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Die Erfindung betrifft eine Kupplungs- und Kupplungsbetätigungsanordnung eines Getriebes. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Doppelkupplungsgetriebe.
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Doppelkupplungsgetriebe verfügen über zwei Teilgetriebe. Ein erstes Teilgetriebe verfügt über eine erste Eingangswelle und zweites Teilgetriebe verfügt über eine zweite Eingangswelle. Mit der ersten Eingangswelle eines Doppelkupplungsgetriebes wirkt eine erste Kupplung zusammen, die über ein erstes Einrücklager geschlossen werden kann. Mit der zweiten Eingangswelle wirkt eine zweite Kupplung zusammen, die über ein zweites Einrücklager geschlossen werden kann, wobei die beiden Kupplungen koaxial zueinander angeordnet sind.
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Aus der
WO 2009/109241 A1 ist eine Betätigungsanordnung für die beiden Kupplungen eines Doppelkupplungsgetriebes bekannt. diese Betätigungsanordnung verfügt über zwei Drehantriebe, zwei Zahnsegmente und zwei Kugelgewindetriebe. Ein erster Drehantrieb betätigt ein erstes Zahnsegment, wobei das erste Zahnsegment einen ersten Kugelgewindetrieb und der erste Kugelgewindetrieb ein erstes Einrücklager betätigt. Ein zweiter Drehantrieb betätigt ein zweites Zahnsegment, wobei das zweite Zahnsegment einen zweite Kugelgewindetrieb und der zweite Kugelgewindetrieb ein zweites Einrücklager betätigt. Nach der
WO 2009/109241 betätigt das jeweilige Einrücklager die jeweilige Kupplung indirekt unter Zwischenschaltung einer Membranfeder. Die Membranfeder stellt eine Kraft-Weg-Übersetzung zwischen dem jeweiligen Einrücklager und der jeweiligen Kupplung bereit.
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Aus der
DE 103 43 312 A1 ist eine weitere Betätigungseinrichtung für eine Doppelkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes bekannt, bei welcher Einrücklager über Membranfedern auf die Kupplungen zur Bereitstellung einer Kraft-Weg-Übersetzung indirekt einwirken.
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So offenbart
DE 10 2008 012 894 A1 eine Drehmomentübertragungseinrichtung zur Drehmomentübertragung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe. Die Drehmomentübertragungseinrichtung umfasst eine Betätigungseinrichtung zum Einleiten von Betätigungskräften, um wenigstens eine Reibungskupplungsanordnung der Reibungskupplungseinrichtung in einem Einrücksinn oder Ausrücksinn zu betätigen, wobei die Betätigungseinrichtung ein axial verstellbares Betätigungsglied und wenigstens ein dem Betätigungsglied zugeordnetes, axial feststehendes Stützglied umfasst.
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DE 100 35 516 A1 offenbart eine Ausrückeranordnung zum Einleiten einer Betätigungskraft in eine Reibungskupplung, die eine Kugelgewindetriebanordnung umfasst.
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DE 10 2016 215 148 A1 offenbart eine Betätigungseinrichtung für eine Reibungskupplung mit einen elektromechanischen Drehaktuator, welcher über eine zwischenliegende Übertragungseinrichtung mit einem Betätigungselement gekoppelt ist, wobei das Betätigungselement über den Drehaktuator axial zwischen einer Einrückstellung und einer Ausrückstellung in mindestens einer Richtung bewegbar ist.
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Es besteht Bedarf an einer Kupplungs- und Kupplungsbetätigungsanordnung und an einem Doppelkupplungsgetriebe mit einfacherem Aufbau und geringen axialen Abmessungen.
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Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine neuartige Kupplungs- und Kupplungsbetätigungsanordnung und ein neuartiges Doppelkupplungsgetriebe zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Kupplungs- und Kupplungsbetätigungsanordnung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Hiernach betätigt das erste Einrücklager die erste Kupplung direkt. Ferner betätigt das zweite Einrücklager die zweite Kupplung direkt.
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Nach der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das jeweilige Einrücklager die jeweilige Kupplung direkt betätigt, also ohne Kraft-Weg-Übersetzung zwischen dem jeweiligen Einrücklager und der jeweiligen Kupplung. Bei der erfindungsgemäßen Kupplungs- und Kupplungsbetätigungsanordnung erzeugt der jeweilige Kugelgewindetrieb die zur Betätigung der jeweiligen Kupplung benötigte axiale Anpresskraft für die Kupplungslamellen der jeweiligen Kupplung. Auf Membranfedern wird erfindungsgemäß verzichtet. Hierdurch vereinfacht sich nicht nur der Aufbau der Kupplungs- und Kupplungsbetätigungsanordnung, ferner kann die Kupplungs- und Kupplungsbetätigungsanordnung axial kompakter mit weniger Bauraum ausgeführt werden. Ferner können Einstellscheiben, die bei Kupplungs- und Kupplungsbetätigungsanordnungen benötigt werden, deren Kupplungen von den Einrücklagern indirekt unter Zwischenschaltung von Membranfedern betätigt werden, entfallen.
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Vorzugsweise betätigt das erste Zahnsegment bei Drehung in einer ersten Richtung aus einer Nullpunktlage desselben heraus den ersten Kugelgewindetrieb, wohingegen das erste Zahnsegment bei Drehung in einer zweiten Richtung aus der Nullpunktlage desselben eine Zentralbremse des ersten Teilgetriebes betätigt. Ferner betätigt das zweite Zahnsegment bei Drehung in einer ersten Richtung aus einer Nullpunktlage desselben heraus den zweiten Kugelgewindetrieb, wohingegen das zweite Zahnsegment bei Drehung in einer zweiten Richtung aus der Nullpunktlage desselben eine Zentralbremse des zweiten Teilgetriebes betätigt.
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Nach dieser Weiterbildung dienen die Drehantriebe und Zahnsegmente nicht nur der Betätigung der Einrücklager und damit Kupplungen, sondern auch der Betätigung der Zentralbremsen der Teilgetriebe, die der Synchronisierung von als Klauen ausgebildeten Schaltelementen des jeweiligen Teilgetriebes dienen. Damit kann auf ein separates Betätigungselement für die jeweilige Zentralbremse des jeweiligen Teilgetriebes verzichtet werden, wodurch der Aufbau vereinfacht und der benötigte Bauraum reduziert werden kann.
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Das Doppelkupplungsgetriebe mit einer Kupplungs- und Kupplungsbetätigungsanordnung ist in Patentanspruch 4 definiert.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung sind das erste Zahnsegment und das zweite Zahnsegment jeweils in einem Raum zwischen Vorgelegewellen oder Vorgelegewellenlagern des Doppelkupplungsgetriebes angeordnet, wobei eine Drehung des ersten Zahnsegments und des zweites Zahnsegments auf einen zwischen den Vorgelegewellen oder Vorgelegewellenlagern zur Verfügung stehenden Winkelbereich begrenzt ist. Mit dieser vorteilhaften Weiterbildung kann der axiale Bauraumbedarf weiter reduziert werden.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist zwischen dem ersten und dem zweiten Zahnsegment ein Lager zur gehäusefesten Abstützung der ersten und zweiten Kupplung an einem Getriebegehäuse des Doppelkupplungsgetriebes positioniert, wobei das erste und zweite Zahnsegment, der erste und zweite Kugelgewindetrieb, das erste und zweite Einrücklager und die erste und zweite Kupplung vorzugsweise als vormontierte Einheit ausgebildet und am Getriebe montiert sind. Diese Abstützung der beiden Kupplungen über ein zwischen den Kugelgewindetrieben positioniertes Lager ist zur Gewährleistung eines geringen axialen Bauraumbedarfs besonders bevorzugt.
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Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 einen schematisierten Ausschnitt aus einer ersten erfindungsgemäßen Kupplungs- und Kupplungsbetätigungsanordnung bzw. einem ersten erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebe;
- 2 einen schematisierten Ausschnitt aus einer zweiten erfindungsgemäßen Kupplungs- und Kupplungsbetätigungsanordnung bzw. einem zweiten erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebe;
- 3 ein Detail eines erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes in einem ersten Zustand,
- 4 das Detail der 3 in einem zweiten Zustand,
- 5 das Detail der 3, 4 in einem dritten Zustand.
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Die Erfindung betrifft eine Kupplungs- und Kupplungsbetätigungsanordnung sowie ein Doppelkupplungsgetriebe.
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1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Doppelkupplungsgetriebe im Bereich einer Kupplungs- und Kupplungsbetätigungsanordnung, nämlich im Bereich einer Doppelkupplung 1 des Doppelkupplungsgetriebes, wobei die Doppelkupplung 1 eine erste Kupplung 1a und eine zweite Kupplung 1b umfasst, die koaxial zueinander angeordnet sind. Vom Doppelkupplungsgetriebe sind weiterhin zwei Eingangswellen 2, 3 gezeigt, wobei die erste Kupplung 1a der Doppelkupplung 1 einer ersten Eingangswelle 2 eines ersten Teilgetriebes des Doppelkupplungsgetriebes und die zweite Kupplung 1b einer zweiten Eingangswelle 3 eines zweiten Teilgetriebes des Doppelkupplungsgetriebes zugeordnet ist. Dann, wenn die erste Kupplung 1a der Doppelkupplung 1 geschlossen ist, ist ein Antriebsaggregat 4 an die erste Eingangswelle 2 und damit an das erste Teilgetriebe des Doppelkupplungsgetriebes gekoppelt. Dann hingegen, wenn die Kupplung 1b der Doppelkupplung 1 geschlossen ist, ist das Antriebsaggregat 4 an die zweite Eingangswelle 3 und damit an das zweite Teilgetriebe des Doppelkupplungsgetriebes gekoppelt.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die zweite Getriebeeingangswelle 3 für das zweite Teilgetriebe als Hohlwelle ausgeführt, welche die als Vollwelle ausgebildete erste Getriebeeingangswelle 2 des ersten Teilgetriebes außen zumindest abschnittsweise umgibt.
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Zur Betätigung der ersten Kupplung 1a der Doppelkupplung 1 dienen ein erster Drehantrieb 5, ein erstes Zahnsegment 6, ein erster Kugelgewindetrieb 7 sowie ein erstes Einrücklager 8.
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Zur Betätigung der zweiten Kupplung 1b der Doppelkupplung 1 dienen ein zweiter Drehantrieb 9, ein zweites Zahnsegment 10, ein zweiter Kugelgewindetrieb 11 sowie ein zweites Einrücklager 12.
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Auf einer Antriebswelle 13 des ersten Drehantriebs 5 sitzt ein Antriebsritzel 14, welches in das erste Zahnsegment 6 eingreift und über welches das erste Zahnsegment 6 drehbar ist. Diese Drehbewegung des ersten Zahnsegments 6 wird vom ersten Kugelgewindetrieb 7 in eine Axialbewegung umgesetzt, um das erste Einrücklager 8 zu betätigen. Das erste Einrücklager 8 betätigt die erste Kupplung 1a direkt, also ohne Zwischenanordnung einer Kraft-Weg-Übersetzung, wodurch ein axialer Bauraumbedarf der Kupplungs- und Kupplungsbetätigungsanordnung und damit des Doppelkupplungsgetriebes reduziert werden kann.
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Auf einer Antriebswelle 15 des zweiten Drehantriebs 9 sitzt ein Antriebsritzel 16, welches mit dem zweiten Zahnsegment 10 zusammenwirkt. Durch Antreiben dieses zweiten Antriebsritzels 16 kann das zweite Zahnsegment 10 verdreht werden, wobei der zweite Kugelgewindetrieb 11 eine Drehbewegung des zweiten Zahnsegments 10 in eine Axialbewegung umsetzt, und so das zweite Einrücklager 12 betätigt. Ebenso wie das erste Einrücklager 8 die erste Kupplung 1a direkt betätigt, betätigt auch das zweite Einrücklager 12 die zweite Kupplung 1b direkt, also ohne Zwischenanordnung einer Kraft-Weg-Übersetzung. Wie bereits ausgeführt, kann hierdurch eine besonders kompakte axiale Bauform für die Kupplungs- und Kupplungsbetätigungsanordnung bzw. das Doppelkupplungsgetriebe bereitgestellt werden.
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Der erste Kugelgewindetrieb 7, welcher eine Drehbewegung des ersten Zahnsegments 6 in eine Axialbewegung umsetzt, betätigt das erste Einrücklager 8 direkt. Das erste Einrücklager 8 betätigt dann die erste Kupplung 1a direkt.
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Der zweite Kugelgewindetrieb 11, welcher eine Drehbewegung des zweiten Zahnsegments 10 in eine Axialbewegung umsetzt, betätigt das zweite Einrücklager 12 direkt. Das zweite Einrücklager 12 betätigt dann die zweite Kupplung 1b direkt.
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Im Ausführungsbeispiel der 1 sind die beiden Kupplungen 1a, 1b der Doppelkupplung 1 über ein Lager 17 gehäusefest, also an einem Getriebegehäuse 18, abgestützt, wobei das Lager 17 zwischen den beiden Kugelgewindetrieben 8, 11 positioniert ist. Ein einziges Lager 17 dient demnach der Abstützung beider Kupplungen 1a, 1b, wodurch der Bauraumbedarf weiter reduziert werden kann. Im Ausführungsbeispiel der 2 sind die beiden Kupplungen 1a, 1b der Doppelkupplung 1 über ein Lager 19 auf der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Getriebeeingangswelle 3 abgestützt. Die Ausführungsform der 1 mit der gehäusefesten Abstützung der beiden Kupplungen 1a, 1b der Doppelkupplung 1 über das zwischen den beiden Kugelgewindetrieben 7, 11 positionierte Lager 17 ist bevorzugt, da in diesem Fall die beiden Kupplungen 1a, 1b, die beiden Einrücklager 8, 12, die beiden Kugelgewindetriebe 7, 11 sowie die beiden Zahnsegmente 6, 10 als vormontierte Einheit bereitgestellt und als vormontierte Einheit am Doppelkupplungsgetriebe montiert werden können. Ferner kann eine derart vormontierte Einheit vorgetestet werden, wodurch sich die Montage des Doppelkupplungsgetriebes vereinfacht.
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Eine Weiterbildung der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 3 bis 5 beschrieben, wobei 3 bis 5 jeweils perspektivische Ansichten eines von dem Getriebegehäuse 18 bereitgestellten Kupplungsraum 19 zeigen, in welchem an sich die beiden Kupplungen 1a, 1b der Doppelkupplung 1 angeordnet sind, die jedoch in 3, 4 und 5 nicht gezeigt sind. Vielmehr zeigen 3, 4 und 5 die beiden Eingangswellen 2, 3 des Doppelkupplungsgetriebes, die beiden Zahnsegmente 6, 10, die beiden Antriebswellen 13, 15 der Drehantriebe 5, 9 sowie die jeweiligen Antriebsritzel 14, 16, welche die beiden Zahnsegmente 6, 10 betätigen.
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3 zeigt für das Zahnsegment 6 eine Relativposition, in welcher das Zahnsegment 6 eine sogenannte Nullpunktlage einnimmt. Diese Nullpunktlage ist in 3 durch eine Linie 20 markiert. In dieser Nullpunktlage der 3 liegt ein Vorsprung 21 des Zahnsegments 6 an einem Betätigungshebel 22 für eine Zentralbremse des ersten Teilgetriebes an, ohne jedoch den Betätigungshebel 22 und damit die Zentralbremse des ersten Teilgetriebes zu betätigen.
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Dann, wenn über das erste Zahnsegment 6 die erste Kupplung 1a im Sinne eines Einlegens betätigt werden soll, wird das erste Zahnsegment 6 aus der in 3 gezeigten Nullpunktlage heraus im Sinne der 4 in eine erste Drehrichtung 23a verlagert, wobei dann infolge dieser Drehung des ersten Zahnsegments 6 in die erste Drehrichtung 23a der erste Kugelgewindetrieb 7 diese Drehbewegung in eine Axialbewegung zur Betätigung des ersten Einrücklagers 8 umsetzt und dann das erste Einrücklager 8 die erste Kupplung 1a der Doppelkupplung 1 direkt betätigt.
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Wird hingegen das erste Zahnsegment 6 gemäß 5 in einer zur ersten Drehrichtung 23a entgegengesetzten zweiten Drehrichtung 23b über den ersten Drehantrieb 5 aus der Nullpunktlage der 3 heraus verlagert, so betätigt der Vorsprung 21 des ersten Zahnsegmentes 6 den Hebel 22 für die Zentralbremse des ersten Teilgetriebes, wobei diese Zentralbremse des ersten Teilgetriebes zur Synchronisierung von Schaltelementen des ersten Teilgetriebes des Doppelkupplungsgetriebes dient, nämlich zur Synchronisierung sämtlicher als formschlüssige Klauenschaltelemente ausgebildeten Schaltelementen des ersten Teilgetriebes.
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Die oben für das erste Zahnsegment 6 beschriebenen Details gelten auch für das zweite Zahnsegment 10. Auch das zweite Zahnsegment 10 kann demnach vom zweiten Drehantrieb 9 in unterschiedliche Richtungen verdreht werden, wobei das Zahnsegment 10 bei der Drehung in einer ersten Richtung aus der Nullpunktlage heraus den zweiten Kugelgewindetrieb 11 betätigt, wohingegen des zweite Zahnsegment 10 bei einer Drehung in einer entgegensetzten zweiten Richtung aus der Nullpunktlage heraus einen Betätigungshebel für eine Zentralbremse des zweiten Teilgetriebes betätigt.
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Bei der erfindungsgemäßen Kupplungs- und Kupplungsbetätigungsanordnung und damit dem erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebe dienen demnach die Zahnsegmente 6, 10 nicht nur dem Betätigen der Kupplungen 1a, 1b der Doppelkupplung 1, sondern vielmehr vorzugsweise auch der Betätigung von Zentralbremsen der beiden Teilgetriebe des Doppelkupplungsgetriebes. Hierdurch kann auf separate Betätigungseinrichtungen für die Zentralbremsen verzichtet werden, wodurch der Bauraumbedarf des Doppelkupplungsgetriebes weiter verringert werden kann.
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3, 4 und 5 zeigen weiterhin eine Gehäuseanbindung 24, die mit dem bereits unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Lager 17 zusammenwirkt, über welches die in 3, 4 und 5 nicht gezeigten Kupplungen 1a, 1b der Doppelkupplung 1 gehäusefest am Getriebegehäuse 18 abgestützt werden können. Diese Gehäuseanbindung 24 ist einerseits am Gehäuse 18 befestigt und greift andererseits an dem in 3, 4 und 5 nicht sichtbaren Lager 17 an.
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3, 4 und 5 zeigen weiterhin Vorgelegewellenlager 25, 26 von Vorgelegewellen des Doppelkupplungsgetriebes 1. Diese Vorgelegewellenlager 25, 26 spannen einen Winkelbereich auf, innerhalb dessen die beiden Zahnsegmente 6, 10 angeordnet und verlagert werden können. Die Drehung der beiden Zahnsegmente 6, 10 ist demnach auf den zwischen den Vorgelegewellenlagern 25, 26 zur Verfügung stehenden Winkelbereich begrenzt. Auch dies dient der Verringerung des axialen Bauraums des Doppelkupplungsgetriebes.
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Die Zahnsegmente 10, 6, die mit den Antriebsritzeln 14, 16 der Drehantriebe 5, 9 in Eingriff stehen, verfügen vorzugsweise über eine schraubenförmige Konturierung. Dadurch ist es möglich, dass über die gesamte Drehbewegung der Zahnsegmente 6, 10 dieselben im optimalen Eingriff mit den Antriebsritzeln 14, 16 verbleiben. Auch hierdurch kann ein axialer Bauraumbedarf reduziert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Doppelkupplung
- 1a
- erste Kupplung
- 1b
- zweite Kupplung
- 2
- erste Eingangswelle
- 3
- zweite Eingangswelle
- 4
- Antriebsaggregat
- 5
- erster Drehantrieb
- 6
- erstes Zahnsegment
- 7
- erster Kugelgewindetrieb
- 8
- erstes Einrücklager
- 9
- zweiter Drehantrieb
- 10
- zweites Zahnsegment
- 11
- zweiter Kugelgewindetrieb
- 12
- zweites Einrücklager
- 13
- Antriebswelle
- 14
- Antriebsritzel
- 15
- Antriebswelle
- 16
- Antriebsritzel
- 17
- Lager
- 18
- Getriebegehäuse
- 19
- Lager
- 20
- Nullpunktlage
- 21
- Vorsprung
- 22
- Betätigungshebel
- 23a
- erste Drehrichtung
- 23b
- zweite Drehrichtung
- 24
- Gehäusebefestigung
- 25
- Vorgelegewellenlager
- 26
- Vorgelegewellenlager
