EP2203664A1 - Getriebewellenanordnung für ein doppelkupplungsgetriebe - Google Patents

Getriebewellenanordnung für ein doppelkupplungsgetriebe

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EP2203664A1
EP2203664A1 EP08787116A EP08787116A EP2203664A1 EP 2203664 A1 EP2203664 A1 EP 2203664A1 EP 08787116 A EP08787116 A EP 08787116A EP 08787116 A EP08787116 A EP 08787116A EP 2203664 A1 EP2203664 A1 EP 2203664A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shaft
hollow shaft
bearing
stub
hollow
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08787116A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Norbert Metten
Thomas Wiesneth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler KG filed Critical Schaeffler KG
Publication of EP2203664A1 publication Critical patent/EP2203664A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/0018—Shaft assemblies for gearings
    • F16H57/0037—Special features of coaxial shafts, e.g. relative support thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/021—Shaft support structures, e.g. partition walls, bearing eyes, casing walls or covers with bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/006—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion power being selectively transmitted by parallel flow paths, e.g. dual clutch transmissions

Definitions

  • the invention relates to a transmission shaft assembly for a dual-clutch transmission, in particular with a driven by a push rod dry double clutch.
  • a dual-clutch transmission for a motor vehicle is known.
  • This dual-clutch transmission comprises an input shaft arrangement with a hollow shaft and a stub shaft mounted therein. On an end journal portion of the hollow shaft designed as a multi-plate clutch coupling device is placed. About this coupling device, a coupling of the hollow shaft can be achieved with the stub shaft.
  • This inserted running gear shaft assembly is mounted on both sides in a transmission housing.
  • a dual-clutch transmission for a motor vehicle which has two concentrically arranged, and connectable via a coupling input shafts which are mounted on both sides in a transmission housing.
  • the invention has for its object to provide solutions by which it is possible to improve the mechanical performance of a dual-clutch transmission, in particular during the change of Kupplungsseingszu- states.
  • This object is achieved by a transmission shaft assembly for a dual-clutch transmission with:
  • a stub shaft is inserted in sections in the hollow shaft and passes through the hollow shaft
  • this transmission shaft assembly is characterized in that the hollow shaft bearing and the Steckwellenzapfenlager are designed as a preloaded bearing, so that over these two bearings, the stub shaft is axially clamped against the hollow shaft.
  • an effective between the hollow shaft and the stub shaft axial bearing means is provided, through which the stub shaft and the hollow shaft are supported against each other.
  • This thrust bearing can be preferably designed as an axial needle bearing, or axial cylindrical roller bearings, and in particular as a tapered or angular contact ball bearings.
  • This thrust bearing is structurally designed such that the axial forces applied by means of the axial clamping of the plug-in shaft and the hollow shaft reliably absorb.
  • This thrust bearing is preferably located in the region of the stub shaft journal bearing end region of the hollow shaft.
  • the hollow shaft may be configured to be integral with the gears carried by the hollow shaft. It is also possible to provide the hollow shaft with flange or pin structures over which the gears rotating with the hollow shaft are secured on the hollow shaft.
  • the respectively provided for axial prestressing of the hollow shaft and the stub shaft bearings are preferably designed as angular contact ball bearings.
  • the applied over these bearings, axial clamping force is preferably adjusted so that this amount corresponds to at least one actuation force, which is required for actuating a seated on the hollow shaft coupling.
  • the axial clamping force is at least 120 N.
  • the stub shaft is preferably mounted radially in the hollow shaft via a plurality of stub shaft bearings. These stub shaft bearings are preferably designed as needle bearings.
  • This thrust bearing can be realized in particular by a double-row angular contact ball bearings.
  • Figure 1 is an axial sectional view illustrating a transmission shaft assembly according to the invention for a dual-clutch transmission.
  • the gear shaft assembly shown in Figure 1 forms as such part of a dual clutch transmission, in particular a dual clutch transmission with dry clutches.
  • the gear shaft assembly comprises a hollow shaft 1 and a stub shaft 2, which is partially inserted into the hollow shaft 1 and the hollow shaft 1 passes through such that the stub shaft 2 still protrudes with a protrusion U on a front end portion S of the hollow shaft 1.
  • a coupling device not shown here is placed in a conventional manner.
  • the transmission shaft assembly further comprises a hollow shaft bearing 3, which serves as such the axial and radial bearing of the hollow shaft 1 and a Steckwellenlager owned 4, 5 for supporting the stub shaft 2 in the hollow shaft 1.
  • the bearing of a hollow shaft 1 facing away from pin portion of the stub shaft 2 is by a Stub shaft journal bearing 6 accomplished.
  • the transmission shaft assembly shown here is characterized in that both the hollow shaft bearing 3, and the Steckwellenzapfenlager 6 are designed as preloaded bearings, so that the stub shaft 2 is stretched axially against the hollow shaft 1 via these two bearings 3, 6.
  • a thrust bearing 7 is provided between the hollow shaft 1 and the stub shaft.
  • This thrust bearing 7 is executed in the embodiment shown here as a cylindrical roller bearing. It is also possible to carry out this thrust bearing also as angular contact ball bearings or possibly also as a tapered, barreled or ball roller bearing.
  • the hollow shaft bearing 3 is designed as angular contact ball bearings. By this angular contact ball bearing the hollow shaft 1 is mounted both axially and radially.
  • the Steckwellenzapfenlager 6 is designed as angular contact ball bearings. The extent of the biasing force applied by the two bearings 3, 6 on the shaft assembly can be adjusted by washers or by other means for clamping the corresponding bearing ring.
  • the bias voltage is preferably set so high that no unduly high load on the bearings 3, 6 and in particular also between the hollow shaft 1 and the stub shaft 2 effective thrust bearing 7 results.
  • the biasing force is significantly higher than the actuation forces required for actuating the clutch device (not shown). These clutch actuation forces can be transmitted, for example, via the push rod 8 inserted here into the stub shaft 2. Due to the present invention realized by the bearings 3, 6 and the thrust bearing 7 strained arrangement of the plug-in shaft 2 and the hollow shaft 1 is achieved that under the action of the push rod 8 applied actuating forces no impermissible displacement of the coupling components.
  • the concept according to the invention makes it possible in a surprisingly effective manner to avoid the unexpected readjustment and the occurrence of noises during shifting, which is feared in the case of dual-clutch transmissions. Due to the inventive concept, it is possible in particular to prevent an axial displacement of the stub shaft 2 and the hollow shaft 1 within the gear housing and a displacement of the stub shaft 2 relative to the hollow shaft 1.
  • the inventive concept for supporting the transmission shaft assembly is particularly suitable for dual-clutch transmissions in which the seated on this transmission shaft assembly coupling device is designed as a dry clutch.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Getriebewellenanordnung für ein Doppelkupplungsgetriebe. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen anzugeben, durch welche es möglich wird das mechanischen Betriebsverhalten eines Doppelkupplungsgetriebes, insbesondere während der Veränderung von Kupplungseingriffszuständen zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß, gelöst durch eine Getriebewellenanordnung für ein Doppelkupplungsgetriebe mit einer Hohlwelle (1), einer Steckwelle (2) die abschnittsweise in die Hohlwelle eingesetzt ist und die Hohlwelle durchsetzt, einem Hohlwellenlager (3) zur Lagerung der Hohlwelle, einer Steckwellenlagereinrichtung (4,5) zur Lagerung der Steckwelle in der Hohlwelle, und einem Steckwellenzapfenlager (6) zur Lagerung eines der Hohlwelle abgewandten Zapfenabschnitts der Steckwelle, wobei sich diese Getriebewellenanordnung dadurch auszeichnet, dass das Hohlwellenlager und das Steckwellenzapfenlager als vorgespannte Lager ausgeführt sind, so dass über diese beiden Lager die Steckwelle axial gegen die Hohlwelle gespannt ist. Durch den Einsatz der erfindungsgemäß vorgespannten Lager wird in besonders vorteilhafter Weise das radiale und axiale Spiel eliminiert. Da die Hohl- und die Steckwelle dann wie ein Verbund auf äußere Einflüsse reagieren kann, wird vor allem die axiale, aber auch die radiale Verformung deutlich reduziert, wodurch Vorteile für die Anbauteile (Doppelkupplung) erreicht werden.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Getriebewellenanordnung für ein Doppelkupplungsgetriebe
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Getriebewellenanordnung für ein Doppelkupplungsgetriebe, insbesondere mit einer mittels einer Schubstange betätigten Trockendoppelkupplung.
Aus DE 1 01 530 14 A1 ist ein Doppelkupplungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug bekannt. Dieses Doppelkupplungsgetriebe umfasst eine Eingangswellenanordnung mit einer Hohlwelle und einer in dieser gelagerten Steckwelle. Auf einen Endzapfenabschnitt der Hohlwelle ist eine als Lamellenkupplung ausgeführte Kupplungseinrichtung aufgesetzt. Über diese Kupplungseinrichtung kann eine Koppelung der Hohlwelle mit der Steckwelle erreicht werden. Diese gesteckt ausgeführte Getriebewellenanordnung ist beidseitig in einem Getriebegehäuse gelagert.
Aus DE 1 98 21 164 A1 ist ebenfalls ein Doppelkupplungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug bekannt, das zwei konzentrisch zueinander angeordnete, und über eine Kupplung miteinander verbindbare Eingangswellen aufweist die beidseitig in einem Getriebegehäuse gelagert sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen anzugeben, durch welche es möglich wird das mechanischen Betriebsverhalten eines Doppelkupplungsgetriebes, insbesondere während der Veränderung von Kupplungseingriffszu- ständen zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Getriebewellenanordnung für ein Doppelkupplungsgetriebe mit:
- einer Hohlwelle,
- einer Steckwelle die abschnittsweise in die Hohlwelle eingesetzt ist und die Hohlwelle durchsetzt,
- einem Hohlwellenlager zur Lagerung der Hohlwelle,
- einer Steckwellenlagereinrichtung zur Lagerung der Steckwelle in der Hohlwelle, und
- einem Steckwellenzapfenlager zur Lagerung eines der Hohlwelle abgewandten Zapfenabschnitts der Steckwelle , wobei sich diese Getriebewellenanordnung dadurch auszeichnet, dass das Hohlwellenlager und das Steckwellenzapfenlager als vorgespannte Lager ausgeführt sind, so dass über diese beiden Lager die Steckwelle axial gegen die Hohlwelle gespannt ist.
Durch den Einsatz der erfindungsgemäß vorgespannten Lager wird in besonders vorteilhafter Weise das radiale und axiale Spiel eliminiert. Da die Hohl- und die Steckwelle dann wie ein Verbund auf äußere Einflüsse reagieren, wird vor allem die axiale, aber auch die radiale Verformung deutlich reduziert, wodurch Vorteile für die Anbauteile (Doppelkupplung) erreicht werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine zwischen der Hohlwelle und der Steckwelle wirksame Axiallagereinrichtung vorgesehen, durch welche die Steckwelle und die Hohlwelle gegeneinander abgestützt sind. Dieses Axiallager kann vorzugsweise als Axialnadellager, oder Axialzylinderrollenlager, sowie insbesondere auch als Kegel- oder Schrägkugellager ausgeführt sein. Dieses Axiallager ist konstruktiv derart gestaltet, dass die im Wege der axialen Zusammenspannung der Einsteckwelle und der Hohlwelle aufgebrachten Axialkräfte zuverlässig aufnimmt. Dieses Axiallager befindet sich vorzugsweise im Bereich des dem Steckwellenzapfenlager zugewandten Endbereiches der Hohlwelle. Die Hohlwelle kann so gestaltet sein, dass diese integral mit den durch die Hohlwelle getragenen Zahnrädern ausgeführt ist. Es ist auch möglich, die Hohlwelle mit Flansch- oder Zapfenstrukturen zu versehen über welche die mit der Hohlwelle umlaufenden Zahnräder auf der Hohlwelle gesichert sind.
Es ist insbesondere möglich, das dem inneren Stirnendbereich der Hohlwelle benachbarte Großrad zu an die Hohlwelle anzubinden, dass über diese Anbindung auch das die Steckwelle an der Hohlwelle abstützende Axiallager an der Hohlwelle verankert ist.
Die zur axialen Vorspannung der Hohlwelle und der Steckwelle jeweils vorgesehenen Lager sind vorzugsweise als Schrägkugellager ausgeführt. Die über diese Lager aufgebrachte, axiale Spannkraft ist vorzugsweise derart eingestellt, dass diese betragsmäßig wenigstens einer Betätigungskraft entspricht, die zur Betätigung einer auf der Hohlwelle sitzenden Kupplung erforderlich ist. Vorzugsweise beträgt die axiale Spannkraft wenigstens 120 N.
Die Steckwelle ist vorzugsweise über mehrere Steckwellenlager in der Hohlwelle radial gelagert. Diese Steckwellenlager sind vorzugsweise als Nadellager ausgeführt.
Es ist möglich, die zwischen der Steckwelle und der Hohlwelle vorgesehen Axiallagerung so auszubilden, dass durch diese ein Festlager geschaffen wird, durch welches die Steckwelle in axialer Richtung in der Hohlwelle gesichert ist. Dieses Axiallager kann insbesondere durch ein zweireihiges Schrägkugellager realisiert sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt: Figur 1 eine Axialschnittdarstellung zur Veranschaulichung einer erfin- dungsgemäßen Getriebewelleanordnung für ein Doppelkupplungsgetriebe.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die in Figur 1 gezeigte Getriebewellenanordnung bildet als solche Bestandteil eines Doppelkupplungsgetriebes, insbesondere eines Doppelkupplungsgetriebes mit trockenen Kupplungen. Die Getriebewellenanordnung umfasst eine Hohlwelle 1 und eine Steckwelle 2, die abschnittsweise in die Hohlwelle 1 eingesetzt ist und die Hohlwelle 1 derart durchsetzt, dass die Steckwelle 2 noch mit einem Überstand U über einen stirnseitigen Endbereich S der Hohlwelle 1 übersteht. Auf den hier erkennbaren Überstand U sowie auf den, dem Stirnbereich S der Hohlwelle 1 benachbarten Endabschnitt der Hohlwelle ist in an sich bekannter Weise eine hier nicht näher dargestellte Kupplungseinrichtung aufgesetzt.
Die Getriebewellenanordnung umfasst weiterhin ein Hohlwellenlager 3, das als solches der axialen und radialen Lagerung der Hohlwelle 1 dient sowie eine Steckwellenlagereinrichtung 4, 5 zur Lagerung der Steckwelle 2 in der Hohlwelle 1. Die Lagerung eines der Hohlwelle 1 abgewandten Zapfenabschnitts der Steckwelle 2 wird durch ein Steckwellenzapfenlager 6 bewerkstelligt.
Die hier dargestellte Getriebewellenanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass sowohl das Hohlwellenlager 3, als auch das Steckwellenzapfenlager 6 als vorgespannte Lager ausgeführt sind, sodass über diese beiden Lager 3, 6 die Steckwelle 2 axial gegen die Hohlwelle 1 gespannt ist.
Zwischen der Hohlwelle 1 und der Steckwelle ist ein Axiallager 7 vorgesehen. Dieses Axiallager 7 ist bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel als Zylinderrollenlager ausgeführt. Es ist auch möglich, dieses Axiallager ebenfalls als Schrägkugellager oder gegebenenfalls auch als Kegel-, Tonnen- oder Kugelrollenlager auszuführen. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Hohlwellenlager 3 als Schrägkugellager ausgeführt. Durch dieses Schrägkugellager wird die Hohlwelle 1 sowohl axial als auch radial gelagert. Auch das Steckwellenzapfenlager 6 ist als Schrägkugellager ausgeführt. Das Ausmaß der durch die beiden Lager 3, 6 auf die Wellenanordnung aufgebrachten Vorspannkraft kann durch Unterlegscheiben oder auch durch anderweitige Mittel zur Festspannung des entsprechenden Lagerringes eingestellt werden. Die Vorspannung wird vorzugsweise derart hoch eingestellt, dass sich keine unzulässig hohe Belastung der Lager 3, 6 sowie insbesondere auch des zwischen der Hohlwelle 1 und der Steckwelle 2 wirksamen Axiallagers 7 ergibt. Vorzugsweise ist die Vorspannkraft deutlich höher als die zur Betätigung der Kupplungseinrichtung (nicht dargestellt) erforderlichen Betätigungskräfte. Diese Kupplungsbetätigungskräfte können beispielsweise über die hier in die Steckwelle 2 eingesetzte Schubstange 8 übertragen werden. Aufgrund der erfindungsgemäß durch die Lager 3, 6 sowie das Axiallager 7 realisierte verspannte Anordnung der Steckwelle 2 und der Hohlwelle 1 wird erreicht, dass unter Wirkung der durch die Schubstange 8 aufgebrachten Betätigungskräfte keine unzulässige Verlagerung der Kupplungskomponenten erfolgt.
Durch das erfindungsgemäße Konzept wird es auf überraschend wirkungsvolle Weise möglich, das bei Doppelkupplungsgetrieben befürchtete, unerwartete Nachstellen sowie das Auftreten von Geräuschen beim Schalten zu vermeiden. Durch das erfindungsgemäße Konzept wird es insbesondere möglich, einer axialen Verlagerung der Steckwelle 2 sowie der Hohlwelle 1 innerhalb des Getriebegehäuses sowie einer Verlagerung der Steckwelle 2 gegenüber der Hohlwelle 1 vorzubeugen.
Das erfindungsgemäße Konzept zur Lagerung der Getriebewellenanordnung eignet sich insbesondere bei Doppelkupplungsgetrieben bei welchen die auf dieser Getriebewellenanordnung sitzende Kupplungseinrichtung als Trockenkupplung ausgeführt ist.

Claims

Patentansprüche
1. Getriebewellenanordnung für ein Doppelkupplungsgetriebe mit:
- einer Hohlwelle (1 ),
- einer Steckwelle (2) die abschnittsweise in die Hohlwelle (1 ) eingesetzt ist und die Hohlwelle (1 ) durchsetzt,
- einem Hohlwellenlager (3) zur Lagerung der Hohlwelle (1 ),
- einer Steckwellenlagereinrichtung (4, 5) zur Lagerung der Steckwelle (2) in der Hohlwelle (1 ), und
- einem Steckwellenzapfenlager (6) zur Lagerung eines der Hohlwelle (1 ) abgewandten Zapfenabschnitts der Steckwelle (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlwellenlager (3) und das Steckwellenzapfenlager (6) als vorgespannte Lager ausgeführt sind, so dass über diese beiden Lager (3, 6) die Steckwelle (2) axial gegen die Hohlwelle (1 ) gespannt ist.
2. Getriebewellenanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Hohlwelle (1 ) und der Steckwelle (2) ein Axiallager angeordnet ist.
3. Getriebewellenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlwellenlager (3) als Schrägkugellager ausgeführt ist.
4. Getriebewellenanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckwellenzapfenlager (6) als Schrägkugellager ausgeführt ist.
5. Getriebewellenanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen der Steckwelle (2) und der Hohlwelle (1 ) wirksame Axiallager (7) als Zylinderrollenaxiallager ausgeführt ist.
6. Getriebewellenanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen der Steckwelle (2) und der Hohlwelle (1 ) wirksame Axiallager (7) als Kegellager ausgeführt ist.
7. Getriebewellenanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen der Steckwelle (2) und der Hohlwelle (1 ) wirksame Axiallager (7) als Schräg-Kugelrollenlager ausgeführt ist.
8. Getriebewellenanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen der Steckwelle (2) und der Hohlwelle (1 ) wirksame Axiallager (7) als Schräg-Tonnenlager ausgeführt ist.
9. Getriebewellenanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen der Steckwelle (2) und der Hohlwelle (1 ) wirksame Axiallager (7) als Schrägkugellager ausgeführt ist.
10. Getriebewellenanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Spannkraft derart eingestellt ist, dass diese betragsmäßig einer Betätigungskraft entspricht die zur Betätigung einer auf der Hohlwelle sitzenden Kupplung erforderlich ist.
11. Getriebewellenanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Spannkraft wenigstens 120N beträgt.
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