DE3812327A1

DE3812327A1 - Verfahren zum einstellen eines doppelkupplungsgetriebes und doppelkupplungsgetriebe

Info

Publication number: DE3812327A1
Application number: DE3812327A
Authority: DE
Inventors: Guenter Ruehle; Walter Dr Wolf; Martin Seufert
Original assignee: Getrag Getriebe und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer GmbH and Co
Current assignee: Magna PT BV and Co KG
Priority date: 1987-12-19
Filing date: 1988-04-14
Publication date: 1989-06-29
Also published as: DE3812327C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen eines Doppelkupplungsgetriebes mit einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle, die über stirnradverzahnte und selektiv in Eingriff bringbare Zahnradpaare miteinander verbindbar sind, mit einer ersten und zweiten Kupplung, deren erste Kupplungshälften drehstarr mit der Eingangswelle und deren zweite Kupplungshälften mit einer Welle bzw. einer die Welle umgebenden Hohlwelle verbunden sind, und mit Schaltmitteln zum Betätigen der Kupplungen, um den Kraftfluß zwischen Ein gangs- und Ausgangswelle in einem Gang über die erste Kupplung, die Welle, Schaltmuffen und einen ersten Satz Zahnradpaare bzw. in einem benachbarten Gang über die zweite Kupplung, die Hohlwelle, Schaltmuffen und einen zweiten Satz Zahnradpaare zu führen.

Die Erfindung betrifft ferner ein Doppelkupplungsgetriebe mit einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle, die über stirn radverzahnte und selektiv in Eingriff bringbare Zahnradpaare miteinander verbindbar sind, mit einer ersten und einer zweiten Kupplung, deren erste Kupplungshälften drehstarr mit der Eingangswelle und deren zweite Kupplungshälften mit einer Welle bzw. einer die Welle umgebenden Hohlwelle verbunden sind, und mit Schaltmitteln zum Betätigen der Kupplungen, um den Kraftfluß zwischen Eingangs- und Ausgangswelle in einem Gang über die erste Kupplung, die Welle, Schaltmuffen und einen ersten Satz Zahnradpaare, bzw. in einem benachbarten Gang über die zweite Kupplung, die Hohlwelle, Schaltmuffen und einen zweiten Satz Zahnradpaare zu führen.

Ein Verfahren und Doppelkupplungsgetriebe der vorstehend genannten Art sind bekannt.

Bei dem bekannten Doppelkupplungsgetriebe ist die Eingangswelle mit einem glockenartigen Umlaufteil drehstarr verbunden, das in seinem Inneren zwei axial nebeneinanderliegende Kupplungen aufweist, die separat schaltbar sind. Eine der Kupplungen arbeitet auf einer Welle des Getriebes und die zweite Kupplung auf einer dazu koaxialen Hohlwelle. Die Hohlwelle treibt über ein Zahnradpaar eine zur Welle parallele Vorgelegewelle an. Die Welle treibt über ein Zahnradpaar eine zu dieser Vorgele gewelle zweite Vorgelegewelle an, die als zur Vorgelegewelle koaxiale Hohlwelle ausgebildet ist. Weitere Zahnradpaare wirken zwischen der in Verlängerung der Welle angeordneten Ausgangs welle einerseits und den beiden Vorgelegewellen andererseits.

Durch zeitlich überschneidende Steuerung der beiden Kupplungen kann der Kraftfluß zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle unter zeitlicher Überschneidung zwischen einem Zahnradpaar und einem weiteren Zahnradpaar geschaltet werden, wobei infolge der zeitlichen Überschneidung der Wirkung der Kupplungen eine Schaltung ohne Unterbrechung der Zugkraft möglich ist.

Das bekannte Doppelkupplungsgetriebe ist jedoch dann hinsicht lich des Schaltkomforts noch nicht optimal, wenn bei starrer Einstellung der Schaltzeiten unterschiedliche Schaltarten ausgeführt werden. So unterscheidet man bekanntlich zwischen insgesamt vier Schaltarten, nämlich zwischen Hoch- und Rück schalten einerseits und zwischen Zug- und Schubschaltungen andererseits. Je nachdem, ob hoch- oder rückgeschaltet werden soll und ob der jeweilige Schaltvorgang unter einer Zugbedingung oder Schubbedingung ablaufen soll, ergibt sich eine unterschied liche Kinematik der beteiligten Getriebeteile.

So ist bei einer Zug-Hochschaltung, also beispielsweise bei beschleunigender Fahrt in der Ebene oder bei einer Bergauffahrt beispielsweise die Motordrehzahl vor dem Einlegen des nächst höheren Ganges höher als nach dem Einlegen. Beim Schließen der Kupplung wird also der Motor durch den Abtrieb abgebremst, was zu einem Schaltruck führt. Beim Schub-Rückschalten hingegen wird der Motor vor dem Öffnen der Kupplung vom Abtrieb mit geschleppt und sinkt in der Drehzahl wegen des in Leerlaufstel lung befindlichen Fahrpedals beim Schalten schnell ab, während die Antriebsdrehzahl durch die höhere Übersetzung des nächst niedrigeren Ganges ansteigt. In diesem Falle wird der Motor beim Schließen der Kupplung im nächst niedrigeren Gang beschleunigt, was sich ebenfalls in einem Schaltruck bemerkbar macht.

Das bekannte Doppelkupplungsgetriebe wird beim Anfahren so eingestellt, daß der jeweils niedrigste einzulegende Gang bei geöffneter zugehöriger Kupplung zunächst durch Betätigen der entsprechenden Schaltmuffen eingelegt und dann die eine zuge hörige Kupplung der Doppelkupplung geschlossen wird. Beim Schließen der Kupplung, insbesondere beim Anfahren des Kraft fahrzeuges laufen also die beiden Kupplungshälften der sich schließenden Kupplung mit einer Relativdrehzahl zueinander, wobei durch die Momentenübergabe vom Motor auf den Abtrieb während der Schließphase der Kupplung in den reibschlüssigen Kupplungsbelägen eine beträchtliche Energie in Wärme umgesetzt wird, bis schließlich die beiden Kupplungshälften dieselbe Drehzahl angenommen haben und die Kupplung jetzt unter vollem Kraftschluß als drehstarre, kraftschlüssige Verbindung umläuft.

Die vorliegende Betrachtung gilt grundsätzlich für jeden Gangwechsel, besonders gravierend wird sie aber im Falle des Anfahrens, insbesondere beim Anfahren unter extremen Zugbe dingungen, wie sie beim Bergauf-Anfahren eines voll beladenen Kraftfahrzeuges an einer Steilstrecke auftreten. In diesem Fall muß nämlich die Drehzahldifferenz des zunächst stehenden Abtriebes zur Motordrehzahl überwunden werden, wobei beim Anfahren am Berg der Antriebsmotor über die Leerlaufdrehzahl hinaus beschleunigt werden muß, damit der Motor nicht abgewürgt wird. Bei derartigen Anfahrvorgängen oder auch bei besonders rasantem Anfahren in der Ebene wird daher eine beträchtliche Energie in den Reibbelägen der Kupplung in Wärme umgesetzt. Dies führt entweder bei einer normal dimensionierten Kupplung zu frühzeitigem Kupplungsverschleiß oder aber es muß, um auch solche extremen Betriebsfälle zu berücksichtigen, eine besonders großvolumige Kupplung mit entsprechend groß dimensionierten Kupplungsflächen vorgesehen werden, um den genannten früh zeitigen Verschleiß zu vermeiden.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Doppelkupplungsgetriebe der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß ohne bauliche Vergrößerung der Kupplung auch extreme Anfahrvorgänge oder sonstige Gang wechsel mit hoher Kupplungsbelastung möglich werden.

Gemäß dem eingangs genannten Verfahren wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß beim Anfahren des Kraftfahrzeuges die zugehörige eine Kupplung und eine zugehörige Schalt muffe des einen Ganges und gleichzeitig die andere Kupplung und eine Schaltmuffe eines weiteren, der anderen Kupplung zugehörigen Ganges betätigt werden und daß dann, wenn die Ausgangsdrehzahl der Kupplung eines der Gänge deren Ein gangsdrehzahl erreicht, der Kraftfluß in diesem Gang aufgetrennt wird.

Gemäß dem eingangs genannten Doppelkupplungsgetriebe wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe zum einen dadurch gelöst, daß in mindestens einem über die Kupplungen laufenden Kraftfluß eines niedrigeren Ganges ein Freilauf eingeschaltet ist.

Weiterhin wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bei einem Doppelkupplungsgetriebe der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Kupplungshälften der Kupplung eines Ganges mit Drehzahlsensoren versehen sind, daß die Drehzahlsensoren mit einem Komparator zusammenarbeiten und daß der Komparator an die Schaltmittel angeschlossen ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf jede der vorstehend genannten drei Arten vollständig gelöst.

Bei jeder der genannten Lösungen macht man sich nämlich in eleganter Weise die Tatsache zunutze, daß bei einem Doppelkupp lungsgetriebe bauart bedingt bereits zwei Kupplungen vorgesehen sind, wobei die Kupplungsflächen beider Kupplungen gleichzeitig herangezogen werden, um die bei einem Schaltvorgang, insbeson dere beim Anfahren des Fahrzeuges, entstehende Wärmeenergie aufzunehmen. Hierzu werden in vollständiger Abkehr von bekannten Verfahren zum Einstellen von Getrieben zwei Gänge gleichzeitig eingelegt, nämlich zum einen der jeweils einzulegende Gang, beispielsweise zum Anfahren des Kraftfahrzeuges der erste Gang oder ein Kriechgang sowie gleichzeitig der jeweils nächst höhere Gang, d. h. der zweite Gang oder, bei Einschalten des Kriechganges der erste Gang und es wird die beim Anfahren in den Kupplungsbelägen umzusetzende Energie auf die beiden Kupplungen verteilt, die für diesen Vorgang beide geschlossen werden müssen, weil bei Doppelkupplungsgetrieben der hier interessierenden Art die Kraftflußverteilung in den einzelnen Gängen so gewählt ist, daß die beiden Kupplungen der Doppel kupplung in benachbarten Gängen jeweils abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden. Erst dann, wenn z. B. an der Kupplung des jeweils nächst niedrigeren Ganges Drehzahlgleichheit eintritt und bei weiterer Erhöhung der Drehzahl dieser Kupplung über die Antriebsdrehzahl hinaus eine Momentenzirkulation im Getriebe selbst auftreten würde, wird der Kraftfluß im nächst niedrigeren Gang wieder aufgetrennt und für den Rest des Umschaltvorganges nur noch die Kupplung des jeweils einzuschaltenden Ganges beaufschlagt.

Bei einer rein mechanischen Lösung im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist in den Kraftfluß des jeweils mit einzuschaltenden nächst niedrigeren Ganges ein Freilauf eingeschaltet, so daß sich dieser Kraftfluß von selber dann auftrennt, wenn infolge der Übersetzung des nächst niedrigeren Ganges die abtriebssei tige Drehzahl der Kupplung des nächst niedrigeren Ganges höher zu werden beginnt als deren Eingangsdrehzahl.

Dies hat den Vorteil, daß mit rein konstruktiven Maßnahmen und ohne zusätzlichen Steuerungsaufwand die gewünschte Wirkung erzielt wird und sich durch das Vorsehen eines Freilaufs die bauliche Gestaltung des Getriebes nur unmerklich vergrößert.

Besonders bevorzugt ist bei dieser Variante, wenn der Freilauf unmittelbar in der Doppelkupplung, nämlich zwischen der zweiten Kupplungshälfte der Kupplung des nächst niedrigeren Ganges und der von dieser angetriebenen Welle angeordnet ist.

Dies hat den Vorteil, daß das eigentliche Getriebe nicht modifiziert zu werden braucht, weil das zusätzlich erforderliche Element, nämlich der Freilauf, im Bereich der Doppelkupplung selbst angeordnet ist. Auch hat dies den Vorteil, daß ein in dieser Weise angeordneter Freilauf leicht von außen zugänglich ist, so daß für weitere Steuerungsaufgaben ein Ein- und Aus schalten des Freilaufs durch externe Ansteuerung konstruktiv leicht möglich wird.

Bei einer anderen Variante dieses Ausführungsbeispiels kann der Freilauf aber auch im Bereich des Getriebeausgangs an geordnet werden, nämlich dort, wo der nächst niedrigere Gang mit seinem jeweils letzten Zahnrad das Drehmoment an die Ausgangswelle übergibt.

Diese Maßnahme ist spiegelbildlich zu dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel dann von Vorteil, wenn ein Eingriff in die Doppelkupplung nicht gewünscht wird, sondern lieber eine Variation des Getriebes in Kauf genommen wird.

Bei einer elektronischen Variante der Erfindung wird die Auftrennung des Kraftflusses in einem der Gänge in einfacher Weise dadurch bewirkt, daß die Kupplung eines der Gänge im Augenblick der Drehzahlgleichheit aufgetrennt wird. Um diese Drehzahlgleichheit zu erkennen, sind Drehzahlsensoren an den Kupplungshälften angeordnet und mit einem Komparator verbunden, so daß im Augenblick der Drehzahlgleichheit durch den dann umschaltenden Komparatorausgang ein Öffnen der Kupplung bewirkt werden kann. Diese Lösung hat also den Vorteil, entweder den nächst höheren oder den nächst niedrigeren Gang oder einen anderen beliebigen Gang des über die jeweils andere Kupplung laufenden Kraftflusses auftrennen zu können. So kann z. B. mit der elektronischen Lösung im Kriechgang angefahren und der erste Gang zunächst am Anfahrvorgang beteiligt, dann jedoch ausgeschaltet werden.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine äußerst schematisierte Darstellung eines Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes;

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab und mit weiteren Einzel heiten den Eingangsbereich des in Fig. 1 darge stellten Doppelkupplungsgetriebes;

Fig. 3 in noch weiter vergrößertem Maßstab eine erste Betätigungseinheit für einen Freilauf des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Doppelkupplungsgetriebes;

Fig. 4 einen noch weiter vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 3 zur Erläuterung der Wirkungsweise der Betätigungseinheit des Freilaufs;

Fig. 5 eine Darstellung, ähnlich Fig. 4, für eine andere Phase des Bewegungsablaufs der Betätigungseinheit;

Fig. 6 eine Darstellung, ähnlich Fig. 3, jedoch für eine andere Betätigungseinheit eines weiteren Freilaufs des Doppelkupplungsgetriebes der Fig. 1 und 2;

Fig. 7 eine Variante der Betätigungseinheit gemäß Fig. 3;

Fig. 8 eine Darstellung, ähnlich Fig. 1, zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Wirkungs weise des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetrie bes;

Fig. 9 den Verlauf von Drehzahlen über der Zeit zur Erläuterung des Verfahrens bzw. des Doppelkupplungs getriebes gemäß Fig. 8;

Fig. 10 bis 14 zeitliche Verläufe von Schaltsignalen zur weiteren Erläuterung des Verfahrens bzw. des Doppelkupplungs getriebes gemäß Fig. 8;

Fig. 15 eine Darstellung ähnlich Fig. 8 zur Erläuterung einer ersten Variante eines erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes;

Fig. 16 eine Darstellung ähnlich Fig. 15, zur Erläuterung einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes.

In Fig. 1 bezeichnet 10 als Ganzes ein Doppelkupplungsgetriebe, wie es in Kraftfahrzeugen, vorzugsweise in Pkw's, Verwendung findet. Das Doppelkupplungsgetriebe 10 verfügt über eine Eingangswelle 11, die mit einem in Fig. 1 nicht dargestellten Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Mit einem Pfeil 12 ist symbolisiert, daß über die Eingangswelle 11 ein Drehmoment in das Doppelkupplungsgetriebe 10 vom Antriebs motor her eingeleitet werden kann. Mit 13 ist eine Ausgangswelle des Doppelkupplungsgetriebes 10 bezeichnet, die an einen in Fig. 1 nicht gezeigten Abtrieb, beispielsweise an eine Kardan welle des Kraftfahrzeugs angeschlossen ist. Mit einem Pfeil 14 ist symbolisiert, daß an der Ausgangswelle 13 ein Drehmoment vom Doppelkupplungsgetriebe 10 abgenommen werden kann. Schließ lich ist mit 15 als weiteres wesentliches Element des Doppel kupplungsgetriebes 10 eine Vorgelegewelle bezeichnet.

Mit 16 ist in Fig. 1 ein Steuergerät äußerst schematisch angedeutet, dem eingangsseitig Gangschaltbefehle zugeführt werden und das ausgangsseitig mit den Anschlüssen 27, 28, 34 und 44 zum Betätigen der Kupplungen 23 und 24 sowie der Frei läufe 31 und 42 versehen ist. Das Steuergerät 16 erzeugt in Abhängigkeit vom gewünschten Gangwechsel und ggf. auch in Abhängigkeit von den vorliegenden Betriebsparametern, beispiels weise dem Vorliegen einer Zug- oder einer Schubschaltung, dem Vorliegen einer Bergauf- oder Bergabfahrt und dgl. Schaltbe fehle, um die Kupplungen 23, 24 in zeitlicher Überschneidung gegenläufig zu öffnen bzw. zu schließen und im Verlauf der Schaltvorgänge die Freiläufe 31 und 42 für kürzere oder längere Zeit zu aktivieren.

Die Eingangswelle 11 ist drehstarr mit einem Umlaufteil 20 verbunden, das eine erste Kupplungshälfte 21 sowie eine erste Kupplungshälfte 22 einer ersten Kupplung 23 bzw. einer zweiten Kupplung 24 trägt. Eine erste Betätigungseinheit 25 ist für die erste Kupplung 23 und eine zweite Betätigungseinheit 26 ist für die zweite Kupplung 24 vorgesehen. Ein erster Anschluß 27 und ein zweiter Anschluß 28 sollen einen Drucköl-, Druckluft- oder Elektroanschluß symbolisieren, mit denen je nach Bauart des Doppelkupplungsgetriebes 10 die Kupplungen 23 und 24 betätigt werden können.

Eine zweite Kupplungshälfte 30 der ersten Kupplung 23 ist mit einem Außenumlaufteil eines ersten Freilaufs 31 verbunden, dessen Innenumlaufteil drehstarr auf einer Welle 32 sitzt. Eine dritte Betätigungseinheit 33 ist vorgesehen, um den ersten Freilauf 31 ein- und ausschalten zu können. Ein dritter Anschluß 34 dient zum hydraulischen, pneumatischen oder elektrischen Ansteuern der dritten Betätigungseinheit 33, je nach deren Bauweise. Durch Nicht-Beaufschlagen des dritten Anschlusses 34 ist die Welle 32 bei ausgeschaltetem ersten Freilauf 31 drehstarr mit der zweiten Kupplungshälfte 30 der ersten Kupplung 23 verbunden, während bei eingeschaltetem erstem Freilauf 31 von der zweiten Kupplungshälfte 30 ein Drehmoment auf die Welle 32 übertragen werden kann, die Welle 32 sich jedoch auch schneller als die zweite Kupplungshälfte 30 drehen kann.

Eine zweite Kupplungshälfte 35 der zweiten Kupplung 24 ist drehstarr mit einer ersten Hohlwelle 36 des Doppelkupplungs getriebes 10 verbunden. Die erste Hohlwelle 36 umschließt die Welle 32. Die erste Hohlwelle 36 ist ferner drehstarr mit einem ersten Zahnrad 40 verbunden, das mit einem zweiten Zahnrad 41 kämmt. Das zweite Zahnrad 41 sitzt auf einem Außenumlauf körper eines zweiten Freilaufs 42, dessen Innenumlaufkörper drehstarr auf der Vorgelegewelle 15 sitzt.

Eine vierte Betätigungseinheit 43 mit einem vierten Anschluß 44 ist zum Betätigen des zweiten Freilaufs 42 vorgesehen. Durch Ein- und Ausschalten des zweiten Freilaufs 42 kann somit das zweite Zahnrad 41 entweder in drehstarre Verbindung mit der Vorgelegewelle 15 gebracht werden (ausgeschalteter zweiter Freilauf 42) oder das zweite Zahnrad 41 vermag ein Drehmoment auf die Vorgelegewelle 15 zu übertragen, während diese jedoch auch schneller als das zweite Zahnrad 41 umlaufen kann (ein geschalteter zweiter Freilauf 42).

Ein drittes Zahnrad 47 sitzt drehstarr am rechten freien Ende der Welle 32 und kämmt mit einem vierten Zahnrad 48, das koaxial zur Vorgelegewelle 15 umläuft. Das dritte Zahnrad 47 ist mit einem Lager 49 versehen, in dem die Ausgangswelle 13 mit ihrem linken freien Ende drehbar gelagert ist.

Das dritte Zahnrad 47 ist mit einer weiteren Verzahnung 50 versehen, die mit einer ersten Schaltmuffe 51 verbindbar ist, wobei die erste Schaltmuffe 51 ferner mit einer Verzahnung 52 eines fünften Zahnrades 53 verbindbar ist, das drehbar auf der Ausgangswelle 13 angeordnet ist. Eine erste Schaltgabel 54 ist zum Betätigen der ersten Schaltmuffe 51 vorgesehen und in Richtung eines Pfeiles 55 zwischen einer linken Stellung I, einer Mittelstellung 0 und einer rechten Stellung II schaltbar. In der Stellung I ist die mit der Ausgangswelle 13 drehstarr verbundene erste Schaltmuffe 51 formschlüssig mit der Verzahnung 50 des dritten Zahnrades 47 verbunden, während sie in der Stellung II mit der Verzahnung 52 des fünften Zahnrades 53 verbunden ist. In der Mittelstellung 0 befindet sich die erste Schaltmuffe 51 außer Eingriff mit den Verzahnungen 50 und 52.

Ein sechstes Zahnrad 60 sitzt auf einer zweiten Hohlwelle 61, die die Vorgelegewelle 15 umschließt und ebenfalls drehstarr mit dem vierten Zahnrad 48 verbunden ist. Das sechste Zahnrad 60 ist mit einer Verzahnung 62 versehen, die in formschlüssigen Eingriff mit einer zweiten Schaltmuffe 63 bringbar ist. Die zweite Schaltmuffe 63, die drehstarr mit der Vorgelegewelle 15 verbunden ist, kann ferner in Formschluß mit einer Verzahnung 64 eines siebten Zahnrades 65 gebracht werden, das drehbar auf der Vorgelegewelle 15 angeordnet ist. Die zweite Schaltmuffe 63 ist in der bereits zur ersten Schaltmuffe 51 beschriebenen Art mittels einer zweiten Schaltgabel 66 betätigbar, die in Richtung eines Pfeiles 67 ausgelenkt werden kann.

Ein achtes Zahnrad 68, das drehstarr mit der Ausgangswelle 13 verbunden ist, kämmt mit dem siebten Zahnrad 65.

Ein neuntes Zahnrad 69, das drehbar auf der Ausgangswelle 13 angeordnet ist, kämmt mit einem zehnten Zahnrad 70, das dreh starr auf der Vorgelegewelle 15 sitzt. Das neunte Zahnrad 69 weist eine Verzahnung 71 auf, die mit einer dritten Schaltmuffe 72 in Formschluß bringbar ist. Die dritte Schaltmuffe 72 ist ferner mit einer Verzahnung 73 eines elften Zahnrades 74 in Formschluß bringbar, das drehbar auf der Ausgangswelle 13 sitzt. Auch an der dritten Schaltmuffe 72 ist eine dritte Schaltgabel 75 angeordnet, die in Richtung eines Pfeiles 76 betätigbar ist, wie bereits beschrieben wurde.

Ein zwölftes Zahnrad 77 sitzt drehstarr auf der Vorgelegewelle 15 und ist über ein Zwischenrad 78 zur Richtungsumkehr mit dem elften Zahnrad 74 im Eingriff.

Schließlich ist mit 79 angedeutet, daß das Getriebe 10 auch als Allradgetriebe ausgebildet sein kann.

Die Wirkungsweise des in Fig. 1 dargestellten Doppelkupplungs getriebes 10 ist wie folgt:

Durch selektives Betätigen der Kupplungen 23 und 24 und durch selektives Betätigen der Schaltgabeln 54, 66 und 75 können sinnvoll insgesamt fünf Vorwärtsgänge, ein Rückwärtsgang sowie ein Kriechgang eingelegt werden.

Im ersten Gang ist die zweite Kupplung 24 geschlossen und die dritte Schaltgabel 75 in der linken Stellung I, während die Schaltgabeln 54 und 66 in der Neutralstellung sind. Der Kraftfluß führt nun von der Eingangswelle 11 über das Umlaufteil 20, die zweite Kupplung 24 auf die erste Hohlwelle 36 und von dort über das Radpaar 40/41 und den zweiten Freilauf 42 auf die Vorgelegewelle 15. Über das Radpaar 70/69 und die Verzahnung 71 führt der Kraftfluß dann weiter auf die Ausgangswelle 13.

Im zweiten Gang ist die erste Kupplung 23 geschlossen, und die erste Schaltgabel 54 befindet sich in der rechten Stellung II. Der Kraftfluß läuft nun von der Eingangswelle 11 über das Umlaufteil 20 und die erste Kupplung 23 auf den ersten Freilauf 31 und von dort auf die Welle 32. Über das Radpaar 47/48 wird die zweite Hohlwelle 61 angetrieben und damit auch das Radpaar 60/53. Über die Verzahnung 52 wird der Kraftfluß auf die Ausgangswelle 13 weitergeleitet.

Im dritten Gang ist die zweite Kupplung 24 geschlossen, und die zweite Schaltgabel 66 befindet sich in der rechten Schalt stellung II. Der Kraftfluß führt nun von der Eingangswelle 11 bzw. das Umlaufteil 20 und die zweite Kupplung 24 auf die erste Hohlwelle 36 und von dort auf das Radpaar 40/41. Über den zweiten Freilauf 42 gelangt das Drehmoment auf die Vor gelegewelle 15 und von dort über die dritte Schaltmuffe 63 und die Verzahnung 64 auf das Radpaar 65/68, das die Ausgangs welle 13 antreibt.

Im vierten Gang ist die erste Kupplung 23 geschlossen, und die erste Schaltgabel 54 befindet sich in der linken Stellung I. Der Kraftfluß führt nun von der Eingangswelle 11 über das Umlaufteil 20 und die erste Kupplung 23 auf den ersten Freilauf 31, der die Welle 32 antreibt. Über die Verzahnung 50 des dritten Zahnrades 47 und die erste Schaltmuffe 51 sind die Welle 32 und die Ausgangswelle 13 drehstarr miteinander gekop pelt, so daß in diesem Falle des eingeschalteten vierten Ganges die Eingangswelle 11 ohne weitere Übersetzung synchron mit der Ausgangswelle 13 umläuft.

Im fünften Gang ist die zweite Kupplung 24 geschlossen, und sowohl die erste Schaltgabel 54 wie die zweite Schaltgabel 66 befinden sich jeweils in der linken Stellung I.

Der Kraftfluß führt in diesem Falle von der Eingangswelle 11 über das Umlaufteil 20 und die zweite Kupplung 24 auf die erste Hohlwelle 36. Über das Radpaar 40/41 wird der zweite Freilauf 42 und damit die Vorgelegewelle 15 angetrieben. Über die zweite Schaltmuffe 63 und die Verzahnung 62 wird die zweite Hohlwelle 61 angetrieben, und der Kraftfluß kehrt über das Radpaar 48/47 wieder in die obere Hälfte des Getriebes 10 zurück, wo über die Verzahnung 50 und die erste Schaltmuffe 51 die Ausgangswelle 13 angetrieben wird.

Im Rückwärtsgang ist die zweite Kupplung 24 geschlossen, und die dritte Schaltgabel 75 befindet sich in der rechten Stellung II. Der Kraftfluß führt nun von der Eingangswelle 11 über das Umlaufteil 20 und die zweite Kupplung 24 auf die erste Hohlwelle 36 und von dort über das Radpaar 40/41 und den zweiten Freilauf 42 auf die Vorgelegewelle 15. Über das Radpaar 77/74 und das Zwischenrad 78 zur Drehrichtungsumkehr wird dann über die Verzahnung 73 und die dritte Schaltmuffe 72 die Ausgangswelle 13 in umgekehrter Drehrichtung angetrieben.

Schließlich ist im Kriechgang die erste Kupplung 23 geschlossen, und es befinden sich sowohl die zweite Schaltgabel 66 wie auch die dritte Schaltgabel 75 in der jeweils linken Stellung I. Der Kraftfluß führt nun von der Eingangswelle 11 über das Umlaufteil 20 auf die erste Kupplung 23 und von dort über den ersten Freilauf 31 auf die Welle 32. Das Radpaar 47/48 überträgt den Kraftfluß auf die zweite Hohlwelle 61, die über das sechste Zahnrad 60, die Verzahnung 62 und die zweite Schaltmuffe 63 die Vorgelegewelle 15 antreibt. Über das Radpaar 70/69 und die Verzahnung 71 in Verbindung mit der dritten Schaltmuffe 72 wird die Ausgangswelle 13 angetrieben.

Wie sich aus der vorstehenden Schilderung ergibt, ist bei jedem der eingeschalteten Gänge jeweils einer der Freiläufe 31 oder 42 in den Kraftfluß eingeschaltet, und zwar ist der erste Freilauf 31 im zweiten, vierten und im Kriechgang einge schaltet, während der zweite Freilauf 42 im ersten, dritten, fünften und im Rückwärtsgang wirksam ist.

Wenn mit dem Doppelkupplungsgetriebe 10 beispielsweise eine Zug-Hochschaltung ohne Freilaufwirkung vorgenommen werden soll, z. B. bei Bergauf-Fahrt oder bei beschleunigender Fahrt in der Ebene, so wird z. B. vom ersten in den zweiten Gang hochgeschaltet, indem zunächst die zweite Kupplung 24 geöffnet und unter zeitlicher Überschneidung die erste Kupplung 23 geschlossen wird. Durch die zeitliche Überschneidung der Öffnung bzw. Schließung der Kupplungen 24 bzw. 23 wird in diesem Falle eine Hochschaltung ohne Zugkraftunterbrechung bewirkt. Bekannt lich kann bei der Betrachtung von Schaltvorgängen in Getrieben die Abtriebsdrehzahl näherungsweise als konstant angenommen werden, weil sie proportional zur Fahrgeschwindigkeit ist und die Fahrgeschwindigkeit sich innerhalb der kurzen Schaltzeiten nicht merklich ändert. Beim Hochschalten muß die Motordrehzahl, d. h. die Getriebeeingangsdrehzahl, von einem relativ hohen Wert beim Ausschalten des alten Ganges auf einen niedrigeren Wert zum synchronen Einschalten in den neuen, höheren Gang vermindert werden. Dies bedeutet, daß beim Zuschalten des neuen, höheren Ganges die ausgangsseitige Kupplungshälfte langsamer umläuft als die eingangsseitige Kupplungshälfte.

Bei dem genannten Beispielsfall der Zughochschaltung vom ersten in den zweiten Gang wird beim Zuschalten des zweiten Ganges die Welle 32 langsamer umlaufen als die mit dem Umlaufteil 20 verbundene erste Kupplungshälfte 21 der ersten Kupplung 23.

Vor dem Kupplungswechsel wird die Betätigungseinrichtung 43 des zweiten Freilaufs 42 aktiviert, so daß der zweite Freilauf 42 wirksam wird. Der erste Freilauf 31 bleibt in seiner Wirkung verriegelt und die erste Kupplung 23 wird geregelt geschlossen, während die zweite Kupplung 24 für die Dauer des Schaltvorganges geschlossen bleiben kann. Dadurch ist die exakte Übergabe des Kraftflusses von der Hohlwelle 36 auf die Welle 32 gewähr leistet. Die Übergabe des Kraftflusses von der Hohlwelle 36 auf die Welle 32 folgt zu dem Zeitpunkt, in dem das zweite Zahnrad 41 und die Vorgelegewelle 15 ihren Synchronlauf aufgeben und die Vorgelegewelle 15 durch die niedrigere Übersetzung des zweiten Ganges eine höhere Drehzahl annimmt. Entsprechendes gilt für Zug-Hochschaltungen und Zug-Rückschaltungen in den anderen Gängen.

Im Falle einer Schub-Hochschaltung bzw. Schub-Rückschaltung kommen die Freiläufe nicht zur Wirkung, da sich hier die Kraftflußrichtung im Getriebe umkehrt. Die Auswirkungen auf den Schaltruck sind hier nicht so gravierend, da diese Schal tungen immer auf einem niedrigeren Drehmomentniveau durchgeführt werden.

Die Freiläufe 31 und 42 bewirken somit eine Erhöhung des Schalt komforts durch Verminderung des Schaltrucks, insbesondere bei Zug-Hochschaltungen und Zug-Rückschaltungen, und zwar für jeden Gang des Doppelkupplungsgetriebes 10, weil infolge der Bauart des Doppelkupplungsgetriebes 10 beim Umschalten von einem Gang in den jeweils benachbarten Gang jeweils vom einen Freilauf auf den anderen Freilauf umgeschaltet wird.

Die Wirkung der Freiläufe 31, 42 kann andererseits aber auch wieder aufgehoben werden, indem die Betätigungseinheiten 33 bzw. 43 betätigt werden. Dies ist vor allem dann erwünscht, wenn im Schubbetrieb die Motorbremswirkung ausgenutzt werden soll, was eine drehstarre Verbindung zwischen Motor und Abtrieb voraussetzt. Wie weiter unten noch beschrieben werden wird, können die Freiläufe 31 und 42 wahlfrei ein- und ausgeschaltet werden, so daß das Doppelkupplungsgetriebe 10 nach unterschied lichen, an sich bekannten Gesichtspunkten betrieben werden kann. So ist beispielsweise eine Betriebsart des Doppelkupp lungsgetriebes 10 denkbar, bei der die Freiläufe 31, 42 zwecks Erzielung einer Treibstoffersparnis immer wirksam geschaltet sind, solange nicht die Betriebsbremse betätigt wird oder beispielsweise das Fahrzeug bergab fährt. In einer anderen Betriebsart können aber die Freiläufe 31, 42 nur jeweils während der Schaltvorgänge des Doppelkupplungsgetriebes 10 aktiviert werden, während sie nach Abschluß der Schaltvorgänge jeweils wieder ausgeschaltet werden, so daß außerhalb von Schaltvor gängen stets eine drehstarre Verbindung zwischen Motor und Abtrieb vorliegt.

Es versteht sich, daß auch Mischformen dieser Betriebsarten möglich sind, je nachdem, wie dies im Einzelfall gewünscht ist.

Fig. 2 zeigt den Eingangsbereich des Doppelkupplungsgetriebes 10 bis hin zum Radpaar 47/48, um weitere Einzelheiten sowie die bauliche Anordnung der Kupplungen 23, 24, der Freiläufe 31, 42 sowie der Betätigungseinheiten 33 und 43 zu veranschau lichen. Man erkennt aus Fig. 2 insbesondere, daß die erste Betätigungseinheit 33 des Freilaufs 31 eine Konuskupplung umfaßt, die mechanisch mittels einer axial verschiebbaren Stange betätigt wird. Einzelheiten hierzu werden weiter unten anhand der Fig. 3 bis 5 noch im einzelnen erläutert.

Die zweite Betätigungseinheit 43 für den zweiten Freilauf 42 weist eine bauähnliche Konuskupplung auf, die ebenfalls über einen Kolben betätigbar ist. Einzelheiten hierzu werden weiter unten anhand Fig. 6 beschrieben werden.

Fig. 3 zeigt die baulichen Einzelheiten der dritten Betätigungs einheit 33 für den ersten Freilauf 31.

Ein Lamellenträger 80 der ersten Kupplung 23 läuft zur Welle 32 hin in ein Glockenteil 81 aus. Das Glockenteil 81 weist eine erste, innen umlaufende Sitzfläche 82 auf, während die Welle 32 eine zweite, außen umlaufende Sitzfläche 83 aufweist. Zwischen den Sitzflächen 82, 83 ist der erste Freilauf 31 angeordnet, der von an sich bekannter Bauart ist und hier nicht näher beschrieben zu werden braucht. Der erste Freilauf 31 bewirkt, daß die Welle 32 mit höherer Drehzahl als das Glockenteil 81 umlaufen kann, während andererseits das Glocken teil 81 ein Drehmoment auf die dann mit gleicher Drehzahl umlaufende Welle 32 zu übertragen vermag.

Die dritte Betätigungseinheit 33 soll nun ermöglichen, die zuvor beschriebene Wirkung des ersten Freilaufs 31 auszuschal ten, und zwar in der Weise, daß durch wahlfreie Ansteuerung das Glockenteil 81 auch in eine drehstarre Verbindung mit der Welle 32 bringbar ist. Hierzu läuft die Welle 32 in einen Ringflansch 84 aus, der an seinem Außenumfang mit einer schräg zu einer Radialebene geneigten Fläche 85 versehen ist. In der unteren Hälfte der Fig. 3 ist ein axialer Bolzen 86 erkennbar, von denen mehrere, z. B. drei, über den Umfang des Ringflansches 84 verteilt angeordnet sind. Die Bolzen 86 sorgen für eine drehstarre Verbindung der Welle 32 mit einem Kegelkupplungsteil 87.

Das Kegelkupplungsteil 87 weist eine äußere, geringfügig zur Längsachse der Welle 32 geneigte äußere, erste konische Kupp lungsfläche 88 auf, die in der Darstellung der Fig. 3 und 4 an einer zweiten, inneren konischen Kupplungsfläche 89 des Glockenteils 81 anliegt, wobei die zweite Kupplungsfläche 89 denselben Konuswinkel wie die erste Kupplungsfläche 88 aufweist.

In diese Stellung wird das Kegelkupplungsteil 87 unter der Wirkung einer Tellerfeder 90 gepreßt, die mit ihrem Außenumfang am Kegelkupplungsteil 87 und mit ihrem Innenumfang an einem axialen Anschlag 91 der Welle 32 anliegt.

Ein schräg zu einer Radialebene angestellter Hebel 95, oder mehrere über den Umfang der Welle 32 verteilte derartige Hebel 95 sind in einer Längsaussparung 96 der Welle 32 in axialer Richtung geringfügig verschieb- und verschwenkbar. Ein oberes Ende des Hebels 95 liegt mit seiner in Fig. 3 und 4 rechten Seite am unteren Rand der Fläche 85 an, während die linke Seite am unteren Ende einer Konusfläche 97 auf der rechten Seite des Kegelkupplungsteils 87 anliegt. Ein unteres Ende des Hebels 95 liegt an einem Kolben bzw. Bund 98 einer Kol benstange 99 an, die in der Achse der Welle 32 verschiebbar ist. Die Kolbenstange 99 liegt über Axiallager 93 am Bund 98 an, so daß sich Kolbenstange 99 und Bund 98 unter Rollreibung gegeneinander verdrehen können.

Die Kolbenstange 99 wird mittels einer am linken Ende gehäuse fest gehaltenen Feder 100 stets nach rechts in Fig. 3 und 4 gedrückt, um die zuvor beschriebenen Komponenten unter Vor spannung zu halten. Am linken Ende der Kolbenstange 99 ist ein Kolben 101 angeordnet, der dicht in einer axialen Zylinder bohrung 102 der Eingangswelle 11 läuft. Der Kolben 101 kann über den dritten Anschluß 34, der vorzugsweise als radialer Druckölanschluß ausgebildet und dynamisch mit Drucköl versorgbar ist, angesteuert werden. Der Bund 98 läuft in einem ersten Abschnitt 103, und ein rechtes, freies Ende der Kolbenstange 99 läuft in einem zweiten Abschnitt 104 einer axialen Zylinder bohrung in der Welle 32.

Die Wirkungsweise der dritten Betätigungseinheit 33 soll nun anhand von zwei Phasenbildern der Fig. 4 und 5 näher erläutert werden:

In Fig. 4 erkennt man nochmals in vergrößertem Maßstab den bereits zu Fig. 3 erläuterten Ausgangszustand, bei dem das Kegelkupplungsteil 87 mit seiner ersten konischen Kupplungs fläche 88 an der zweiten konischen Kupplungsfläche 89 des Glockenteils 81 anliegt. In dieser Stellung läuft das Kegel kupplungsteil 87 infolge des Reibschlusses im Bereich der Kupplungsflächen 88/89 drehstarr mit dem Glockenteil 81 um. Infolge der in Fig. 3 unten gezeigten Verbindung mit dem axialen Bolzen 86 folgt auch die Welle 32 drehstarr der Rotationsbe wegung des Glockenteils 81, des Lamellenträgers 80 und damit der zweiten Kupplungshälfte 30 der ersten Kupplung 23. Der erste Freilauf 31 ist somit ausgeschaltet, d. h. durch Schließen der Kegelkupplung überbrückt.

In Fig. 4 ist eingezeichnet, daß der Hebel 95 an seinem unteren Ende in einem ersten Punkt 105, nämlich an der linken unteren Ecke einer Radialfläche des Bundes 98 anliegt. Das obere Ende des Hebels 95 liegt in einem zweiten Punkt 106 auf der linken Seite des Hebels 95 an einer unteren Kante der Konusfläche 97 des Kegelkupplungsteils 87 an, während die rechte Seite des Hebels 95 in einem dritten Punkt 107 am unteren Rand der Fläche 85 des Ringflansches 84 anliegt. Der dritte Punkt 107 liegt näher zur Achse der Welle 32 als der zweite Punkt 106.

Wird nun über den in Fig. 3 eingezeichneten dritten Anschluß 34, vorzugsweise mittels dynamischer Zuführung, ein Drucköl auf die in Fig. 3 linke Seite des Kolbens 101 gebracht, wird die Kolbenstange 99 in Fig. 3 bis 5 nach rechts ausgelenkt, wie in Fig. 4 mit einem Pfeil 108 angedeutet. Infolge der Bewegung der Kolbenstange 99 und damit des Bundes 98 vollführt der Hebel 95 eine Schwenkbewegung in einer Axialebene, wobei der Auflagepunkt 107 des Hebels 95 das Zentrum der Schwenk bewegung ist. Der Hebel 95 verschwenkt sich in Richtung eines Pfeiles 109 und drückt das Kegelkupplungsteil 87 nach links, so daß die Tellerfeder 90 in Richtung eines Pfeiles 110 gespannt wird. Das Kegelkupplungsteil 87 wandert in Richtung eines Pfeiles 111 axial aus.

Die Endstellung dieses Bewegungsablaufs ist in Fig. 5 darge stellt, wo die Bezugszeichen der lageveränderten Elemente jeweils mit einem Apostroph gekennzeichnet sind, während die in ihrer Lage unveränderten Elemente mit unveränderten Bezugs zeichen versehen sind.

Man erkennt aus Fig. 5, daß der Hebel 95′ sich nunmehr etwa in einer Radialebene befindet und daß die Tellerfeder 90′ vollkommen gespannt ist. Das Kegelkupplungsteil 87′ ist axial aus dem Glockenteil 81 nach links herausgetreten, so daß zwischen den Kupplungsflächen 88′ und 89 ein Luftspalt 112 entstanden ist.

Die Kegelkupplung ist somit geöffnet und die Überbrückung des ersten Freilaufs 31 aufgehoben. Der erste Freilauf 31 ist infolgedessen wirksam, und die Welle 32 kann mit höherer Drehzahl umlaufen als das Glockenteil 81.

Fig. 6 zeigt weitere Einzelheiten der vierten Betätigungseinheit 43 für den zweiten Freilauf 42. Die Bauart der vierten Betäti gungseinheit 43 entspricht weitgehend der Bauart der dritten Betätigungseinheit 33, die zuvor anhand der Fig. 3 bis 5 im einzelnen erläutert wurde.

Ein Zahnradkörper 120 des zweiten Zahnrades 41 ist mit einer ersten Sitzfläche 121 versehen, während die Vorgelegewelle 15 mit einer komplementären zweiten Sitzfläche 122 versehen ist. Zwischen den Sitzflächen 121, 122 ist der zweite Freilauf 42 angeordnet.

Die Vorgelegewelle 15 läuft an ihrem in Fig. 6 linken Ende in einen Ringflansch 123 aus, der mit einer Fläche 124 versehen ist. Ein oder mehrere Bolzen 125 sorgen für eine drehstarre Verbindung des Ringflanschs 123 mit einem Kegelkupplungsteil 126. Eine erste konische Kupplungsfläche 127 am Umfang des Kegelkupplungsteils 126 arbeitet mit einer zweiten konischen Kupplungsfläche 128 am Zahnradkörper 120 zusammen.

Eine Tellerfeder 129 drückt das Kegelkupplungsteil 126 von einem axialen Anschlag 130 der Vorgelegewelle 15 nach rechts, so daß im Ausgangszustand die Kupplungsflächen 127, 128 unter Reibschluß aneinander liegen.

Ein Hebel 135 ist in einer Längsaussparung 136 der Vorgelege welle 15 in einer Axialebene verschwenkbar. Das obere Ende des Hebels 135 liegt rechts am unteren Ende der Fläche 124 des Ringflanschs 123 und links am unteren Ende der Konusfläche 137 des Kegelkupplungsteils 126 an. Das untere Ende des Hebels 135 liegt an einem Bund 138 eines Kolbens 139 an. Der Kolben 139 läuft koaxial zur Vorgelegewelle 15 in einem ersten Ab schnitt 140 bzw. mit seinem rechten, freien Ende in einem zweiten, querschnittsreduzierten Abschnitt 141 einer Axialboh rung der Vorgelegewelle 15.

Ein weiterer Kolben 145 läuft koaxial zur Vorgelegewelle 15 in einer Bohrung 146 eines Getriebegehäuses 147. Mittels eines radialen Kanals 148, der zum vierten Anschluß 44 führt, kann ein Druckmittel, beispielsweise ein statisch zugeführtes Drucköl, auf die linke Stirnseite des Kolbens 145 gebracht werden. Der Kolben 145 ist mit einem axial ausgerichteten Bolzen 149 versehen, der über die linke Stirnfläche des Kolbens 145 vorsteht und in eine komplementäre Ausnehmung 150 im Getriebegehäuse 147 faßt, so daß der Kolben 145 drehstarr, jedoch axial beweglich, in der Zylinderbohrung 146 laufen kann.

Die rechte Stirnseite des Kolbens 145 ist mit einem zentrischen Zapfen 151 versehen, der in einer komplementären Sackbohrung 152 im Kolben 139 läuft. Die rechte Stirnseite des Kolbens 145 ist ferner mit Axiallagern 143 versehen, die an der linken Stirnseite des Kolbens 139 anliegen. Die Axiallager 153 sind beispielsweise als Rollenlager oder Kugellager ausgebildet, so daß der drehstarr gelagerte Kolben 145 lediglich unter Rollreibung an dem mit der Vorgelegewelle 15 umlaufenden Kolben 139 reibungsarm anliegt.

Wenn Drucköl in den Kanal 148 eingeleitet wird, wandert der Kolben 145 nach rechts aus und schiebt den Kolben 139 nach rechts vor sich her. Der Hebel 135 wird dann durch den Bund 138 verschwenkt, wobei der Bewegungsablauf des Hebels 135 dem Bewegungsablauf des Hebels 95 entspricht, wie dies weiter oben zu den Fig. 4 und 5 im einzelnen erläutert wurde, so daß zur Vermeidung von Wiederholungen hier darauf verzichtet werden kann.

Im Ergebnis wird bei Einleitung eines Drucköls in den Kanal 148 die durch die Kupplungsflächen 127, 128 gebildete Kegel kupplung geöffnet, so daß der zweite Freilauf 42 wirksam werden kann, während im drucklosen Zustand des Kanals 148 die Kegel kupplung unter der Wirkung der Tellerfeder 129 geschlossen ist und das zweite Zahnrad 41 in jenem Fall drehstarr mit der Vorgelegewelle 15 umläuft.

Fig. 7 zeigt schließlich noch eine Variante einer Betätigungs einheit 33 a, wie sie alternativ zur Betätigungseinheit 33 der Fig. 3 bis 5, aber auch alternativ zur Betätigungseinheit 43 der Fig. 6, letzteres unter entsprechender Anpassung der Betätigungselemente, verwendet werden kann. In Fig. 7 sind Teile, die den zuvor anhand der Fig. 3 bis 6 geschilderten Ausführungsbeispielen entsprechen, mit denselben Bezugszeichen unter Hinzufügung eines "a" bezeichnet.

Die Abweichungen zu den Betätigungseinheiten 33 und 43 sind folgende:

Zunächst erkennt man aus Fig. 7, daß der Ringflansch 84 a über eine erste Verzahnung 160 mit der Welle 32 a drehstarr verbunden ist. Eine zweite Verzahnung 161 sorgt für eine drehstarre Verbindung der Welle 32 a mit dem Kegelkupplungsteil 87 a, so daß die in Fig. 3 erkennbare Verbindung mittels der Bolzen 86 entbehrlich ist.

Das linke freie Ende der Welle 32 a ist vorzugsweise mit einer Mehrzahl von radialen Bohrungen 162 versehen, in der ein oder mehrere, z. B. drei über den Umfang verteilte Bolzen 163 in radialer Richtung zur Welle 32 a laufen können. Das obere freie Ende des Bolzens 163 wird in radialen Laufflächen geführt, und zwar in einer ersten Lauffläche 164 am Ringflansch 84 a sowie einer zweiten Lauffläche 165 am Kegelkupplungsteil 87 a. Diese zweite Lauffläche 165 geht nach oben in eine Schrägfläche 166 über, deren Neigungswinkel dem halben Konuswinkel eines ersten Konus 167 entspricht, in den der Bolzen 163 am oberen Ende ausläuft. Am unteren Ende läuft der Bolzen 163 in einen zweiten Konus 168 aus, der seinerseits an einem dritten Konus 169 eines axial verschiebbaren Kolbens 170 anliegt. Der Kolben 170 läuft in einer axialen Bohrung 171 der Welle 32 a und wird zur Erzeugung einer Vorspannung von einer ebenfalls axial verlaufenden Wendelfeder 172 in Fig. 7 nach links gedrückt.

Die Kolbenstange 99 a läuft an ihrem rechten Ende in einen scheibenförmigen Bund 173 aus, der mit einem zentralen, axialen Zapfen 174 versehen ist. Der Zapfen 174 führt ein Axiallager 175 zwischen der Scheibe 173 und dem Kolben 170.

Die Wirkungsweise der Betätigungseinheit 33 a ist wie folgt:

In der in Fig. 7 gezeigten Ausgangsstellung wird das Kegelkupp lungsteil 87 a unter der Wirkung der Tellerfeder 90 a nach rechts gedrückt, so daß die konischen Kupplungsflächen 88 a und 89 unter Reibschluß aneinanderliegen. Infolge der zweiten Verzah nung 161 bedeutet dies eine drehstarre Verbindung von Glocken teil 81 und Welle 32 a.

Wird nun die Kolbenstange 99 a nach rechts ausgelenkt, gelangt der Bund 173 über das Axiallager 175 in Anlage an den Kolben 170 und schiebt diesen ebenfalls nach rechts. Auf dem dritten Konus 169 gleitet nun der zweite Konus 168 des Bolzens 163 und verschiebt diesen nach oben. Der erste Konus 167 drückt nun links gegen die Schrägfläche 166 und drückt das Kegelkupp lungsteil 87 a gegen die Wirkung der Tellerfeder 90 a nach links.

Die Kupplungsflächen 88 a und 89 lösen sich infolgedessen voneinander, so daß zwischen diesen Flächen 88 a, 89 ein Luft spalt entsteht, der den Reibschluß aufhebt.

Auf diese Weise stellt sich eine Wirkung ein, wie sie weiter oben zu Fig. 5 im einzelnen beschrieben wurde.

Es versteht sich, daß statt der Kolbenstange 99 a in Fig. 7 auch eine Anordnung mit einem druckmittelbetätigten Kolben nach Art des Kolbens 145 in Fig. 6 eingesetzt werden kann, so daß die Betätigungseinheit 33 a in entsprechender Weise auch für den zweiten Freilauf 42 eingesetzt werden kann.

Fig. 8 zeigt nochmals das Getriebe gemäß Fig. 1, wobei der zweite Freilauf 42 in diesem Falle fortgelassen wurde, weil zur Erläuterung des nachstehend geschilderten Verfahrens eine Freilauffunktion an der Vorgelegewelle 15 nicht erforderlich ist, so daß in diesem Falle das zweite Zahnrad 41 a drehstarr auf der Vorgelegewelle 15 sitzen kann.

Das Steuergerät 16 a ist bei diesem Ausführungsbeispiel dadurch etwas modifiziert, daß auch Steuerausgänge "54", "66" und "75" vorgesehen sind, wodurch angedeutet werden soll, daß das Steuergerät 16 a auch die Schaltgabeln 54, 66 und 75 betätigen können soll, also ein ferngesteuertes Betätigen der Schaltmuffen 51, 63 und 72 möglich ist. Es versteht sich, daß das Steuergerät 16 a seine Steuer- bzw. Betätigungsfunktionen auf elektrischem, hydraulischem, pneumatischem oder sonstigem Wege vornehmen kann.

Wenn das mit dem Doppelkupplungsgetriebe 10 a ausgerüstete Fahrzeug nach dem erfindungsgemäßen Verfahren angefahren werden soll, erzeugt das Steuergerät 16 a an seinen Ausgängen Signale derart, daß beide Kupplungen 23 und 24 geschlossen werden, daß der erste Freilauf 31 aktiviert wird und daß die zweite Schaltmuffe 63 in die linke Position (I in Fig. 1) sowie die dritte Schaltmuffe 72 in die linke Position (I in Fig. 1) geschaltet wird.

Dies bedeutet, daß gleichzeitig der erste und der Kriechgang eingelegt sind. In Fig. 8 ist mit einem einfachen Pfeil in den Getriebeelementen der Kraftfluß des ersten Ganges über die Elemente 11-24-36-40-41 a -15-70-69-71-72- 13 dargestellt, während mit einem Doppelpfeil der Kraftfluß im Kriechgang über die Elemente 11-23-31-32-47-48- 61-60-62-63-15-70-69-71-72-13 bezeichnet ist.

Die zugehörigen Verhältnisse sind in den Fig. 9 bis 14 gezeigt.

Fig. 9 zeigt einen Drehzahl (n)/Zeit (t)-Verlauf und man erkennt, daß die Motordrehzahl n _M bzw. n ₁₁ konstant angenommen wird. Mit den jeweils auf positiven logischen Werten geschal teten Steuersignalen S ₂₃, S ₃₁, S ₆₃, S ₂₄ und S ₇₂ ist angedeutet, daß die erste Kupplung 23, der erste Freilauf 31, die zweite Schaltmuffe 63 für den Kriechgang sowie die zweite Kupplung 24 und die dritte Schaltmuffe 72 für den ersten Gang eingeschal tet sind.

Infolge dieses Zustandes des Doppelkupplungsgetriebes 10 a steigen die über die jeweilige Getriebeübersetzung von der Ausgangswelle 13 übersetzten Drehzahlen n ₃₂ der Welle 32 sowie n ₃₆ der ersten Hohlwelle 36 an. In diesem in Fig. 9 mit A bezeichneten Zeitbereich ergeben sich Drehzahldifferenzen Δ ₁ n bzw. Δ ₂ n zwischen der Welle 32 bzw. der ersten Hohlwelle 36 und der Eingangswelle 11 bzw. des Umlauf teils 20. Im Zeitbereich A schleifen also beide Kupplungen mit den genannten Drehzahldifferenzen Δ ₁ n bzw. Δ ₂ n und das Reibmoment wird folglich auf die Beläge beider Kupplungen 23 und 24 aufgeteilt.

Zum Zeitpunkt t ₁ erreicht die höher übersetzte Drehzahl n ₃₂ am Ausgang der ersten Kupplung 23 deren Eingangsdrehzahl n ₁₁. Würde man nun die erste Kupplung 23 weiterhin geschlossen halten, so würde dies eine Zirkulation des Antriebsmomentes im Doppelkupplungsgetriebe 10 a zur Folge haben, wobei über die Getriebeelemente des Kriechganges ein Teil des Antriebs momentes auf die erste Kupplung 23 zurückfließen würde, die dann mit negativer Drehzahldifferenz Δ _n arbeiten würde.

Dieses unerwünschte Ergebnis wird dadurch vermieden, daß zum Zeitpunkt t ₁ der erste Freilauf 31 wirksam wird, weil nun die Drehzahl n ₃₂ der Welle 32 die Drehzahl n ₁₁ des Umlaufteils 20 bzw. der ersten Kupplungshälfte der ersten Kupplung 23 über steigt. In Fig. 9 ist der zugehörige Bereich schraffiert als Freilaufbereich 178 bezeichnet. Im zugehörigen Zeitbereich B ist somit für die Einkupplung des ersten Ganges nur die zweite Kupplung 24 verantwortlich, deren Ausgang, d. h. die erste Hohlwelle 36, mit der Drehzahl n ₃₆ umläuft, die noch niedriger ist als die Antriebsdrehzahl n ₁₁.

Erst zum Zeitpunkt t ₂ erreicht die Drehzahl n ₃₆ die Antriebs drehzahl n ₁₁, so daß in diesem Zeitpunkt t ₂ der Einkuppelvorgang und damit der Anfahrvorgang beendet werden kann.

Im Diagramm der Schaltsignale S gemäß den Fig. 10 und 14 drückt sich dies dadurch aus, daß zum Zeitpunkt t ₂ durch Abfall des Signals S ₂₃ die erste Kupplung 23 bzw. durch Abfall der Signale S ₃₁ und S ₆₃ der erste Freilauf 31 sowie die zweite Schaltmuffe 63 ausgeschaltet werden können. Die Signale S ₂₄ und S ₇₂ für die zweite Kupplung 24 und die dritte Schaltmuffe 72 bleiben hingegen logisch positiv, weil der erste Gang eingeschaltet bleibt, bis dann später in einen noch höheren Gang umgeschaltet wird.

In Fig. 10 ist mit 179 angedeutet, daß nach einer Alternative zu dem vorstehend beschriebenen Vorgehen auch bereits zum Zeitpunkt t ₁ die erste Kupplung 23 geöffnet werden kann, indem man das Signal S ₂₃ zum Zeitpunkt t ₁ auf Null absinken läßt. In diesem Falle würde der Kraftfluß des bis zum Zeitpunkt t ₁ am Anfahrvorgang beteiligten Kriechganges bereits zum Zeit punkt t ₁ mechanisch aufgetrennt, so daß es eines Freilaufs 31 nicht bedarf, weil eine Zirkulation des Antriebsmoments auch durch Öffnen der ersten Kupplung 23 verhindert werden kann.

Fig. 15 zeigt eine Variante des Doppelkupplungsgetriebes 10 gemäß Fig. 1 bzw. 10 a gemäß Fig. 8, bei der modifizierte Teile durch Hinzufügen eines "b" zum Bezugszeichen der Fig. 1 und 8 gekennzeichnet sind.

Man erkennt, daß die zweite Kupplungshälfte 30 b der ersten Kupplung 23 ohne einen Freilauf, d. h. drehstarr, auf der Welle 32 sitzt. Allerdings ist in diesem Falle das sechste Zahnrad 60 b so modifiziert, daß es über einen Freilauf 31 b auf der zweiten Hohlwelle 61 b sitzt.

Die Wirkung dieser Anordnung ist - mutatis mutandis - dieselbe, wie sie zuvor anhand der Fig. 8 erläutert wurde, weil auch beim Vorsehen des Freilaufs 31 b im abtriebsseitigen Zahnrad 60 b des Kriechganges die Wirkung erzielt wird, daß eine Zirku lation des Antriebsmoments im Doppelkupplungsgetriebe 10 b ausgehend von der Vorgelegewelle 15 vermieden wird. Während beim Ausführungsbeispiel der Fig. 8 alle Getriebeteile des Kriechganges noch mit der höheren Drehzahl umlaufen und die Entkopplung des Kraftflusses erst im Bereich der ersten Kupplung 23 durch den ersten Freilauf 31 stattfindet, sind beim Ausfüh rungsbeispiel der Fig. 15 die Getriebeteile des Kriechganges überhaupt nicht mehr eingeschaltet, weil bereits an der zweiten Hohlwelle 61 b durch den jetzt vorgesehenen Freilauf 31 b die Einleitung eines Moments von der Ausgangswelle 13 in die Getriebeteile des Kriechganges verhindert wird.

Fig. 16 zeigt eine weitere Variante des Doppelkupplungsgetriebes 10 c, bei dem alle abweichenden Komponenten durch Hinzufügen eines "c" zum Bezugszeichen kenntlich gemacht sind.

Man erkennt, daß die zweite Kupplungshälfte 30 c wiederum ohne Freilauf, d. h. drehstarr, auf der Welle 32 sitzt. Die Kupplungs hälften 21 und 30 c der ersten Kupplung 23 stehen mit Drehzahl sensoren 180, 181 in Verbindung, die ihrerseits an einen Komparator 182 mit Ausgangsanschluß 183 angeschlossen sind. Entsprechendes gilt für die Kupplungshälften 22, 35 der zweiten Kupplung 24, die mit Drehzahlsensoren 184, 185 in Verbindung stehen und es ist wiederum ein Komparator 186 mit Ausgangsan schluß 187 vorgesehen.

Es ist leicht einsehbar, daß bei dem ausführlich zu Fig. 8 erläuterten Fall des Anfahrens im ersten Gang mittels der Drehzahlsensoren 180, 181 die Differenzdrehzahl Δ ₁ n und mittels der Drehzahlsensoren 184, 185 die Differenzdrehzahl Δ ₂ n gemäß Fig. 9 erfaßt werden können.

Zum Zeitpunkt t ₁ der Fig. 9 spricht der Komparator 182 mit seinem Ausgangsanschluß 183 an, während der Komparator 186 mit seinem Ausgangsanschluß 187 zum Zeitpunkt t ₂ anspricht.

Verbindet man nun die Ausgangsanschlüsse 183 und 187 mit dem Steuergerät 16 a, so können die mit 179 bezeichneten Schaltvor gänge in den in Fig. 10 und 12 bis 14 durchgeführt werden. Es kann also in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Komparators 182 zum Zeitpunkt t ₁ die erste Kupplung 23 geöffnet und gleich zeitig die zweite Schaltmuffe 63 durch Betätigen der zweiten Schaltgabel 66 gelöst und dann der Kraftfluß im Kriechgang aufgetrennt werden. Bei Ansprechen des zweiten Komparators 186 kann hingegen das Ende des Rutschvorganges erkannt werden.

Es versteht sich, daß der grundsätzliche erfinderische Gedanke, beide Kupplungen eines Doppelkupplungsgetriebes gleichzeitig während eines Rutschvorganges einzusetzen, unabhängig von den zuvor geschilderten konkreten Ausführungsbeispielen ist. So ist eine Vielzahl von Varianten denkbar, wonach in einem Doppelkupplungsgetriebe selektiv Kraftflüsse ein- und ausge schaltet werden können, um das gleichzeitige Wirksamwerden zweier Gänge und damit zweier Kupplungen zu bewirken bzw. wieder zu beenden.

Es versteht sich ferner, daß in der vorstehenden Erläuterung der Ausführungsbeispiele lediglich als bevorzugtes Ausfüh rungsbeispiel auf den Vorgang des Anfahrens des Kraftfahrzeuges hingewiesen wurde, während offensichtlich ist, daß die er finderischen Gedanken auch bei anderen Umschaltvorgängen im Getriebe eingesetzt werden können. Auch zum Herstellen eines Kriechganges, beispielsweise für eine Kriechfahrt in einem Stau, kann in der beschriebenen Weise vorgegangen werden, indem gleichzeitig, nacheinander oder in abwechselnder Folge beide Kupplungen der Doppelkupplung beaufschlagt werden, um das Fahrzeug über längere Zeit im Reibbereich der Kupplungen betreiben zu können, ohne die Kupplungen thermisch und mecha nisch zu überlasten.

Es versteht sich ferner, daß die vorstehend erläuterten Varian ten des konstruktiven Aufbaus und der konstruktiven Anordnung der Freiläufe im Doppelkupplungsgetriebe ebenfalls erfindungs wesentlich sind, in dem Ausmaße, wie die Funktion der Freiläufe für das erfindungsgemäße Verfahren bzw. erfindungsgemäße Doppelkupplungsgetriebe benötigt werden.

Claims

1. Verfahren zum Einstellen eines Doppelkupplungsgetriebes (10) eines Kraftfahrzeuges, mit einer Eingangswelle (11) und einer Ausgangswelle (13), die über stirnrad verzahnte und selektiv in Eingriff bringbare Zahnradpaare (40/41, 47/48, 53/60, 68/65, 69/70, 74/77/78) miteinander verbindbar sind, mit einer ersten und einer zweiten Kupplung (23, 24), deren erste Kupplungshälften (21, 22) drehstarr mit der Eingangswelle (11) und deren zweite Kupplungshälften (30, 35) mit einer Welle (32) bzw. einer die Welle (32) umgebenden Hohlwelle (36) verbunden sind, und mit Schaltmitteln (16) zum Betätigen der Kupplungen (23, 24), um den Kraftfluß zwischen Eingangs- und Ausgangswelle (11, 13) in einem Gang über die erste Kupplung (23), die Welle (32), Schalt muffen (51, 63, 72) und einen ersten Satz Zahnradpaare (47/48, 53/60, 69/70, 74/77/78) bzw. in einem benach barten Gang über die zweite Kupplung (24), die Hohlwelle (36), Schaltmuffen (51, 63, 72) und einen zweiten Satz Zahnradpaare (40/41, 47/48, 53/60, 68/65, 69/70, 74/77/ 78) zu führen, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anfahren des Kraftfahrzeuges die zugehörige eine Kupplung (24) und eine zugehörige Schaltmuffe (72) des einen Ganges und gleichzeitig die andere Kupplung (23) und eine Schaltmuffe (63, 72) eines weiteren, der anderen Kupplung (23) zugehörigen Ganges betätigt werden und daß dann, wenn die Ausgangsdrehzahl (n ₃₂, n ₃₆) der Kupplung (23, 24) eines der Gänge deren Eingangsdrehzahl (n ₁₁) er reicht, der Kraftfluß in diesem Gang aufgetrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gänge benachbart sind und daß der Kraftfluß im niedrigeren Gang aufgetrennt wird.

3. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Auftrennung des Kraftflusses ein Freilauf (31; 31 b) verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsdrehzahl (n ₁₁) sowie die Ausgangsdrehzahl (n ₃₂, n ₃₆) erfaßt werden und daß bei Drehzahlgleichheit die Kupplung (23, 24) geöffnet wird.

5. Doppelkupplungsgetriebe mit einer Eingangswelle (11) und einer Ausgangswelle (13), die über stirnradverzahnte und selektiv in Eingriff bringbare Zahnradpaare (40/41, 47/48, 53/60, 68/65, 69/70, 74/77/78) miteinander verbindbar sind, mit einer ersten und einer zweiten Kupplung (23, 24), deren erste Kupplungshälften (21, 22) drehstarr mit der Eingangswelle (11) und deren zweite Kupplungshälften (30, 35) mit einer Welle (32) bzw. einer die Welle (32) umgebenden Hohlwelle (36) verbunden sind, und mit Schaltmitteln (16) zum Betäti gen der Kupplungen (23, 24), um den Kraftfluß zwischen Eingangs- und Ausgangswelle (11, 13) in einem Gang über die erste Kupplung (23), die Welle (32), Schalt muffen (51, 63, 72) und einen ersten Satz Zahnradpaare (47/48, 53/60, 69/70, 74/77/78) bzw. in einem benach barten Gang über die zweite Kupplung (24), die Hohlwelle (36), Schaltmuffen (51, 63, 72) und einen zweiten Satz Zahnradpaare (40/41, 47/48, 53/60, 68/65, 69/70, 74/77/ 78) zu führen, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem über die Kupplungen (23, 24) laufenden Kraftfluß eines niedrigeren Ganges ein Freilauf (31, 31 b) einge schaltet ist.

6. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Freilauf (31) zwischen die zweite Kupplungshälfte (30) der ersten Kupplung (23) und die Welle (32) geschaltet ist.

7. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Freilauf (31 b) zwischen der Abtriebs welle (13) und einem auf der Vorgelegewelle (15) an geordneten Zahnrad (60 b) angeordnet ist.

8. Doppelkupplungsgetriebe mit einer Eingangswelle (11) und einer Ausgangswelle (13), die über stirnradverzahnte und selektiv in Eingriff bringbare Zahnradpaare (40/41, 47/48, 53/60, 68/65, 69/70, 74/77/78) miteinander verbindbar sind, mit einer ersten und einer zweiten Kupplung (23, 24), deren erste Kupplungshälften (21, 22) drehstarr mit der Eingangswelle (11) und deren zweite Kupplungshälften (30, 35) mit einer Welle (32) bzw. einer die Welle (32) umgebenden Hohlwelle (36) verbunden sind, und mit Schaltmitteln (16) zum Betätigen der Kupplungen (23, 24), um den Kraftfluß zwischen Eingangs- und Ausgangswelle (11, 13) in einem Gang über die erste Kupplung (23), die Welle (32), Schalt muffen (51, 63, 72) und einen ersten Satz Zahnradpaare (47/48, 53/60, 69/70, 74/77/78) bzw. in einen benach barten Gang über die zweite Kupplung (24), die Hohlwelle (36), Schaltmuffen (51, 63, 72) und einen zweiten Satz Zahnradpaare (40/41, 47/48, 53/60, 68/65, 69/70, 74/77/ 78) zu führen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupp lungshälften (21, 30 c) der Kupplung (23) eines Ganges mit Drehzahlsensoren (180, 181) versehen sind, daß die Drehzahlsensoren (180, 181) mit einem Komparator (182) zusammenarbeiten und daß der Komparator (182) an die Schaltmittel (16 a) angeschlossen ist.