmt, dass das Übertragungszahnrad (12) oder ein anderes festes Zahnrad der leer mitlaufenden Außenwelle (6) mit einem fest eingekuppelten Zahnrad (19) der zweiten Zwischenwelle (14) kämmt und dass das Abtriebszahnrad (21) dieser zweiten Zwischenwelle (14) über eine Kopplungsvorrichtung (22) drehfest mit dieser verbunden ist, während das auf der ersten Zwischenwelle (13) sitzende Abtriebszahnrad (26) ausgekuppelt ist und lose mitläuft. (1)
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsfluss von der nicht angetriebenen Außenwelle (6) auf die zweite Zwischenwelle (14) über ein festes Zahnrad (11) der Außenwelle (6) erfolgt, das einen von dem Übertragungszahnrad (12) unterschiedlichen Durchmesser aufweist.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die angetriebene Eingangswelle die Außenwelle (6) ist, dass ein Zahnrad (12) der Außenwelle (6) mit einem über eine Kopplungsvorrichtung (18) fest eingekuppelten Zahnrad (17) der ersten Zwischenwelle (13) kämmt, dass ein anderes eingekuppeltes Zahnrad (15) dieser ersten Zwischenwelle (13) mit einem Übertragungszahnrad (7) der leer mitlaufenden Innenwelle (5) kämmt, dass das Übertragungszahnrad (7) oder ein festes Zahnrad der leer mitlaufenden Innenwelle (5) mit einem über eine Kopplungsvorrichtung (24) fest mit der zweiten Zwischenwelle (14) verbundenen Zahnrad (25) kämmt und dass das Abtriebszahnrad (21) dieser zweiten Zwischenwelle (14) über seine Kopplungsvorrichtung (22) drehfest mit dieser verbunden ist, während das auf der ersten Zwischenwelle (13) sitzende Abtriebszahnrad (26) ausgekuppelt ist und lose mitläuft.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsfluss von der nicht angetriebenen Innenwelle (5) auf die zweite Zwischenwelle (14) über ein Zahnrad (8) erfolgt, das einen von dem Übertragungszahnrad (7) unterschiedlichen Durchmesser aufweist.
Doppelkupplungsgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Schaltung eines Rückwärtsgangs eine gesonderte Triebwelle (28) mit mindestens einem fest mit dieser verbundenen Zahnrad (29) vorgesehen ist, welches sowohl mit einem Zahnrad der angetriebenen Eingangswelle als auch mit einem Zahnrad einer Zwischenwelle kämmt.