DE60315756T2

DE60315756T2 - Doppelkupplungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE60315756T2
Application number: DE60315756T
Authority: DE
Inventors: Giovanni Tornatore; Cesare Sola; Fabrizio Girola
Original assignee: Magneti Marelli Powertrain SpA
Current assignee: Marelli Europe SpA
Priority date: 2002-06-07
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2008-06-05
Anticipated expiration: 2023-06-06
Also published as: US6857513B2; DE60315756D1; EP1369613A1; ITTO20020480A0; BR0302214A; US20040045782A1; EP1369613B1; ITTO20020480A1; ES2291561T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Doppelkupplungsgetriebeeinheit für die Übertragung von Bewegung in einem Motorfahrzeug vom Motor zu einem automatischen Wechselgetriebe, das mit zwei Reihen von Zahnrädern versehen ist, insbesondere einer Reihe von geraden Zahnrädern und einer Reihe von ungeraden Zahnrädern.
Diese automatischen Wechselgetriebe machen es möglich, das Fehlen von Traktion der Räder während eines Gangwechsels zu kompensieren, und zwar aufgrund der Tatsache, dass sie von zwei Kupplungen betätigt werden, die so gesteuert sind, dass sie die Bewegung selektiv übertragen, einerseits für die geraden Zahnräder und andererseits für die ungeraden Zahnräder.
Bei bekannten Lösungen sind die beiden Kupplungen mit einem Ölbad versehen und vollständig unabhängig voneinander, d.h. sie werden von ganz bestimmten und getrennten Vorrichtungen betätigt, von denen jede eine Betätigungseinheit, eine Steuervorrichtung, die beispielsweise durch Fluidzufuhr und Elektroventile betätigt wird, wenn es sich bei der Betätigungseinheit um einen ölhydraulischen Typ handelt, und einen Sensor zum Steuern des Hubes dieser Betätigungseinheit umfasst. Darüber hinaus üben bei den vorstehend beschriebenen bekannten Lösungen die Betätigungseinheiten keine Kraft auf die Kupplungen aus, wenn sich das Fahrzeug im stationären Zustand befindet und der Motor ausgeschaltet ist, wodurch der Motor des Motorfahrzeuges von beiden Wechselgetrieben und auf diese Weise von den Rädern getrennt ist.
Die vorstehend beschriebenen bekannten Lösungen sind relativ komplex, da sie eine relativ große Zahl von Komponenten benötigen, um die beiden Kupplungen unabhängig voneinander zu betätigen und zu steuern.
Ferner ist die Anzahl der Komponenten des Motorfahrzeuges hoch, da es erforderlich ist, eine zusätzliche Parkvorrichtung eines automatischen Typs vorzusehen, beispielsweise vom Gesperretyp, die die Räder unter der Steuerung eines komplexen Steuer- und Befehlssystems im gebremsten Zustand hält, wenn sich das Motorfahrzeug bei ausgeschaltetem Motor auf einer geneigten Straße befindet.
Die DE 3327984 A1 beschreibt eine Doppelreibungskupplung, die zwei Kupplungsscheiben aufweist, von denen eine mit Hilfe einer Druckfeder gegen die Reibfläche des Kupplungsgehäuses gepresst wird. Eine zweite Druckplatte ist frei schwimmend gelagert. Die beiden Kupplungen werden mit Hilfe eines einzigen Auslösehebels betätigt. Bei Betätigung des Auslösehebels wird die erste Druckplatte als erstes verschoben und überwindet die Kraft der Druckfeder, so dass die erste Kupplung auf diese Weise ausgerückt wird. Wenn der gleiche Auslösehebel weiterbewegt wird, verschiebt er die zweite Druckplatte, bis diese mit der zweiten Kupplungsscheibe in Kontakt tritt. Bei Aufbringung eines geeigneten Drucks auf den Auslösehebel wird eine Reibungsverbindung durch Ausbildung einer Reibungsverbindung zwischen der zweiten Druckplatte, der zweiten Kupplungsscheibe und der am Gehäuse fixierten zugehörigen Reibfläche hergestellt.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Doppelkupplungsgetriebeeinheit für ein Motorfahrzeug zu schaffen, die es möglich macht, die vorstehend aufgezeigten Probleme auf einfache und wirtschaftliche Weise zu lösen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Doppelkupplungsgetriebeeinheit für ein Motorfahrzeug gemäß den beigefügten Patentansprüchen geschaffen.
Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert, die eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung zeigen. Hiervon zeigen:
1 ein Blockdiagramm, das ein Motorfahrzeug zeigt, das mit einer bevorzugten Ausführungsform einer Doppelkupplungsgetriebeeinheit der vorliegenden Erfindung versehen ist;
2 einen schematischen Schnitt, der die Doppelkupplungsgetriebeeinheit zeigt, die mit einem Wechselgetriebe des Motorfahrzeuges verbunden ist;
3 einen Schnitt in einem vergrößerten Maßstab und mit aus Klarheitsgründen entfernten Teilen durch die Doppelkupplungsgetriebeeinheit der 2; und
4 und 5 Diagramme, die die Funktionsweise der Getriebeeinheit der Figur zeigen.
In den Zeichnungen ist eine Doppelkupplungsgetriebeeinheit für ein Motorfahrzeug 3 (schematisch in 1 dargestellt), das eine Brennkraftmaschine 4 und ein Wechselgetriebe 5 aufweist, mit 1 bezeichnet.
Das Wechselgetriebe 5 eines bekannten Typs, das schematisch dargestellt ist, besitzt eine bestimmte Anzahl von Zahnrädern, die einem bestimmten Übersetzungsverhältnis entsprechen, und hat eine Bewegungsausgangswelle 6, die die Antriebsräder des Motorfahrzeuges 3 drehbar antreiben kann, sowie zwei Bewegungseingangswellen 9, 10 (2), die koaxial angeordnet und eine innerhalb der anderen untergebracht sind. Die Wellen 9, 10 sind über entsprechende Züge 7, 8 von Zahnrädern, welche entsprechenden Reihen von Gängen, beispielsweise geraden Gängen und ungeraden Gängen, zugeordnet sind, mit der Welle 6 verbunden.
Jede Reihe von Gängen wird über eine Eingriffsbetätigungsvorrichtung 11, 12 (1) in Abhängigkeit von einer vom Fahrzeuglenker mit Hilfe eines Hebels 13, der im Fahrgast abteil des Motorfahrzeuges 3 angeordnet ist, gewählten Einstellung gesteuert.
Gemäß 1 besitzt das Motorfahrzeug 3 des weiteren eine Anlage 14, die eine Betätigungsvorrichtung 15 der Einheit 1 bewegen kann. Eine elektronische Befehls- und Steuereinheit 16, die Signale empfängt, welche das Funktionieren des Motors 4, des Wechselgetriebes 5 und der Einheit 1 sowie die Einstellung des Hebels 13 anzeigen, bearbeitet die mit diesen Signalen korrelierten Daten und steuert dann die Vorrichtungen 11, 12, 15, um die Gänge des Wechselgetriebes 5 zu verändern und die beiden Kupplungen der Einheit 1 zu betätigen.
Die Wellen 9, 10 des Wechselgetriebes 5 werden von der Einheit 1 drehbar angetrieben. Diese Einheit ist in Bezug auf die Achse des Getriebes 23 axialsymmetrisch angeordnet, so dass der in 3 nicht gezeigte Teil im wesentlichen zu dem gezeigten Teil identisch und symmetrisch ist.
Wie in 3 gezeigt, ist die Einheit 1 axial zwischen dem Wechselgetriebe 5 und einem Schwungrad 25 angeordnet, das drehbar vom Motor 4 angetrieben wird, in einem glockenförmigen Gehäuse 27 untergebracht, das starr mit dem Wechselgetriebe 5 verbunden ist, und umfasst zwei Bewegungsausgangswellen, die von den Endabschnitten der Wellen 9 und 10 gebildet sind, die Bezugszeichen 29 und 30 tragen und sich durch eine Basiswand 31 des Gehäuses 27 erstrecken.
Die Welle 30, die beispielsweise den geraden Gängen zugeordnet ist, ist im Inneren hohl ausgebildet und umfasst einen extern genuteten Zwischenabschnitt 32 sowie einen Endabschnitt 33, der extern von einer zylindrischen Fläche begrenzt wird, während die Welle 29, die beispielsweise den ungeraden Gängen zugeordnet ist, sich durch die Welle 30 erstreckt und einen extern genuteten Endabschnitt 34 aufweist, der in einer Axialposition benachbart zum Schwungrad 25 und zur Außenseite der Welle 30 angeordnet ist.
Die Abschnitte 34, 32 werden von entsprechenden Kupplungsvorrichtungen 39, 40 drehbar angetrieben. Diese Kupplungsvorrichtungen besitzen gemeinsam einen glockenförmigen Korpus 45, der starr mit dem Schwungrad 25 in einer nicht dargestellten Weise verbunden ist und eine zylindrische Seitenwand 46, die sich in vorstehender Weise vom Schwungrad 25 erstreckt, sowie eine Basiswand 47 aufweist, die starr mit der Wand 46 ausgebildet ist und sich radial in vorstehender Weise von der Wand 46 in Richtung auf die Welle 30 in eine vom Schwungrad 25 axial beabstandete Position erstreckt. Der Korpus 45 und das Schwungrad 25 bilden einen Raum zwischen sich, der axial in zwei Gehäuse 48, 49 durch eine Wand 50 unterteilt ist, welche starr mit der Wand 46 ausgebildet ist, sich in vorstehender Weise von dieser Wand 46 erstreckt und in einem ringförmigen Vorsprung 51 in Richtung der Welle 30 endet.
Die Kupplungsvorrichtungen 39, 40 umfassen entsprechende „Scheibendruckringe" 52, 53, die in den Gehäusen 48 und 49 untergebracht sind, und entsprechende Kupplungsscheiben 56, 57, die mit den Abschnitten 34, 32 auf winklig fixierte und axial gleitende Weise verbunden sind und entsprechende Reibabschnitte 58, 59 aufweisen, die axial zwischen dem Ring 52 und dem Schwungrad 25 und zwischen dem Ring 53 und der Wand 47 angeordnet sind.
Die Kupplungsvorrichtungen 39, 40 umfassen ferner entsprechende Tellerfedern 60, 61, d.h. vom Belleville-Typ, die entsprechende äußere Ringabschnitte 62, 63 aufweisen, welche in den Sitzen 48 und 49 in einer Zwischenaxialposition zwischen der Wand 50 und den Ringen 52 und 53 untergebracht sind. Die Federn 60, 61 besitzen des weiteren entsprechende Zwischenringabschnitte 64, 65, die so angeordnet sind, dass sie auf dem Vorsprung 51 gelagert sind, und entsprechende innere Ringabschnitte, die jeweils von einer Vielzahl von im wesentlichen radialen Lamellen 66, 67 gebildet sind.
Die Lamellen 66 wechseln sich mit den Lamellen 67 in Umfangsrichtung ab, so dass sie sich in einer Ruheposition der Einheit 1 axial mit den Lamellen 67 schneiden und auf die Wand 31 weisen, während die Lamellen 67 axial auf das Schwungrad 25 weisen.
Die Lamellen 66 und 67 werden von der Vorrichtung 15 betätigt, die eine einfach wirkende ölhydraulische lineare Betätigungseinheit 70 aufweist, die sich entlang der Achse erstreckt und eine Ringkammer 71 besitzt, die von einer festen Struktur 73, die um die Welle 30 angeordnet ist, und von einem Kolben 74 gebildet wird. Die Struktur 73 umfasst insbesondere die Wand 31, eine äußere Umhüllung 75 und eine inner Umhüllung 76, die sich auf vorstehende Weise und starr von der Wand 31 erstreckt, radial auf die Welle 30 weist und axial in Bezug auf die Umhüllung 75 vorsteht. Die Umhüllung 75 ist starr mit der Wand 31 verbunden und wird von einem Kanal 77 gequert, der die Kammer 71 mit der Anlage 14 in Verbindung bringt und mit einem Proportionaldurchflusselektroventil 78 (schematisch in 1 gezeigt) versehen ist, das von der Steuereinheit 16 gesteuert wird, um den Kolben 74 axial zu verschieben.
Der Kolben 74 gleitet auf strömungsmitteldichte Weise auf den Umhüllungen 75, 76 unter den entgegengesetzt gerichteten Axialdrücken der Federn 60, 61 und des Drucks in der Kammer 71 sowie einer in dieser Kammer 71 angeordneten Positionierungsfeder 80, um eine Axialbewegung einer Ruckführhülse 81 zu bewirken, die die Tellerfedern 60, 61 betätigt.
Wie ferner in 3 gezeigt ist, bildet die Hülse 81 einen Teil der Vorrichtung 15, ist axial zur Betätigungseinheit 70 ausgerichtet und umfasst zwei gegenüberliegende Endabschnitte 82, 83, von denen der Abschnitt 83 durch die axiale Zwischenschaltung eines Wälzdrucklagers 85 mit dem Kolben 74 verbunden ist, während der Abschnitt 82 durch den Abschnitt 33 der Welle 30 gleitend gelagert wird und durch axiale Zwischenschaltung eines Wälzlagers 86 mit den Lamellen 66 verbunden ist, wobei dieses Wälzlager sowohl radiale als auch axiale Lasten aufnehmen kann, die gegen den Kolben 74 gerichtet sind. Das Lager 86 umfasst insbesondere einen Außenring 87, der in einer winklig fixierten Position mit dem Abschnitt 82 verbunden ist, sowie einen Innenring 88, der sich relativ zum Ring 87 und der Hülse 81 frei drehen kann und mit axialem Anschlag gegen die Lamellen 66 angeordnet ist.
Die Hülse 81 umfasst ferner einen Zwischenabschnitt 90, der von einer Vielzahl von Sektoren (im Detail nicht gezeigt) gebildet wird, die in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnet sind, sich durch entsprechende Axialschlitze 91 erstrecken, die in der Kupplungsscheibe 57 angeordnet sind, und daher mit dieser Kupplungsscheibe 57 auf axial gleitende und winklig fixierte Weise verbunden sind.
In dem in 3 gezeigten Zustand ist die Betätigungseinheit 70 nicht aktiv, d.h. der Öldruck in der Kammer 71 besitzt einen Wert von Null, und die Feder 80 hält die Hülse 81 in einer mit XO gekennzeichneten axialen Ruhelage, in der der Ring 88 des Lagers 86 in axialem Anschlag an den Lamellen 66 angeordnet ist und die Feder 60 vorgespannt ist, um die Kupplungsvorrichtung 39 vollständig eingerückt zu halten und auf diese Weise ein maximales Motordrehmoment vom Schwungrad 25 auf die Welle 29 zu übertragen, während die Feder 61 axial vom Ring 88 beabstandet und nicht belastet ist, so dass die Kupplungsvorrichtung 40 ausgerückt bleibt.
Durch Einführung von Öl in die Kammer 71 unter der Steuerung des Elektroventils 78 steigt der Druck in dieser Kammer 71 an und infolgedessen bewegt sich die Hülse 81 mit einer axialen Translationsbewegung in Richtung auf das Schwungrad 25, um nacheinander die Federn 60, 61 zu betätigen, die durch Verschwenken um den Vorsprung 51 elastisch verformt werden.
Die 4 und 5 sind Diagramme, die die Funktionsweise der Einheit 1 zeigen.
4 zeigt die Kurven des Motordrehmomentes C1 (als kontinuierliche Linie) und des Motordrehmomentes C2 (als gestrichelte Linie), die von den Kupplungsvorrichtungen 39 und 40 in Abhängigkeit vom Axialhub X der Hülse 81 oder in entsprechender Weise des Ringes 88 des Lagers 86 übertragen werden.
5 zeigt die charakteristischen Kurven der Belleville-Federn 60, 61, d.h. die Kurven der Axialkraft F1 (als kontinuierliche Linie) und der Axialkraft F2 (als gestrichelte Linie), die von der Betätigungseinheit 70 benötigt werden, um die Federn 60 und 61 zu verformen, in Abhängigkeit vom Axialhub X der Hülse 81 oder entsprechend dem Ring 88 des Lagers 86.
Während eines ersten Axialhubabschnittes übt der Ring 88 einen zunehmenden Druck auf die Lamellen 66 aus, um die Axialkraft der Feder 60 auf die Kupplungsscheibe 56 zu reduzieren, wodurch das vom Schwungrad 25 auf die Welle 29 übertragene Motordrehmoment C1 abnimmt, bis der Ring 88 selbst eine mit X1 gekennzeichnete Axialposition erreicht, in der die Kupplungsvorrichtung 39 ausgerückt ist und das Motordrehmoment C1 einen Wert von Null hat.
Während dieses ersten Hubabschnittes hat die Axialkraft F2 einen Wert von Null, während die Axialkraft F1 zunehmend entlang einem Abschnitt der Kurve A1 ansteigt.
In einem zweiten Hubabschnitt von der Position X1 aus sind die Kupplungsvorrichtungen 39, 40 ausgerückt und besitzen die auf die Wellen 29, 30 übertragenen Motordrehmomente C1 und C2 einen Wert von Null, bis der Ring 88 eine durch X2 gezeigte Axialposition erreicht, in der er mit den Lamellen 67 in Kontakt tritt.
Zwischen den Positionen X1 und X2 hat die Axialkraft F2 offensichtlich weiterhin einen Wert von Null, während die Axialkraft F1 einen durch F1MAX gezeigten relativen Maximalwert am Ende des Abschnittes der Kurve A1 erreicht und dann beginnt, entlang einem Abschnitt der Kurve 31 abzufallen.
Aus der Position X2 bewegt sich der Ring 88 über einen dritten Hubabschnitt, in dem er die Lamellen 66 und 67 axial zusammendrückt, wodurch die Axialkraft der Feder 62 auf die Kupplungsscheibe 57 ansteigt und dadurch das vom Schwungrad 25 auf die Welle 30 übertragene Motordrehmoment C2 zunimmt. Der dritte Hubabschnitt endet, wenn der Ring 88 eine durch X3 angegebene Axialposition erreicht, in der das Motordrehmoment C2 einen Maximalwert erreicht.
Zwischen den Positionen X2 und X3 fällt die Axialkraft F1 weiterhin entlang dem Abschnitt der Kurve 31 ab, während die Axialkraft F2 zunehmend entlang einem Abschnitt der Kurve A2 ansteigt.
Auf diese Weise steigt die charakteristische Kurve der Feder 61 zwischen den Positionen X2 und X3 auf monotone Weise an, während die charakteristische Kurve der Feder 60 auf monotone Weise abfällt. Daher besitzt in dem Hubabschnitt, in dem die Kupplungsvorrichtung 39 ausgerückt ist und die Kupplungsvorrichtung 40 eine axiale Betätigungskraft erfordert, die Feder 60 einen relativ mäßigen Einfluss auf die gesamte Axialkraft, die von der Betätigungseinheit 70 gefordert wird und die durch die Summe der Axialkräfte F1 und F2 definiert ist.
In der Hypothese des Axialhubes des Ringes 88 über die Position X3 hinaus würde die Axialkraft F1 am Ende des Abschnittes der Kurve 31 einen durch F1MIN gekennzeichneten Minimalwert erreichen, während die Axialkraft F2 am Ende des Abschnittes der Kurve A2 einen durch F2MAX gekennzeichneten Maximalwert erreichen würde. Vorzugsweise liegt das Verhältnis F1MAX/F1MIN zwischen 1 und 2,5, während das Verhältnis F1MAX/F2MAX zwischen 1 und 1,8 liegt, so dass die Betätigungseinheit 70 eine relativ mäßige Axialkraft benötigt, wenn sie die Kupplungsvorrichtungen 39, 40 zwischen den Positionen X2 und X3 betätigt.
Um jedoch eine Verschiebung des Ringes 88 aus der Position X3 in die Position X0 zu bewirken, lässt man Öl aus der Kammer 71 strömen, um deren Druck zu vermindern, wodurch die Hülse 81 unter der Druckwirkung der Federn 60, 61 in einer Axialrichtung verschoben wird, die zu der vorstehend beschriebenen Axialrichtung entgegengesetzt ist.
Wenn der Fahrzeuglenker den Hebel 13 betätigt, um den Gang zu wechseln, beispielsweise um vom ersten in den zweiten Gang zu schalten, empfängt die Steuereinheit 16 ein Relativsignal vom Hebel 13 und steuert dadurch die Vorrichtung 12 so, dass der erforderliche Gang eingerückt wird, und dann das Elektroventil 78 so, dass das Motordrehmoment für die Welle 29 reduziert und das Motordrehmoment für die Welle 30 erhöht wird, wodurch sich die Hülse 81 und der Ring 88 zunehmend über den gesamten vorstehend beschriebenen Axialhub bewegen.
Die Vorrichtung 15 kann möglicherweise mit einem Positionssensor 39 (schematisch in den 1 und 3 gezeigt) versehen sein, der die Axialposition des Kolbens 74 relativ zur Struktur 73 detektieren und ein relatives Feedbacksignal der Steuereinheit 16 zuführen kann, das die Position der Kupplungsscheiben 56, 57 und damit die Betriebsbedingungen der Einheit 1 bestimmt, um eine Regelung des Elektroventils 78 in Form einer geschlossenen Schleife durchzuführen.
Die Kupplungsvorrichtungen 39, 40 sind mit einer Vorrichtung 95 (schematisch gezeigt) versehen, die zur Selbstjustierung von Spiel aufgrund von Verschleiß während des Betriebes dient. Die Vorrichtung 95 wird von einer Wand 50 gelagert und kompensiert auf automatische Weise Verschleiß in beiden Kupplungsvorrichtungen 39, 40 durch axiales Bewegen nur des Schwenkpunktes, der vom Kontakt zwischen dem Vorsprung 51 und dem Ringabschnitt 64 gebildet wird, ohne die Kupplungsvorrichtung 40 zu betätigen. Wenn man hypothetisch davon ausgeht, dass in beiden Kupplungsvorrichtungen 39, 40 das gleiche Spiel vorhanden ist, wird die Vorrichtung 95 insbesondere so eingestellt, dass sie den vorstehend erwähnten Schwenkpunkt in Axialrichtung über eine Strecke bewegt, die doppelt so groß ist wie das in der Kupplungsvorrichtung 39 vorhandene Spiel.
Wie aus 5 hervorgeht, würde ohne die Vorrichtung 95 das durch Verschleiß entstandene Spiel eine Verschiebung der Kurve der Axialkraft F1 zur linken Seite des Diagramms und eine Verschiebung der Kurve der Axialkraft F2 zur rechten Seite des Diagramms bewirken, was eine Erhöhung der von der Betätigungseinheit 70 benötigten Betätigungskräfte zur Folge hätte. Aufgrund der von der Vorrichtung 95 durchgeführten Selbsteinstellung wird die Kurve der Axialkraft F1 um eine Strecke im Diagramm nach rechts verschoben, die doppelt so groß ist wie die theoretische Strecke, die erforderlich ist, um den Verschleiß nur der Kupplungsvorrichtung 39 zu kompensieren, um der Verschiebung der Kurve der Axialkraft F2 zu „folgen" und auch das Spiel der Kupplungsvorrichtung 40 aufzunehmen.
Aus obigem wird deutlich, dass die Einheit 1 einfach, wirtschaftlich und kompakt ausgebildet ist, da eine der Kupplungsvorrichtungen 39, 40 von einer einzigen Vorrichtung 15, die von einem einzigen Elektroventil 78 gesteuert wird, ausgerückt und die andere in Sequenz eingerückt wird.
Die Vorrichtung 15 besitzt eine geringe Anzahl von Komponenten und ist relativ kompakt ausgebildet, da sie eine einfach wirkende Betätigungseinheit 70 aufweist, die die Kupplungsvorrichtungen 39, 40 durch die axiale Zwischenschaltung einer einzigen Hülse 81 einrückt/ausrückt und koaxial mit der Welle 30 montiert ist, um die Verwendung von Rückführgetrieben zwischen dem Kolben 74 und der Hülse 81 zu vermeiden, während es die Lager 85, 86 möglich machen, die Drehbewegung der Hülse 81 von der des Kolbens 74 und von der der Federn 60, 61 zu entkoppeln.
Die Einheit 1 ist im Vergleich zu den bekannten Lösungen, die mit Ölbad-Kupplungen versehen sind, sehr einfach ausgebildet, da sie Kupplungen eines trockenen Typs benutzt, die relativ wirtschaftlich sind und in großem Umfang auf dem Kraftfahrzeuggebiet Verwendung finden. Die Vorrichtung 15 ist ferner aufgrund der Anordnung und der speziellen strukturellen Lösung der Hülse 81, der Kupplungsscheiben 56, 57 und der Federn 60, 61, zwischen denen die Lamellen 66, 67 angeordnet sind, in Axialrichtung extrem kompakt ausgebildet.
Durch Verwendung der Belleville-Federn 60, 61 mit den vorstehend beschriebenen in 5 gezeigten charakteristischen Kurven ist es möglich, die Abmessungen und die für die Betätigungseinheit 70 und die Anlage 14 benötigte Energie innerhalb von relativ geringen Grenzen zu halten.
Schließlich macht es die Einheit 1 möglich, das Fahrzeug auf geneigten Straßen in einem abgebremsten Zustand zu halten, wenn der Motor ausgeschaltet ist, ohne dass das Fahrzeug 3 weitere Parkgesperre und Steuersysteme zum Blockieren der Räder benötigt, da die Kupplungsvorrichtung 39 vollständig eingerückt ist, wenn die Betätigungseinheit 70 nicht aktiv ist, d.h. nicht gesteuert wird.
Aus vorstehendem wird deutlich, dass Modifikationen und Variationen mit der beschriebenen Einheit 1 durchgeführt werden können, wenn diese nicht vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abweichen.
Insbesondere kann sich die Betätigungseinheit der Vorrichtung 15 von der beschriebenen Betätigungseinheit unterscheiden und beispielsweise von einem pneumatischen oder elektrischen Typ sein, rotatorisch und nicht linear wirken und/oder in einer anderen Position als der bevorzugten beschriebenen Position angeordnet sein.
Die Wellen 29, 30 können von den Wellen 9, 10 getrennt und mit diesen Wellen 9, 10 verbunden sein.
Die beiden Federn 60, 61 können auch anders als dargestellt ausgebildet sein. Sie können beispielsweise im wesentlichen parallel und axial voneinander beabstandet angeordnet sein, anstatt die verschachtelten Lamellen 66, 67 aufzuweisen, und können durch entsprechende Ringe betätigt werden, die von dem Lager 86 getragen werden und unterschiedliche Durchmesser und Axiallängen besitzen. Ferner kann die Axialposition X1 größer sein als die Axialposition X2, um das Fehlen einer Drehmomentübertragung zwischen X1 und X2 zu vermeiden. Die in 5 dargestellte Konfiguration verhindert jedoch eine Ungewissheit in Bezug auf die Größe des übertragenen Drehmomentes in einem hypothetischen Schnittpunkt zwischen den Kurven der Axialkräfte F1 und F2.
Schließlich kann eine Vorrichtung zum Kompensieren des Verschleißes für jede Kupplungsvorrichtung 39, 40 anstelle der einzigen Vorrichtung 95 vorgesehen sein.

Claims

Doppelkupplungsgetriebeeinheit (1) für ein Motorfahrzeug (3), das mit einem automatischen Wechselgetriebe (5) versehen ist, welches eine erste und eine zweite Reihe von Gängen aufweist, wobei die Doppelkupplungsgetriebeeinheit umfasst: ein Drehbewegungseingangselement (45), das von einem Motor (4) des Motorfahrzeuges (3) drehbar angetrieben werden kann, eine erste (29) und eine zweite (30) Bewegungsausgangswelle, die starr mit den entsprechenden Eingangswellen (9, 10) des Wechselgetriebes (5) verbunden werden können und der ersten und zweiten Reihe von Gängen zugeordnet sind, eine erste (39) und eine zweite (40) Kupplungsvorrichtung, die die Bewegung vom Drehbewegungseingangselement (45) auf die erste Ausgangswelle (29) und die zweite Ausgangswelle (30) übertragen können, und eine Betätigungseinrichtung (15) zum Einrücken und Ausrücken der ersten (39) und zweiten (40) Kupplungsvorrichtung, die eine einzige Betätigungsvorrichtung (15) zum Ausrücken von einer Kupplungsvorrichtung und zum nachfolgenden Einrücken der anderen Kupplungsvorrichtung (39, 40) umfasst, wobei die Betätigungsvorrichtung (15) so auf die erste (39) und zweite (40) Kupplungsvorrichtung einwirkt, dass die erste (39) und zweite (40) Kupplungsvorrichtung in einem ersten Zustand gehalten werden, in dem die erste (39) Kupplungsvorrichtung eingerückt und die zweite (40) Kupplungsvorrichtung ausgerückt ist, in einem zweiten Zwischenzustand gehalten werden, in dem sowohl die erste (39) Kupplungsvorrichtung als auch die zweite (40) Kupplungsvorrichtung ausgerückt sind, oder in einem dritten Zustand gehalten werden, in dem die erste (39) Kupplungsvorrichtung ausgerückt und die zweite (40) Kupplungsvorrichtung eingerückt sind.
Getriebeeinheit nach Anspruch 1, bei der die Betätigungsvorrichtung (15) eine einzige Betätigungsvorrichtung (70) umfasst.
Getriebeeinheit nach Anspruch 2, bei der die Betätigungsvorrichtung (15) ein Bewegungselement (81, 86) aufweist, das von der Betätigungsvorrichtung (70) betätigt wird, um sich über einen Hub zu bewegen, der einen ersten Abschnitt (X0, X1), in dem es die erste Kupplungsvorrichtung (39) ausrückt, und einen zweiten Abschnitt (X2, X3), in dem es die zweite Kupplungsvorrichtung (40) einrückt, umfasst.
Getriebeeinheit nach Anspruch 3, bei der sich das Bewegungselement (81, 86) aus einer Ruhestellung bewegen kann, in der die Betätigungsvorrichtung (70) nicht aktiv ist und die erste Kupplungsvorrichtung (39) voll eingerückt ist, um den Motor (4) und die erste Ausgangswelle (29) im Kopplungszustand zu halten.
Getriebeeinheit nach Anspruch 4, bei der die Betätigungsvorrichtung (70) eine einfach wirkende Fluidbetätigungsvorrichtung ist.
Getriebeeinheit nach Anspruch 5, die ein einziges Ventil (78) zum Regulieren des Fluidstromes von und zu der Betätigungsvorrichtung (70) aufweist.
Getriebeeinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei der die erste und zweite Ausgangswelle (29, 30) koaxial miteinander entlang einer Getriebewelle (23) der Einheit (1) angeordnet sind und das Bewegungselement (81, 86) eine Hülse (81) aufweist, die koaxial zur ersten und zweiten Ausgangswelle (29, 30) angeordnet und auf axial gleitende Weise hiermit verbunden ist.
Getriebeeinheit nach Anspruch 7, bei der die Betätigungsvorrichtung (70) koaxial mit der Hülse (81) angeordnet ist.
Getriebeeinheit nach Anspruch 8, bei der die Betätigungsvorrichtung (70) und die Hülse (81) miteinander entlang der Achse des Getriebes (23) ausgerichtet sind.
Getriebeeinheit nach Anspruch 8 oder 9, bei der die Betätigungsvorrichtung (70) eine feste Einheit (73), die koaxial um eine Ausgangswelle (30) angeordnet ist, und einen Kolben (74), der sich axial relativ zu dieser festen Einheit (73) bewegt, umfasst, wobei ein erstes Wälzlager (85) zwischen diesem Kolben (74) und der Hülse (81) angeordnet ist, um eine Relativdrehung hierzwischen zu ermöglichen.
Getriebeeinheit nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei der die erste (39) und die zweite (40) Kupplungsvorrichtung entsprechende Kupplungsscheiben (56, 57), die mit der ersten (29) und der zweiten (30) Ausgangswelle in winklig fixierten und axial gleitenden Positionen verbunden sind, und entsprechende Tellerfedern (60, 61), die vom Bewegungselement (81, 86) betätigt werden und mit den Kupplungsscheiben (56, 57) zusammenwirken, umfassen, wobei die Hülse (81) axial auf der gleichen Seite wie die Tellerfedern (60, 61) angeordnet ist.
Getriebeeinheit nach Anspruch 11, bei der die Tellerfedern (60, 61) axial zwischen den Kupplungsscheiben (56, 57) angeordnet sind und die Hülse (81) eine Vielzahl von Sektoren (90) aufweist, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind und sich axial durch entsprechende Schlitze (91) erstrecken, die in der zweiten Kupplungsscheibe (57) vorgesehen sind.
Getriebeeinheit nach Anspruch 11 oder 12, bei der die Tellerfedern (60, 61) entsprechende innere ringförmige Abschnitte (66, 67) umfassen, die miteinander in einer axial gleitenden und winklig fixierten Weise verbunden sind.
Getriebeeinheit nach Anspruch 13, bei der die inneren ringförmigen Abschnitte (66, 67) entsprechende im wesentlichen radiale Lamellen umfassen, die sich in Umfangsrichtung abwechseln.
Getriebeeinheit nach Anspruch 13 oder 14, bei der das Bewegungselement (81, 86) ein zweites Wälzlager (86) aufweist, das axial zwischen der Hülse (81) und den inneren ringförmigen Abschnitten (66, 67) angeordnet ist, um eine Relativdrehung hierzwischen zu ermöglichen.
Getriebeeinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 15, die Sensoreinrichtungen (93) zur Bestimmung der Position des Bewegungselementes (81, 86) entlang dem Hub und Reguliereinrichtungen (16) zur Regelung der Betätigungsvorrichtung (70) in Abhängigkeit von der detektierten Position aufweist.
Getriebeeinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 16, bei der die erste (39) und die zweite (40) Kupplungsvorrichtung jeweils eine erste (60) und eine zweite (61) Feder umfassen, die beide vom Bewegungselement (81, 86) betätigt werden, um diese Kupplungsvorrichtungen (39, 40) einzurücken/auszurücken, wobei die charakteristische Axialkraft/Verschiebungskurve der zweiten Feder (F2) entlang dem zweiten Hubabschnitt (X2, X3) einen ansteigenden Abschnitt der Kurve (A2) aufweist, während die charakteristische Axialkraft/Verschiebungskurve der ersten Feder (F1) einen abfallenden Abschnitt der Kurve (31) besitzt.
Getriebeeinheit nach Anspruch 17, bei der die charakteristische Axialkraft/Verschiebungskurve der zweiten Feder (F2) entlang dem zweiten Hubabschnitt (X2, X3) auf monotone Weise ansteigt, während die charakteristische Axialkraft/Verschiebungskurve der ersten Feder (F1) auf monotone Weise abfällt.
Getriebeeinheit nach Anspruch 17 oder 18, bei der die charakteristische Axialkraft/Verschiebungskurve der ersten Feder (F1) einen ersten Zweig (A1), der bis zu einem maximalen Kraftwert (F1MAX) ansteigt, und einen nachfolgenden zweiten Zweig (B1), der bis zu einem minimalen Kraftwert (F1MIN) abfällt, aufweist, wobei das Verhältnis zwischen diesen maxima len und minimalen Kraftwerten (F1MAX/F1MIN) zwischen 1 und 2,5 liegt.
Getriebeeinheit nach einem der Ansprüche 17 bis 19, bei der die charakteristischen Axialkraft/Verschiebungskurven der ersten und zweiten Federn (F1, F2) entsprechende Zweige (A1, A2) besitzen, die bis zu einem ersten (F1MAX) und einem zweiten (F2MAX) maximalen Kraftwert ansteigen, wobei das Verhältnis zwischen dem ersten und zweiten maximalen Kraftwert (F1MAX/F2MAX) zwischen 1 und 1,8 liegt.
Getriebeeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, die Einrichtungen (95) zum Kompensieren von Spiel aufgrund von Verschleiß in der ersten und zweiten Kupplungsvorrichtung (39, 40) aufweist, wobei diese Kompensationseinrichtungen (95) nur eine (39) der ersten und zweiten Kupplungsvorrichtung betätigen und so eingestellt sind, dass sie eine Spielgröße kompensieren, die größer ist als das in der betätigten Kupplungsvorrichtung (39) auftretende Spiel.
Getriebeeinheit nach Anspruch 21, bei der die Kompensationseinrichtungen (95) so eingestellt sind, dass sie eine Spielgröße kompensieren, die doppelt so groß ist wie das in der betätigten Kupplungsvorrichtung (39) auftretende Spiel.
Getriebeeinheit (1, 5) für ein Motorfahrzeug (3), die umfasst: ein automatisches Wechselgetriebe (5) mit einer ersten und einer zweiten Reihe von Gängen und einer ersten und einer zweiten Eingangswelle (9, 10), die der ersten und zweiten Reihe der Gänge zugeordnet sind; und eine Doppelkupplungsgetriebeeinheit (1) mit einem Drehbewegungseingangselement (45), das von einem Motor (4) des Motorfahrzeuges (3) drehbar angetrieben werden kann, einer ersten (29) und einer zweiten (30) Bewegungsausgangswelle, die von den Endabschnitten der ersten und zweiten Eingangswelle (9, 10) des Wechselgetriebes (5) gebildet werden, einer ersten (39) und einer zweiten (40) Kupplungsvorrichtung, die die Bewegung vom Drehelement (45) auf die erste Ausgangswelle (29) und die zweite Ausgangswelle (30) übertragen können, und einer Betätigungseinrichtung (15) zum Einrücken und Ausrücken der ersten (39) und zweiten (40) Kupplungsvorrichtung; wobei die Getriebeeinheit (1, 5) dadurch gekennzeichnet ist, dass die Doppelgetriebeeinheit (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist.
Motorfahrzeug (3) mit einer Doppelkupplungsgetriebeeinheit (1) und einem automatischen Wechselgetriebe (5), das zwei von der Getriebeeinheit (1) betätigte Zahngetriebe (7, 8) aufweist, von denen eines den geraden Gängen und das andere den ungeraden Gängen zugeordnet ist; wobei das Motorfahrzeug (3) dadurch gekennzeichnet ist, dass die Getriebeeinheit (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 22 ausgebildet ist.