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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Antriebssystem, umfassend eine mit einem Eingangsbereich an
ein Antriebsaggregat anzukoppelnde Doppelkupplungsanordnung mit
zwei Kupplungsbereichen sowie eine Getriebeanordnung mit zwei Getriebeeingangswellen,
wobei ein Ausgangsbereich von einem der Kupplungsbereiche mit einer
der Getriebeeingangswellen der Getriebeanordnung eine erste Drehmomentübertragungseinheit
bildet und ein Ausgangsbereich des anderen der Kupplungsbereiche
mit der anderen der Getriebeeingangswellen eine zweite Drehmomentübertragungseinheit
bildet.
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In 1 ist
ein derartiges Antriebssystem, welches die vorliegende Erfindung
betrifft, hinsichtlich seines prinzipiellen Grundaufbaus beschrieben. Das
Antriebssystem ist in der 1 allgemein
mit 10 bezeichnet und umfasst als elementare Systemgruppen eine
Doppelkupplung 12 sowie ein Getriebe 14. Die Doppelkupplung 12 weist
einen schematisch angedeuteten Eingangsbereich 16 auf,
der entweder direkt oder ggf. auch über eine nicht dargestellte
Torsionsschwingungsdämpferanordnung
an eine Antriebswelle 18 angekoppelt wird. Über diesen
Eingangsbereich 16 wird von einem nicht dargestellten Antriebsaggregat
dann ein Drehmoment in die Doppelkupplung 12 eingeleitet.
Die Doppelkupplung 12 weist zwei Kupplungsbereiche 20, 22 auf,
die wahlweise aktiviert bzw. in einen Einrückzustand gebracht werden können, um über einen
dieser Kupplungsbereiche 20, 22 dann ein Drehmoment
in das Getriebe 14 einzuleiten. Jeder dieser Kupplungsbereiche 20, 22 weist
prinzipiell dem Eingangsbereich 16 auch noch zuzuordnend
eine Widerlageranordnung 24, 26 sowie eine Anpressplatte 28, 30 auf,
wobei diese Systemkomponenten zusammen mit dem sonstigen Eingangsbereich 16 eine
Bau- bzw. Dreheinheit bilden. Die An pressplatten 28, 30 können durch
herkömmliche
Betätigersysteme
aktiviert werden, um sie gegen die Widerlageranordnungen 24, 26 vorzuspannen.
Ferner weist jeder der Kupplungsbereiche 20, 22 einen
jeweiligen Ausgangsbereich 32 auf, wobei diese Ausgangsbereiche 32, 34 beispielsweise durch
Kupplungsscheiben 36, 38 gebildet sein können.
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Das Getriebe 14 ist in der
dargestellten Ausgestaltungsform als sog. Lastschaltgetriebe ausgebildet
und umfasst zwei Getriebeeingangswellen 40, 42.
Die beiden Getriebeeingangswellen 40, 42 sind zueinander
bzw, zu einer Drehachse A koaxial angeordnet, wobei die innere Getriebeeingangswelle 42 mit
dem Ausgangsbereich 32 bzw. der Kupplungsscheibe 36 des
Kupplungsbereichs 20 drehfest gekoppelt bzw, koppelbar
ist und damit eine erste Drehmomentübertragungseinheit 44 bildet.
In entsprechender Weise ist die äußere Getriebeeingangswelle 40 mit
dem Ausgangsbereich 34 bzw. der Kupplungsscheibe 38 des
Kupplungsbereichs 22 drehfest gekoppelt oder koppelbar
und bildet zusammen damit eine zweite Drehmomentübertragungseinheit 46.
Je nachdem, welcher der Kupplungsbereiche 20, 22 in Einrückstellung
ist, wird über
eine der Drehmornentübertragungseinheiten 44, 46 des
Antriebssystems 10 ein Drehmoment in das Getriebe 14 eingeleitet. Das
Getriebe 14 kann von herkömmlichem Aufbau sein und in
Zuordnung zu den beiden Getriebeeingangswellen 40, 42 zwei
Gruppen 48, 50 von Drehmomentübertragungswegen umfassen, über welche von
den jeweiligen Getriebeeingangswellen 40, 42 ein
Drehmoment auf eine Getriebeausgangswelle 52 übertragen
werden kann. Jede dieser Gruppen 48, 50 umfasst
im dargestellten Beispiel mehrere Zahnradzüge 54 mit jeweils
einem an der Getriebeausgangswelle 52 festgelegten Zahnrad 58 und
einem drehmomentübertragungsmäßig an die
jeweils zugeordnete Getriebeeingangswelle 40 oder 42 ankoppelbaren
Zahnrad 60. Ferner kann beispielsweise die der Getriebeeingangswelle 42 zugeordnete
Gruppe 50 noch einen allgemein mit 56 bezeichneten Zahnradzug
aufweisen, der als Rückwärtsgang
wirksam werden kann. In Zuordnung zu den verschiedenen Zahnradzügen 54 sind
Ankoppelvorrichtungen 62 vorgesehen, beispiels weise Klauenkupplungsanordnungen
mit Synchronisiervorrichtungen, wobei der Aufbau so sein kann, dass
eine derartige Ankoppelvorrichtung zwei Zahnradzügen 54 zugeordnet
ist, um, je nachdem, in welchen Ankoppelzustand diese Ankoppelvorrichtung 62 dann
gebracht ist, eines der an die zugeordnete Getriebeeingangswelle 40 oder 42 anzukoppelnden
Zahnräder 60 zur
Drehmomentübertragung
an diese Welle anzukoppeln und somit eine entsprechende Gangstufe
zu aktivieren bzw. einzulegen. Auch dem Zahnradzug 56 des
Rückwärtsgangs
kann eine derartige Ankoppelvorrichtung 62 zugeordnet sein,
welche selbstverständlich
auch noch für
einen weiteren Drehmomentübertragungsweg
bzw. einen weiteren Zahnradzug 54 genutzt werden kann.
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Bei derartigen Antriebssystemen 10,
wie es in 1 in prinzipieller
Hinsicht dargestellt ist, wird im Betrieb allgemein derart gearbeitet,
dass in Zuordnung zu einem der Kupplungsbereiche 20, 22 bzw. einer
der entsprechenden Drehmomentübertragungseinheiten 44, 46 einer
der Zahnradzüge 54 durch
entsprechendes Betätigen
der Ankoppelvorrichtung 62 desselben aktiviert ist, so
dass beispielsweise über
den Kupplungsbereich 20 und die Drehmomentübertragungseinheit 44 und
somit einen der Drehmomentübertragungswege
bzw. Zahnradzüge 54 der
Gruppe 50 ein Antriebsdrehmoment auf die Antriebswelle 52 übertragen
wird. Der andere Kupplungsbereich 22 ist in diesem Zustand
ausgerückt
gehalten, so dass keine Drehmomentübertragungsverbindung zwischen
dem Eingangsbereich 16 und dem Ausgangsbereich 34 dieses
Kupplungsbereichs 22 besteht. In diesem Zustand kann einer
der Zahnradzüge 54 der
Gruppe 48 bereits aktiviert bzw. eingelegt sein, so dass
zwar grundsätzlich
die Drehmomentübertragungseinheit 46 auch
zur Drehung angetrieben wird, da die Getriebeausgangswelle 52 zur Drehung
angetrieben ist, jedoch keine Drehmomentankopplung in diesem Bereich
besteht. Bei Durchführung
eines Schaltvorgangs braucht dann lediglich der momentan aktivierte
bzw. eingerückt
gehaltene Kupplungsbereich 20 in Richtung Auskuppeln verstellt
zu werden, während
in Überlappung
dazu der in der nächsten
Betriebsphase zur Drehmomentübertragung
genutzte Kupplungsbereich 22 in Richtung Einkuppeln verstellt
wird, so dass ein Wechsel der Drehmomentübertragung von der Gruppe 50 von Drehmomentübertragungswegen
zur Gruppe 48 von Drehmomentübertragungswegen stattfindet.
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Da derartige Antriebssysteme 10 nicht
nur aber vor allem Anwendung in Nutzkraftfahrzeugen, also auch schweren
Lastkraftfahrzeugen, finden, treten vor allem im Anfahrzustand erhebliche
Belastungen im System 10 auf. Zum einen liegen aufgrund des
im Anfahrzustand sehr starken Drehzahluntersetzungsverhältnisses
sehr große
Drehmomente an verschiedenen Systembereichen an, zum anderen entsteht
aufgrund des im Anfahrzustand vor allem auftretenden starken Schlupfs
Reibwärme,
die den in diesem Zustand wirksamen Kupplungsbereich 20 oder 22 thermisch
sehr stark belastet.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein eingangs genanntes Antriebssystem mit verbesserter
Belastbarkeit auszugestalten.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird diese Aufgabe gelöst
durch ein Antriebssystem, umfassend eine mit einem Eingangsbereich
an ein Antriebsaggregat anzukoppelnde Doppelkupplungsanordnung mit
zwei Kupplungsbereichen sowie eine Getriebeanordnung mit zwei Getriebeeingangswellen, wobei
ein Ausgangsbereich von einem der Kupplungsbereiche mit einer der
Getriebeeingangswellen der Getriebeanordnung eine erste Drehmomentübertragungseinheit
bildet und ein Ausgangsbereich des anderen der Kupplungsbereiche
mit der anderen der Getriebeeingangswellen eine zweite Drehmomentübertragungseinheit
bildet, ferner umfassend eine Kopplungsanordnung zur wahlweisen
Herstellung einer Drehmomentübertragungsverbindung
zwischen der ersten Drehmomentübertragungseinheit
und der zweiten Drehmomentübertragungseinheit.
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Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines
Antriebssystems ist es also möglich,
dass in Phasen, welchen sehr hohe Belastungen auftreten, also beispielsweise
der Anfahrphase, durch die drehmomentübertragungsmäßige Kopplung
der beiden Kupplungsbereiche der Doppelkupplung, was letztendlich
bedeutet, dass über
diese beiden Kupplungsbereiche und auch die diesen zugeordneten
Getriebeeingangswellen gleichzeitig ein Drehmoment übertragen
wird, eine Verteilung der auftretenden Last erfolgt. Es wird also
nicht nur ein einziger Kupplungsbereich belastet, sondern es werden
gleichzeitig beide Kupplungsbereiche mit ihren jeweils reibend wirksam werdenden
Organen und den jeweils zugeordneten Getriebeeingangswellen belastet,
so dass sowohl die Gefahr einer thermischen Überlastung in einzelnen der
Kupplungsbereichen als auch einer übermäßigen mechanischen Belastung
gemindert werden kann.
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Bei einer baulich sehr einfach zu
realisierenden, gleichwohl jedoch auch bei großen Drehmomenten sicher wirkenden
Anordnung kann vorgesehen sein, dass die Kopplungsanordnung eine
Klauenkupplung, vorzugsweise mit Synchronisierung, umfasst. Zur
Betätigung
bzw. Aktivierung oder Deaktivierung der Kopplungsanordnung kann
vorgesehen sein, dass die beiden Getriebeeingangswellen koaxial
ineinander angeordnet sind und dass die Kopplungsanordnung durch
ein außerhalb
der Getriebeeingangswellen angeordnetes Betätigungsorgan oder durch ein
in der inneren der Getriebeeingangswellen angeordnetes Betätigungsorgan
betätigbar ist.
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Um bei einem erfindungsgemäßen Antriebssystem
in erfindungsgemäßer Art
und Weise die beiden Kupplungsbereiche gleichzeitig in sehr effizienter Art
und Weise zur Drehmomentübertragung
nutzen zu können,
wird vorgeschlagen, dass in Zuordnung zu jeder der Getriebeeingangswellen
eine Gruppe von Drehmomentübertragungswegen
zu einer Getriebeausgangswelle vorgesehen ist, dass die beiden Gruppen
von Drehmomentübertragungswegen
jeweils einen Drehmomentübertragungsweg
mit gleichem Drehzahlumsetzungsverhältnis umfassen und dass die
Kopplungsanordnung die beiden Drehmomentübertragungswege mit gleichem
Drehzahlumsetzungsverhältnis
der beiden Gruppen von Drehmomentübertragungswegen umfasst. Hier
erfolgt die drehmomentübertragungsmäße Kopplung
der beiden Drehmomentübertragungseinheiten
dadurch, dass jede dieser Drehmomentübertragungseinheiten durch
einen ihr jeweils zugeordneten Drehmomentübertragungsweg an die Getriebeausgangswelle
angekoppelt wird, so dass der Kraft- bzw. Drehmomentenzusammenfluss
der beiden Drehmomentübertragungseinheiten
in der Getriebeausgangswelle erfolgt. Somit werden die beiden Drehmomentübertragungseinheiten
mit ihren jeweils zugeordneten Drehmomentübertragungswegen mit gleichem
Drehzahlumsetzungsverhältnis
vollständig
zur Drehmomentübertragung
genutzt, so dass die auftretende Last bis zur Einleitung in die
Getriebeausgangswelle vollständig
auf die beiden Kupplungsbereiche bzw. die diesen zugeordneten Drehmomentübertragungseinheiten
verteilt werden kann.
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Insbesondere dann, wenn aufgrund
der baulichen Gegebenheiten nicht ausreichend Volumen zur Verfügung steht,
um in der Getriebeanordnung zwei Drehmomentübertragungswege mit gleichem Drehzahlumsetzverhältnis bereitstellen
zu können, kann
zur drehmomentenmäßigen Kopplung
der beiden Drehmomentübertragungseinheiten
vorgesehen sein, dass durch die Kopplungsanordnung eine Drehmomentübertragungsverbindung
zwischen den Getriebeeingangswellen herstellbar ist. Dies kann in
einer baulich sehr einfach zu realisierenden Ausgestaltungsvariante
dadurch erfolgen, dass die innere der Getriebeeingangswellen in
einem aus der äußeren der
Getriebeeingangswellen austretenden Bereich ein Drehmomentübertragungsorgan,
vorzugsweise Zahnrad, trägt,
dass durch eine Ankoppelvorrichtung in einem ersten Ankoppelzustand
das Drehmomentübertragungsorgan
drehmomentübertragungsmäßig an die
innere Getriebeeingangswelle ankoppelbar ist und dass in einem zweiten
Ankoppelzustand durch die Ankoppelvorrichtung eine Drehmomentübertragungsverbindung
zwischen der inneren Getriebeeingangswelle und der äußeren Getriebeeingangswelle hergestellt
ist.
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Bei einer alternativen Ausgestaltungsform kann
die Drehmomentübertragungsverbindung
zwischen den beiden Drehmomentübertragungseinheiten
dadurch realisiert sein, dass durch die Kopplungsanordnung eine
Drehmomentübertragungsverbindung
zwischen den Ausgangsbereichender beiden Kupplungsbereiche herstellbar
ist.
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Weiter ist es möglich, dass durch die Kopplungsanordnung
eine Drehmomentübertragungsverbindung
zwischen dem einer der Drehmomentübertragungseinheiten zugeordneten
Ausgangsbereich eines Kupplungsbereichs und der der anderen der Drehmomentübertragungseinheiten
zugeordneten Getriebeeingangswelle herstellbar ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft
die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Durchführung von
Schaltvorgängen
in einem erfindungsgemäßen Antriebssystem,
wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
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- a) Bringen beider Kupplungsbereiche der Doppelkupplung
in einen Drehmomentübertragungszustand
bei aktivierter Kopplungsanordnung und in der Getriebeanordnung
aktivierter einer momentanen ersten Betriebsphase zugeordneten Gangstufe,
- b) Verstellen desjenigen Kupplungsbereichs in Richtung Auskuppeln,
dessen Drehmomentübertragungseinheit
eine in einer nachfolgenden zweiten Betriebsphase zu nutzende Gangstufe
zugeordnet ist,
- c) Deaktivieren der Kopplungsanordnung,
- d) Aktivieren der in der zweiten Betriebsphase zu nutzenden
Gangstufe;
- e) Verstellen desjenigen Kupplungsbereichs, dessen Drehmomentübertragungseinheit
die in der ersten Betriebsphase zu nutzende Gangstufe zugeordnet
ist, in Richtung Auskuppeln und Verstellen desjenigen Kupplungsbereichs,
dessen Drehmomentübertragungseinheit
die in der zweiten Betriebsphase zu nutzende Gangstufe zugeordnet
ist, in Richtung Einkuppeln.
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Auch bei dem gleichzeitigen Ausnutzen
beider Kupplungsbereiche bzw. beider Drehmomentübertragungseinheiten wird es
mit dieser Vorgehensweise also möglich,
die Schaltvorgänge
so vorzunehmen, dass lediglich durch Umschalten der Kupplungsbereiche
am Ende einer Schaltprozedur eine Phase, in welcher eine Zugkraftunterbrechung
bzw. Zugkraftminderung auftritt, weitgehend ausgeschaltet ist.
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Ist das Antriebssystem im Bereich
der Getriebeanordnung so ausgebildet, dass bei beiden Getriebeeingangswellen
jeweils ein Drehmomentübertragungsweg
mit gleichem Drehzahlumsetzverhältnis vorliegt,
so kann vorgesehen sein, dass der Schritt c) das Deaktivieren desjenigen
Drehmomentübertragungswegs
der Drehmomentübertragungswege
mit gleichem Drehzahlumsetzungsverhältnis umfasst, der dem im Schritt
d) in Richtung Ausrücken
verstellten Kupplungsbereich zugeordnet ist.
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Wie vorangehend bereits geschildert,
kommt die vorliegende Erfindung vor allem dann zum Tragen, wenn
in bestimmten Betriebsphasen hohe Belastungen bzw. Drehmomente auftreten.
Es wird daher vorgeschlagen, dass die erste Betriebsphase eine Anfahrphase
ist und die der ersten Betriebsphase zugeordnete Gangstufe eine
Anfahrgangstufe, vorzugsweise der erste oder der zweite Gang, ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft
die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems,
umfassend eine mit einem Eingangsbereich an ein Antriebsaggregat
anzukoppelnde Doppelkupplungsanordnung mit zwei Kupplungsbereichen
sowie eine Getriebeanordnung mit zwei Getriebeeingangswellen, wobei
ein Ausgangsbereich von einem der Kupplungsbereiche mit einer der
Getriebeeingangswellen der Getriebeanordnung eine erste Drehmomentübertragungseinheit
bildet und ein Ausgangs bereich des anderen der Kupplungsbereiche
mit der anderen der Getriebeeingangswellen eine zweite Drehmomentübertragungseinheit
bildet, bei welchem Verfahren beide Kupplungsbereiche der Doppelkupplungsanordnung
zur Drehmomentübertragung
zur Getriebeanordnung in einer Einrückstellung gehalten werden
und das auf die Getriebeanordnung zu übertragende Drehmoment über beide
Drehmomentübertragungseinheiten übertragen
wird.
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Nachfolgend wird die vorliegende
Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter
Ausgestaltungsformen detailliert beschrieben. Es zeigt:
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1 den
prinzipiellen Aufbau eines Antriebssystems mit Doppelkupplung und
Lastschaltgetriebe;
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2 eine
Prinzipdarstellung einer Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Antriebssystems;
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3 eine
der 2 entsprechende
Ansicht einer alternativen Ausgestaltungsform;
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4 eine
der 2 entsprechende
Ansicht einer alternativen Ausgestaltungsform;
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5 eine
der 2 entsprechende
Ansicht einer alternativen Ausgestaltungsform;
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6 eine
der 2 entsprechende
Ansicht einer alternativen Ausgestaltungsform;
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7 eine
der 2 entsprechende
Ansicht einer alternativen Ausgestaltungsform.
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Bei dem in 1 dargestellten Antriebssystem 10 kann
gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass bei den beiden Gruppen 48, 50 von
Drehmomentübertragungswegen
bzw. Zahnradzügen 54 jeweils
ein Drehmomentübertragungsweg
vorgesehen ist, der in der anderen Gruppe ein Gegenstück findet,
also einen Drehmomentübertragungsweg,
der das gleiche Drehzahlumsetzverhältnis aufweist. Unabhängig davon,
welcher dieser beiden Drehmomentübertragungswege
der verschiedenen Gruppen 48, 50 dann aktiviert,
also eingelegt ist, wird bei mit gleicher Drehzahl drehenden Getriebeeingangswellen 40, 42 sich
auch die Getriebeausgangswelle mit einer durch das vorgegebene Drehzahlumsetzverhältnis dieser
beiden Drehmomentübertragungswege
vorgegebenen Drehzahl drehen.
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Es sei beispielsweise angenommen,
dass jede der Gruppen 48, 50 einen den ersten
Gang repräsentierenden
Drehmomentübertragungsweg
bzw. Zahnradzug 54 aufweist. Beim Anfahren mit einem derartigen
Antriebssystem 10 kann dann so vorgegangen werden, dass
zunächst
die beiden Ankoppelvorrichtungen 62 dieser beiden den verschiedenen Getriebeeingangswellen 40, 42 bzw.
den verschiedenen Drehmomentübertragungseinheiten 44, 46 zugeordneten
ersten Gänge
eingelegt, also aktiviert werden. Zum Anfahren werden dann beide
Kupplungsbereiche 20, 22, die zunächst noch
ausgekuppelt gehalten waren, in Richtung Einkuppeln verstellt. Das Drehmoment
wird dann von der Antriebswelle 18 und über den Eingangsbereich 16 über die
beiden Kupplungsbereiche 20, 22 bzw. die diesen
jeweils zugeordneten Drehmomentübertragungseinheiten 44, 46 in
das Getriebe 14 eingeleitet und dort über die beiden aktivierten
Drehmomentübertragungswege
parallel auf die Getriebeausgangswelle 52 übertragen. Dies
hat zur Folge, dass das gesamte in die Doppelkupplung 12 eingeleitete
Drehmoment auf die beiden Kupplungsbereiche 20, 22,
die beiden Drehmomentübertragungseinheiten 44, 46,
die beiden in diesem Zustand aktivierten Drehmomentübertragungswege bzw.
Zahnradzüge 54 im
Getriebe 14 aufgeteilt werden und erst im Bereich der Ankopplung
an die Antriebs welle 52, also im Bereich der Verbindung
der Zahnräder 58 dieser
beiden Zahnradzüge 54,
und über
die Getriebeausgangswelle 52 wieder vereinigt werden. Dies
bedeutet, dass die beiden Drehmomentübertragungseinheiten 44, 46 über die
Getriebeausgangswelle 52 bzw. die beiden in diesem Zustand
aktivierten Zahnradzüge 54 und
die diesen jeweils zugeordneten Ankoppelvorrichtungen 62 drehmomentübertragungsmäßig gekoppelt,
d.h. parallel geschaltet sind. Sowohl die thermische Belastung bei einem
derartigen Anfahrvorgang als auch die mechanische Belastung verteilt
sich auf beide Kupplungsbereiche 20, 22 und die
beiden geschilderten Drehmomentflusswege, so dass bei grundsätzlich gleicher
mechanischer Stabilität
der verschiedenen Systemkomponenten hier eine deutlich größere Belastung
des Gesamtsystems auftreten kann.
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Ist ein Fahrzeug dann mit einem derartigen System
in Gang gesetzt und soll dann in den zweiten Gang geschaltet werden,
so wird zunächst
einer der Kupplungsbereiche 20, 22 in Richtung
Auskuppeln verstellt. Dies ist derjenige Kupplungsbereich, dem in der
entsprechenden Gruppe 48 bzw. 50 dann der Zahnradzug 54 für den zweiten
Gang zugeordnet ist. Es sei angenommen, dass dies im Falle des in 1 gezeigten Systems 10 der
zweite Kupplungsbereich 22 ist. Dieser zweite Kupplungsbereich 22 wird
also dann in Richtung Auskuppeln verstellt, so dass für eine dann
folgende Phase das Drehmoment nur noch über den ersten Kupplungsbereich 20 und
die Drehmomentübertragungseinheit 44 erfolgen
wird. Da dies im Allgemeinen ein Zustand ist, in welchem ein Schlupf
nicht mehr auftreten wird und die zu übertragenden Drehmomente bereits
wieder deutlich abgesunken sind, wird eine Überlastung in dieser Phase nicht
auftreten. Ist der Kupplungsbereich 22 in Richtung Auskuppeln
verstellt, wird derjenige Zahnradzug 54, welcher zuvor
aus der Gruppe 48 als erster Gang noch aktiviert war, durch
entsprechende Betätigung der
zugeordneten Ankoppelvorrichtung 62 deaktiviert bzw. ausgelegt,
und es wird in Zuordnung zur Getriebeeingangswelle 40 bzw.
zum Kupplungsbereich 22 dann derjenige Zahnradzug 54 aktiviert,
welcher als zweiter Gang wirksam sein soll.
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Nachfolgend wird dann durch im Wesentlichen
synchrones Verstellen des Kupplungsbereichs 20 in Richtung
Auskuppelstellung und des Kupplungsbereichs 22 in Richtung
Einkuppelstellung ein Schaltvorgang vom ersten Gang in den zweiten
Gang vorgenommen, wie dies bei herkömmlichen Lastschaltgetrieben
auch möglich
ist. In der Phase, in der also bei ausgerückt gehaltenem Kupplungsbereich 22 einer
der einen ersten Gang bereitstellenden Zahnradzüge 54 deaktiviert
wird, wird also auch die Drehmomentübertragungsverbindung zwischen
den beiden Drehmomentübertragungseinheiten 44, 46 aufgehoben,
und nachfolgend wird dann immer eine der Drehmomentübertragungseinheiten 44, 46 aktiv sein.
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Es ist selbstverständlich,
dass die vorangehend beschriebene Prozedur, je nach Ausgestaltung des
Getriebes 14, nicht nur für den ersten Gang bzw. für den Wechsel
vom ersten Gang in den zweiten Gang erfolgen, kann, sondern dass
im Getriebe 14 derartige Vorkehrungen für all diejenigen Bereiche bereitgehalten
werden können,
in welchen entsprechend hohe Belastungen auftreten.
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In 2 ist
eine alternative Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystems 10 vereinfacht
gezeigt. Es sind in 2 nur
diejenigen Systemkomponenten dargestellt, die für die Erklärung der dort erkennbaren Variante
von Bedeutung sind.
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Bei dem in 2 dargestellten System ist, im Wesentlichen
unabhängig
von der Ausgestaltung des Getriebes 14, eine zusätzliche
Kopplungsanordnung 64 vorgesehen, durch welche die Drehmomentübertragungsverbindung
bzw. Kopplung der beiden Drehmomentübertragungseinheiten 44, 46 erlangt werden
kann. Diese Kopplungsanordnung 64 ersetzt also die beiden
mit Bezug auf die 1 vorangehend beschriebenen
und im Getriebe 14 ohnehin vorhandenen Ankoppelvorrichtungen,
durch die Drehmomentübertragungswege
mit gleichem Drehzahlumsetzverhältnis
gleich zeitig in Zuordnung zu den verschiedenen Getriebeeingangswellen 40, 42 aktiviert werden
können.
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Auch die Kopplungsanordnung 64 kann
eine sog. Klauenkupplung umfassen, wie sie in dem Getriebe 14 als
Ankoppelvorrichtung 62 eingesetzt wird. Ein in Richtung
eines Pfeils P verlagerbares Kupplungsorgan 66 kann durch
Verschiebung in bzw. außer
Eingriff mit einem Kupplungsorgan 68 gebracht werden. Wenn
das Kupplungsorgan 68 im dargestellten Beispiel mit dem
Ausgangsbereich 34 bzw. der Kupplungsscheibe 38 des
Kupplungsbereichs 22 und somit der Drehmomentübertragungseinheit 46 drehfest
verbunden ist, ist das Kupplungsorgan 66 mit der Getriebeeingangswelle 42 der
Drehmomentübertragungseinheit 44 drehfest
verbunden. Es wird also hier eine drehmomentenmäßige Kopplung zwischen den
beiden Drehmomentübertragungseinheiten 44, 46 durch
Ankopplung des Ausgangsbereichs 38 des Kupplungsbereichs 22 an
die Getriebeeingangswelle 42, die dem anderen Kupplungsbereich 20 zugeordnet
ist, erlangt. Hier könnte
die Anordnung selbstverständlich
auch umgekehrt sein und die Getriebeeingangswelle 44 an
den Ausgangsbereich 32 des Kupplungsbereichs 20 angekoppelt
werden.
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Die Kopplungsanordnung 64 kann, ähnlich wie
dies bei Ankoppelvorrichtungen 62 in Getrieben der Fall
ist, synchronisiert sein. In dem Fall, in welchem die Kopplungsanordnung 64 nur
dazu genutzt wird, um bei noch stillstehendem Fahrzeug die beiden
Drehmomentübertragungseinheiten 44, 46 miteinander
zu koppeln und dann, wenn beispielsweise in den zweiten Gang geschaltet
werden soll, die Kopplung aufzuheben, ist eine Synchronisation nicht erforderlich,
da das Herstellen der Drehmomentübertragungskopplung
in einem Zustand stattfinden wird, in dem beide Getriebeeingangswellen 40, 42 sich nicht
drehen. Um dabei jedoch einen bestimmten Versatz in Drehrichtung
kompensieren zu können, können die
Klauen der Kupplungsorgane 66, 68 angeschrägt sein.
Die Betätigung
der in 2 gezeigten Kopplungsanordnung 64 kann,
wie dies bei den Ankoppelvor richtungen 62 des Getriebes 14 auch der
Fall sein kann, durch außerhalb
der Getriebeeingangswellen 40, 42 positionierende
Betätigungsgabeln
und zugeordnete Betätigungsstangen
oder Betätigungssysteme
erfolgen, kann jedoch auch durch ein im Inneren der Getriebeeingangswelle 42 verlaufendes
und zu dieser koaxial liegendes Gestänge erfolgen, das von einem
Endbereich der Getriebeeingangswelle 42 her betätigt werden
kann.
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In 3 ist
eine Variante gezeigt, bei welcher durch die Kopplungsanordnung 64 die
beiden Ausgangsbereiche 32, 34, also im Wesentlichen
die Kupplungsscheiben 36, 38 der Kupplungsbereiche 20, 22,
miteinander verbunden werden.
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Bei der in 4 gezeigten Variante wird, wie vorangehend
mit Bezug auf die 2 bereits
als Alternative angedeutet, durch die Ankoppelvorrichtung 64 die
Getriebeeingangswelle 40 wahlweise an den Ausgangsbereich 32 bzw.
die Kupplungsscheibe 36 des Kupplungsbereichs 20 angekoppelt.
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In 5 ist
eine Variante gezeigt, bei welcher durch die Kopplungsanordnung 64 eine
direkte Kopplungsverbindung bzw. Drehmomentübertragungsverbindung zwischen
den beiden koaxial zueinander liegenden Getriebeeingangswellen 40, 42 hergestellt
wird, wobei auch hier wieder auf die beiden vorangehend angesprochenen
Möglichkeiten der
Betätigung
von außen
her bzw. der Betätigung durch
die innen liegende Getriebeeingangswelle 42 hindurch verwiesen
sei.
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In 6 ist
eine Variante der Kopplung der beiden Getriebeeingangswellen 40, 42 gezeigt,
bei welcher die Kopplungsanordnung 64 im Wesentlichen zwischen
den beiden Ausgangsbereichen 32, 34 der Kupplungsbereiche 20, 22 liegt
und einen Endbereich der außen
liegenden Getriebeeingangswelle 40 an einen zwischen den
beiden Kupplungsscheiben 36, 38 liegenden Bereich
der innen liegenden Getriebeeingangswelle 42 ankoppeln
kann.
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Bei all den vorangehend mit Bezug
auf die 2 – 6 beschriebenen Varianten
wird beispielsweise bei Durchführung
von Anfahrvorgängen
so vorgegangen, dass ein in einer der Gruppen 48 bzw. 50 vorgesehener
Anfahrgang, also beispielsweise der erste Gang, aktiviert wird.
Dies kann beispielsweise ein Gang sein, der in der Gruppe 50 liegt
und somit in Zuordnung zu der ersten Drehmomentübertragungseinheit 44 vorgesehen
ist. Alle anderen Drehmomentübertragungswege
der Gruppen 48, 50 sind deaktiviert. Zum Anfahren
werden beide Kupplungsbereiche 20, 22 in Richtung
Einkuppeln verstellt, so dass der Drehmomentenfluss vom Eingangsbereich 16 auf
die beiden Ausgangsbereiche 32, 34 verläuft. Über die
Kopplungsanordnung 64 und die durch diese zu koppelnden
Komponenten, also beispielsweise Kupplungsscheiben 32 und 34 bzw.
Getriebeeingangswellen 40, 42, werden dann die
beiden zuvor auf die beiden Kupplungsbereiche 20, 22 verteilten Drehmomentenanteile
wieder vereinigt und im vorangehend angegebenen Beispiel dann über die
Getriebeeingangswelle 42 und den zugeordneten aktivierten
Drehmomentübertragungsweg
auf die Getriebeausgangswelle 52 übertragen. Soll ein Schaltvorgang
beispielsweise zum zweiten Gang stattfinden, der dann der Gruppe 48 zugeordnet
wäre, wird
zunächst
der Kupplungsbereich 22 in Richtung Auskuppeln verstellt
und die Kopplungsanordnung 64 wird geöffnet bzw. deaktiviert, so
dass eine drehmomentübertragungsmäßige Kopplung
zwischen den beiden Drehmomentübertragungseinheiten 44, 46 nicht
weiter vorliegt. Daraufhin wird der der zweiten Gangstufe zugeordnete
Drehmomentübertragungsvveg
bzw. Zahnradzug 54 der Gruppe 48 eingelegt, und
es kann dann ein Schaltvorgang dadurch durchgeführt werden, dass der Kupplungsbereich 22 in
Richtung Auskuppeln verstellt wird und synchron oder ggf. zeitlich versetzt
dazu der Kupplungsbereich 22 in Richtung Einkuppeln verstellt
wird. Auch hier ist es selbstverständlich, dass diese Prozedur
nicht nur auf das Schalten vom ersten in den zweiten Gang beschränkt ist,
sondern, aufgrund der Tatsache, dass die Kopplungsanordnung 64 unabhängig von
der konkreten Ausgestaltung der Drehmomentübertragungswege im Getriebe 14 beliebig
aktiviert bzw. deaktiviert werden kann, immer dann eingesetzt werden kann,
wenn entsprechende Lasten auftreten und über die beiden Kupplungsbereiche 20, 22 verteilt
werden sollen.
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Eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Antriebssystems 10 ist
in 7 gezeigt. Man sieht
in 7 einen der Gruppe 50 zugeordneten Zahnradzug 54,
der durch eine Ankoppelvorrichtung 62 dadurch aktiviert
werden kann, dass diese in einen ersten Ankoppelzustand gebracht
wird, in dem eine drehfeste Verbindung zwischen dem Zahnrad 60 des
Zahnradzugs 54 und der Getriebeeingangswelle 42 hergestellt
ist. Die Ankoppelvorrichtung 62 kann wieder, wie dies bereits
vorangehend mit Bezug auf die 14 beschrieben
worden ist, als doppelt wirkende Ankoppelvorrichtung 62 ausgestaltet
sein, also eine Ankoppelvorrichtung, die in zwei verschiedenen Ankoppelzuständen zwischen
verschiedenen Systemkomponenten jeweils drehfeste Verbindungen herstellen
kann. Im Falle der 7 ist
die Ankoppelvorrichtung 62 dazu ausgebildet, in einem zweiten Ankoppelzustand
eine drehfeste Verbindung zwischen den beiden Getriebeeingangswellen 40, 42 herzustellen,
während
gleichzeitig die Ankopplung des Zahnrads 60 an die Getriebeeingangswelle 42 aufgehoben
ist. Um dies in einfacher Art und Weise realisieren zu können, ist
der in 7 dargestellte Zahnradzug 54 vorzugsweise
derjenige Zahnradzug aus der Gruppe von Zahnradzügen 50, der dem Endbereich
der außen
liegenden Getriebeeingangswelle 40 am nächstliegenden positioniert
ist. Die Getriebeeingangswelle 40 kann an ihrem axialen
Endbereich so ausgebildet sein, wie dies bei Zahnrädern der
Fall ist, die durch Ankoppelvorrichtungen 62, vorzugsweise
mit Synchronisation, an Wellen anzubinden sind.
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Bei Wirksamwerden des in 7 dargestellten Systems 10 wird
also zunächst
die Ankoppelvorrichtung 62 in denjenigen Zustand gebracht,
in welchem eine Drehmomentübertragungskopplung
zwischen den beiden Getriebeeingangswellen 40, 42 vorhanden
ist. Des Weiteren ist in dieser Phase dann ein Drehmomentübertragungsweg
aus der Gruppe 48 aktiviert, so dass nach Einrücken der
beiden Kupplungsbereiche 20, 22 das über die Ankoppelvorrichtung 62 wieder
vereinigte Gesamtdrehmoment über
die Getriebeeingangswelle 40 bzw. den daran aktivierten
Drehmomentübertragungsweg
auf die Getriebeausgangswelle 52 übertragen wird. Um einen Schaltvorgang
vorzunehmen, wird zunächst
beispielsweise wieder der Kupplungsbereich 22 in Richtung
Auskuppeln verstellt, und es wird die Ankoppelvorrichtung 62 derart
verstellt, dass die drehmomentenmäßige Kopplung zwischen den
beiden Getriebeeingangswellen 40, 42 aufgehoben
wird. Beispielsweise kann die Ankoppelvorrichtung 62 wieder
in ihren ersten Ankoppelzustand gebracht werden, in dem der in der 7 dargestellte Zahnradzug 54 dann
zur Drehmomentübertragung
zwischen der Getriebeeingangswelle 42 und der Getriebeausgangswelle 52 aktiviert
ist. Darauf folgend wird durch Ausrücken des Kupplungsbereichs 22 und
Einrücken
des Kupplungsbereichs 20 der Schaltvorgang vollzogen.
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Vorangehend sind verschiedene Möglichkeiten
aufgezeigt worden, wie unter Einsatz einer Kopplungsanordnung oder
unter Einsatz von als derartige Kopplungsanordnungen wirksame Ankoppelvorrichtungen,
die in einem Getriebe ohnehin zur Aktivierung bzw. Deaktivierung
verschiedener Gangstufen vorhanden sind, das auf eine Doppelkupplung übertragene
Drehmoment aufgeteilt werden kann und über beide Kupplungsbereiche übertragen
werden kann und entweder vor oder bei Einleitung in die Getriebeausgangswelle
die beiden Drehmomentenanteile dann wieder vereinigt werden. Durch
diese Drehmomentenaufteilung wird eine deutliche Entlastung verschiedener
Systembereiche erlangt bzw. es wird möglich, dadurch größere Drehmomente
mit einem derartigen Antriebssystem zu übertragen. Wie bereits ausgeführt, können derartige
Kopplungsanordnungen bzw. Ankoppelvorrichtungen als sog. Klauenkupplungen
ausgebildet sein, die vorzugsweise synchronisiert sind. Eine Synchronisierung
ist dann nicht erforderlich, wenn diese Ankoppelvorrichtungen bzw.
Kopplungsanordnungen nur beim Anfahrvorgang wirksam sein sollen
und aktiviert werden können,
bevor zwischen den beiden zu koppelnden Systembereichen eine Drehzahldifferenz
entstehen kann.