EP3017212A1 - Doppelkupplungsgetriebe - Google Patents

Doppelkupplungsgetriebe

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Publication number
EP3017212A1
EP3017212A1 EP14732161.6A EP14732161A EP3017212A1 EP 3017212 A1 EP3017212 A1 EP 3017212A1 EP 14732161 A EP14732161 A EP 14732161A EP 3017212 A1 EP3017212 A1 EP 3017212A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gear
countershaft
dual
clutch transmission
clutch
Prior art date
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Ceased
Application number
EP14732161.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Raisch
Jens Weller
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.)
Magna PT BV and Co KG
Original Assignee
Getrag Getriebe und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer GmbH and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Getrag Getriebe und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer GmbH and Co filed Critical Getrag Getriebe und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer GmbH and Co
Publication of EP3017212A1 publication Critical patent/EP3017212A1/de
Ceased 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
    • 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 either one of the parallel flow paths
    • 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
    • F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H2003/0826—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts wherein at least one gear on the input shaft, or on a countershaft is used for two different forward gear ratios
    • 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
    • F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/087—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
    • F16H3/093—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears with two or more countershafts
    • F16H2003/0931—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears with two or more countershafts each countershaft having an output gear meshing with a single common gear on the output shaft
    • 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
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    • F16H3/087—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
    • F16H3/093—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears with two or more countershafts
    • F16H2003/0933—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears with two or more countershafts with coaxial countershafts

Definitions

  • the present invention relates to a dual-clutch transmission having a dual clutch assembly having a first and a second friction clutch, with a transmission assembly having a first and a second input shaft and a first and a second countershaft, wherein the first friction clutch with the first input shaft and the second friction clutch is connected to the second input shaft, wherein the transmission assembly comprises a plurality of gear sets for establishing gear ratios, wherein a first gearset has a fixed gear on the first input shaft and a loose gear on the second countershaft, wherein a second gearset drives a fixed gear the second input shaft and a loose wheel on the second countershaft, and wherein the gear assembly comprises a driven gear, having a fixedly connected to the first countershaft first output gear and a second output gear, which is associated with the second countershaft, wherein the first and second output gears are engaged with a third output gear.
  • a dual-clutch transmission is known for example from the document EP 1 815 162 B1.
  • the forward gears are generally divided into two partial transmissions.
  • odd steps are generally associated with a sub-transmission, and even gear ratios are assigned to the other sub-transmission.
  • Each partial transmission is connected by its own clutch to an output shaft of a drive motor.
  • double clutch transmissions In longitudinal design double clutch transmissions generally have a single countershaft, wherein an input shaft of the transmission and an output shaft are aligned coaxially with each other.
  • the axial construction is relatively long.
  • EP 1 815 162 B1 mentioned at the beginning to set up a reverse gear stage by using both countershafts, so that a separate direction of rotation reversal shaft is not necessary.
  • the gearbox shown there can therefore be realized with exactly three shaft axes.
  • a fixed gear is engaged both with a loose wheel on the first countershaft and with a loose wheel on the second countershaft, so that this fixed wheel is associated with two gear ratios. This also makes the axial design can be shortened.
  • Windungsgangrun it is generally conceivable to set up at least one Windungsgangrun to increase the spread. While at conventional grades of Power flow is generally passed from an input shaft to one of the countershafts, from where the power is then passed to an output, Windungsgangrasen generally include a power flow, which uses both countershafts in the aforementioned layout. In a Windungsgangrade also generally at least two clutches are closed, whereas the insertion of a normal gear by closing only a single clutch is possible.
  • Examples of dual-clutch transmissions with the realization of Windungs Spotifyn are known from the documents DE 10 2009 002 358 A1 and WO 2009/050078 A2. From the document DE 10 2009 002 358 A1 it is known to arrange on one of the countershafts a idler gear, which serves as a driven gear of a driven gear. As a result, at least one load-shiftable Windungsgang should be feasible if a coupling device associated with this idler gear is open.
  • the second driven gearwheel is fixed to an output shaft. is set, which is aligned coaxially with the second countershaft and rotatably supported relative to the second countershaft, wherein the output shaft with the second countershaft via a coupling device can be coupled or decoupled, such that at least over the first and the second set of wheels when the coupling device is open a Windungsgangshake is set up.
  • a Windungsgangworm is designed as a "crawler" -speed, with a translation that is shorter than the translation of the primary forward gear 1.
  • a Windungsgangscribe preferably be designed as an "overdrive” gear, with a translation that is greater than the translation of the highest primary forward gear. Overall, so the spread can be significantly increased. Furthermore, even more Windungsgangrasen can be set up between the individual primary gear ratios, if desired.
  • the dual-clutch transmission has two coaxial input shafts and two countershafts.
  • the means of a reverse gear stage, by a wheel of a countershaft is directly engaged with a wheel of the other countershaft.
  • the dual-clutch transmission can be realized with exactly three shaft axes. A separate shaft or axle for supporting a direction of rotation reversing wheel is not required here.
  • a clutch for the reverse gear is preferably located on the second countershaft. Furthermore, it is preferable if the reverse gear and the first "primary" forward gear are on different partial transmissions.
  • the coupling device can be realized as a dog clutch or as a synchronized clutch.
  • a transition from the "crawler" forward gear to the first "primary” forward gear can be done under load, ie with overlapping actuation of the two friction clutches. The same applies to the transition from the "overdrive” power stage to the highest “primary” gear stage.
  • the gear arrangement preferably has seven primary forward gear stages.
  • a "crawler” speed step is preferably established by simultaneous switching of the idler gears of the forward gears 4, 5 and 1 and by closing the second friction clutch.
  • the coupling device is opened here.
  • the "overdrive” Windungsgangrade is preferably realized by simultaneous switching of the primary forward gear stages 4, 3 and 7 and by closing the second friction clutch, wherein the coupling device is also open.
  • the dual-clutch transmission according to the invention makes it possible, starting from a wheelset for example, seven gears, the setting up of eight or nine forward gears. It is a large spread possible, which may for example be greater than 9.
  • the realization of Windungsgang69n can be done without affecting the basic functions of the dual clutch transmission.
  • the primary gear stages are used in the same way as in a transmission which is constructed as shown by way of example in the document EP 1 815 162 B1.
  • its disclosure content is fully referenced.
  • high efficiency can be maintained in the primary gear stages.
  • the double use of a fixed wheel is preferably at least twice possible, in particular for the forward gears 5 and 7 and for the forward gears 4 and 6.
  • An actuator assembly for clutches of the dual clutch transmission can be implemented hydraulically or electromechanically, or electromagnetically.
  • an electromechanical implementation preferably two shift rollers are used, one of which switches the gear stages of one subtransmission and the other the gear stages of the other subtransmission.
  • the coupling device is also connected by means of one of the two shift rollers, preferably with that shift drum, which sets up the odd gear ratios. This would be particularly advantageous in terms of reliability, since when switching from an odd "lowest” primary “forward speed or an odd” primary “forward speed in one Windungsgangshake can be ensured by turning the shift drum, that the coupling device is opened before the Torque is completely transferred to the Windungsgangshake. As a result, a blockade of the wheelset can be prevented.
  • a dual clutch transmission can be created, which can constructively based on an existing wheelset build two additional gears, with no additional gears are necessary, only one-sided coupling device, in particular a synchronization.
  • the provision of the output shaft may also have advantages in the arrangement of a parking lock gear.
  • the second countershaft is formed at least adjacent to the driven gear as a hollow shaft.
  • the output shaft may have a hollow shaft section into which the second countershaft extends.
  • the output shaft may extend into the countershaft.
  • the second countershaft is formed axially continuously as a hollow shaft.
  • the output shaft extends through the second countershaft and is connected at its opposite end of the coupling device with a Parksperrenrad.
  • the coupling device is preferably arranged at the same axial end of the countershaft as the second output gear, but may also be formed at the opposite end.
  • a parking brake wheel of a parking brake assembly may for example be connected to the first countershaft, or with a member of a subsequent differential.
  • the parking brake wheel can be spatially integrated in a favorable manner in the dual-clutch transmission.
  • the parking lock gear may be disposed axially adjacent to the second output gear. This measure also contributes to an axially compact design.
  • the parking lock gear is arranged on the side facing away from the second countershaft side of the second output gear.
  • the parking lock gear can be arranged directly adjacent to the second driven gear.
  • the parking lock gear could thus be stored “flying”. This "flying" storage of the parking lock wheel allows the simple attachment of a special housing cover or bearing cap, which is already equipped or pre-assembled with other components of a parking brake mechanism.
  • the parking brake can be arranged wheel between the output gear and this bearing.
  • Arranging the parking lock gear between the bearing and the second output gear has the advantage of simpler static storage.
  • the parking lock gear is arranged on the second countershaft facing side of the second driven gear.
  • the second countershaft and the output shaft are connected to each other via a pivot bearing.
  • the rotary bearing is preferably between an inner periphery of a hollow shaft arranged portion of the output shaft and an outer circumference of the second countershaft.
  • the output shaft is mounted on at least one shaft bearing on a housing of the dual clutch transmission.
  • This shaft bearing is preferably arranged axially adjacent to the second output gear in order to absorb the radial and / or axial forces occurring there well.
  • the output gear is arranged in the region of one end of the second countershaft, which faces the first and the second friction clutch.
  • the coupling device can be realized by a claw or a synchronous clutch.
  • the coupling device on a guide sleeve which is fixedly connected to the output shaft and to which a sliding sleeve is axially displaceable, wherein the second countershaft is fixedly connected to a coupling body, wherein the sliding sleeve releases the coupling body in an axial position and in a second axial position produces a positive connection with the coupling body.
  • FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view through an embodiment of a drive train with a dual-clutch transmission according to the invention
  • FIG. 2 shows a detailed view of a dual-clutch transmission of the type according to the invention in accordance with a further embodiment
  • FIG. 3 is a detailed view of a dual-clutch transmission of the type according to the invention according to a further embodiment
  • FIG. 4 shows a detailed view of a dual-clutch transmission of the type according to the invention in accordance with a further embodiment
  • FIG. 5 is a detailed view of a dual-clutch transmission of the type according to the invention according to a further embodiment.
  • Fig. 6 is a schematic representation of an actuator assembly for a dual-clutch transmission according to the invention.
  • Fig. 1 shows in schematic form a drive train 10 for a motor vehicle.
  • the powertrain 10 includes a drive motor 12 such as an internal combustion engine and a dual clutch transmission 14.
  • the dual clutch transmission 14 includes a dual clutch assembly 16 having a first friction clutch 18 and a second friction clutch 20. Input members of the two friction clutches 18, 20 are connected to a drive shaft of the drive motor 12.
  • the dual-clutch transmission 14 has a gear assembly 22 which is connected to the friction clutches 18 and 20.
  • An output of the gear assembly 22 is coupled to a differential 24 by means of which drive power is distributed to driven wheels 26L, 26R.
  • the gear arrangement 22 has a first input shaft 30 and a concentrically arranged second input shaft 32 in the form of a hollow shaft.
  • the first input shaft 30 is connected to an output member of the first friction clutch 18.
  • the second input shaft 32 is connected to an output member of the second friction clutch 20.
  • the gear assembly 22 includes a first countershaft 34 and a second countershaft 36.
  • the gear assembly comprises a plurality of gear sets for establishing gear stages, including primary forward gears 1 to 7 and a reverse gear R.
  • a wheelset with a fixed gear 38 and a loose wheel 40 is provided.
  • the fixed gear 38 is connected to the first input shaft 30.
  • the idler gear 40 is rotatably mounted on the first countershaft 34.
  • a wheel set for setting up the forward gear stage 3 includes a fixed gear 42 connected to the first input shaft 30 and a idler gear 44 rotatably mounted on the second countershaft 36.
  • a wheelset is provided, which is connected to the first input shaft 30 fixed gear 46 and a rotatably mounted on the first countershaft 34 idler gear 48 for the gear 7 and a rotatably mounted on the second countershaft 36 idler gear 50 for the forward gear stage 5 has.
  • the wheelsets to set up the forward gears 1, 3, 5, 7 form a first partial transmission 52 of the transmission assembly 22nd
  • a wheelset is provided, which is connected to the second input shaft 32 fixed gear 54 and a rotatably mounted on the first countershaft 34 idler gear 56 for the forward gear stage. 6 and a rotatably mounted on the second countershaft 36 idler gear 58 for the forward gear stage 4 has.
  • a wheelset is provided which has a fixed to the second input shaft 32 fixed gear 60 and a rotatably mounted on the first countershaft 34 idler gear 62.
  • an idler 64 is rigidly connected to the idler gear 62, wherein the idler 64 is directly engaged with a idler gear 66 which is rotatably mounted on the second countershaft 36.
  • the wheelsets for establishing the forward gear stages 2, 4, 6, R form a second partial transmission 68 of the gear assembly 22nd
  • the transmission assembly 22 further includes an output gearset 70.
  • the output gearset 70 includes a first output gear 72 rigidly connected to the first countershaft 34. Further, the output gearset 70 has a second output gear 74 associated with the second countershaft 36. The first output gear 72 and the second output gear 74 are engaged with a third output gear 76, which is shown schematically in FIG. 1 radially outwardly of the output gears 72, 74, for clarity.
  • the third output gear 76 is preferably connected to an input member of the differential 24.
  • the transmission assembly 22 includes a first clutch pack 78 having a first clutch 80 for engaging the forward gear 1 and a second clutch 82 for engaging the forward gear 7. Further, the gear assembly 22 has a second clutch pack 84 with a clutch 86 for engaging the forward gear stage 3rd and a clutch 88 for engaging the forward gear stage 5. The transmission assembly 22 further includes a third clutch pack 90 with a clutch 92 for engaging the forward gear 6 and a clutch 94 for engaging the forward gear stage 2. Finally, the transmission assembly 22, a fourth clutch pack 96, which has a clutch 98 for engaging the forward gear 4 and a Clutch 100 for engaging the reverse gear R has.
  • the idler gear 40 In the axial direction of the first countershaft 34, the idler gear 40, the clutch pack 78, the idler gear 48, the idler gear 56, the clutch pack 90 and the idler gear 62 with the idler 64, and finally the first output gear 72 is arranged, namely seen from one of the dual clutch assembly 16 opposite axial end of the gear assembly 22 from.
  • the idler gear 44, the clutch pack 84, the idler gear 50, the idler gear 58, the clutch pack 96 and the idler gear 66 are arranged on the second countershaft 36.
  • the gear assembly 22 further includes an output shaft 104 which is coaxially aligned with the second countershaft 36 and rotatably supported relative thereto.
  • the output shaft 104 is coupled by means of a coupling device 106 with the second countershaft 36, that is preferably positively connected, or decoupled therefrom, so that the countershaft 36 can rotate without taking the output shaft 104.
  • the coupling device 106 may be designed in the manner of a claw or synchronous clutch, wherein a guide sleeve 108 is fixed to the output shaft 104. On the guide sleeve 108, a sliding sleeve 109 is mounted axially displaceable.
  • the countershaft 36 is connected to a coupling body 1 10, wherein the sliding sleeve releases the coupling body 1 10 in an axial position (as shown) and in a second axial position a positive connection with the
  • Coupling body 1 10 produces.
  • the coupling device 106 When using the primary gear ratios 1 -7, R of the dual-clutch transmission 14 described above, the coupling device 106 is generally closed, so that the output shaft 104 is connected to the second countershaft 36. In this mode, load circuits between successive stages can be performed in a conventional manner by a gear stage is selected in a passive sub-transmission and the friction clutches 18, 20 are operated overlapping. Due to the decoupling of the countershaft 36 of the output shaft 104, it is also possible to establish Windungsgangrasen. These are designated in Fig. 1 with W.
  • a "crawler" -Windungsgangshake WC set by the coupling device 106 is opened and by the clutch 98 for the forward gear 4, the clutch 88 for the forward gear 5 and the clutch 80 for the forward gear 1 are closed.
  • the power flows from the second friction clutch 20 via the second input shaft 32, the fixed gear 54, the idler gear 58, the second countershaft 36, the idler gear 50, the fixed gear 46, the first input shaft 30, the fixed gear 38 and the idler gear 40 toward the first countershaft 34, from where, with a ratio smaller than the forward gear stage 1, drive power is applied via the first output gear 72 to the output.
  • an "overdrive” Winstungsganglay can be set up in which the clutches 98, 86, 82 are closed.
  • a parking lock gear 1 12 is further defined, which is part of a parking brake assembly for immobilizing a motor vehicle.
  • the parking lock gear 1 12 is axially adjacent to the second Output gear 74, wherein between (or axially adjacent) a shaft bearing can be arranged.
  • the countershaft 36 is presently shown as a hollow shaft, but can also be realized as a solid shaft. Between the countershaft 36 and the output shaft 104, a rotary bearing is preferably arranged, which is not shown in Fig. 1.
  • FIGS. 2 to 5 Variants of the drive train 10 of FIG. 1 are shown in FIGS. 2 to 5, which generally correspond to the drive train 10 of FIG. 1 in terms of structure and mode of operation. The same elements are therefore identified by the same reference numerals. The following section essentially explains the differences.
  • FIG. 2 shows a section of a gear arrangement 22 ', with the second countershaft 36, to which the coupling body 1 10 is fixed. It is shown in Fig. 2 that the output shaft 104 has a hollow shaft portion 1 14 which engages around an end portion of the second countershaft 36.
  • the second countershaft 36 and the output shaft 104 are mounted relative to each other via a pivot bearing 1 16 as a needle bearing or ball bearings together.
  • the output shaft 104 is rotatably supported by means of a shaft pivot bearing 1 18 with respect to a housing 120 of the gear assembly 22 '.
  • the second output gear 74 is preferably disposed between the shaft journal 1 18 and the portion of the output shaft 104 which is rotatably supported with respect to the second countershaft 36. This measure is also preferred in all other embodiments.
  • the parking lock gear 1 12 may be arranged instead of an arrangement between the second output gear 74 and the shaft bearing 1 18 between the second driven gear 74 and the coupling device 106, as shown at 1 12 ' , Furthermore, it is shown in Fig. 2 that the parking lock gear on the output gear 74 opposite axial side of the Shaft pivot bearing 1 18 may be arranged, as shown at 1 12 "in the manner of a flying bearing .. The parking lock gear 1 12" is thus on the output gear 74 opposite side of the bearing 1 18th
  • an end portion of the output shaft 104 '' is formed as a solid shaft portion which is inserted into the second countershaft 36 designed as a hollow shaft, wherein between a pivot bearing 1 16 "'is arranged. Further, it is shown that the parking lock gear 1 12 may be disposed on axially both sides of the second output gear 74, as shown at 1 12 'and 1 12 "'.
  • the output shaft 104 extends IV in the axial direction through the second countershaft 36 designed as a hollow shaft.
  • the coupling device 106 can be arranged on the output gear 74 opposite end of the output shaft 104 IV (as indicated at 106A)
  • FIG. 4 as in the previous embodiments, it is arranged on the axially same side.
  • a parking lock gear 1 12 IV is fixedly connected to the output shaft 104 IV at the axially opposite end of the gear arrangement 22, ie adjacent to the idler gear 44 for the forward gear stage 3.
  • a driven gear 74 v is rotatably mounted as a loose wheel on a second countershaft 36 v , which is shown in this embodiment as a solid shaft, but may also be formed as a hollow shaft.
  • a coupling device 106 V is disposed on the second countershaft 36, with a guide sleeve 108 v and a sliding sleeve 109 v movable thereon, which are arranged between the output gear 74 v and the idler gear 66 for the reverse gear.
  • Fig. 6 shows in schematic form an actuator assembly 124 for the dual-clutch transmission illustrated above.
  • the actuator assembly 124 includes a first shift drum 126, on which a shift groove 128 is formed, by means of which the clutch packs 90, 96 of the second sub-transmission are operated.
  • the first shift drum 126 is driven by a first electric motor 130.
  • the actuator assembly 124 further includes a second shift drum 132 having two or, as shown, three shift grooves 134, 136, 138 herein.
  • the shift groove 134 is associated with the clutch pack 80
  • the shift groove 136 is associated with the clutch pack 84.
  • the switching grooves 134, 136 may also be integrated in a shift groove.
  • the switching groove 138 is assigned to the coupling device 106.
  • the second shift drum 132 is driven by a second electric motor 140.
  • the motors 130, 140 are preferably independently controllable electric motors.

Abstract

Doppelkupplungsgetriebe (14) mit einer Doppelkupplungsanordnung (16), die eine erste und eine zweite Reibkupplung (18, 20) aufweist, einer Getriebeanordnung (22), die eine erste und eine zweite Eingangswelle (30, 32) sowie eine erste und eine zweite Vorgelegewelle (34, 36) aufweist, wobei die erste Reibkupplung (18) mit der ersten Eingangswelle (30) und die zweite Reibkupplung (20) mit der zweiten Eingangswelle (32) verbunden ist, wobei die Getriebeanordnung (22) eine Mehrzahl von Radsätzen zur Einrichtung von Gangstufen (1-7, R) aufweist, wobei ein erster Radsatz ein Festrad (42; 46) an der ersten Eingangswelle (30) und ein Losrad (44; 50) an der zweiten Vorgelegewelle (36) aufweist, wobei ein zweiter Radsatz ein Festrad (54) an der zweiten Eingangswelle (32) und eine Losrad (58) an der zweiten Vorgelegewelle (36) aufweist, und wobei die Getriebeanordnung (22) einen Abtriebsradsatz (70) aufweist, der ein mit der ersten Vorgelegewelle (34) fest verbundenes erstes Abtriebszahnrad (72) und ein zweites Abtriebszahnrad (74) aufweist, das der zweiten Vorgelegewelle (36) zugeordnet ist, wobei das erste und das zweite Abtriebszahnrad (72, 74) mit einem dritten Abtriebszahnrad (76) in Eingriff stehen. Dabei ist das zweite Abtriebszahnrad (74) an einer Abtriebswelle (104) festgelegt, die koaxial mit der zweiten Vorgelegewelle (36) ausgerichtet und relativ zu der zweiten Vorgelegewelle (36) drehbar gelagert ist, und wobei die Abtriebswelle (104) mit der zweiten Vorgelegewelle (36) über eine Koppeleinrichtung (106) koppelbar oder hiervon entkoppelbar ist, derart, dass über den ersten und den zweiten Radsatz bei geöffneter Koppeleinrichtung (106) wenigstens eine Windungsgangstufe (WC, WO) einrichtbar ist.

Description

Doppelkupplungsgetriebe
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe mit einer Doppelkupplungsanordnung, die eine erste und eine zweite Reibkupplung aufweist, mit einer Getriebeanordnung, die eine erste und eine zweite Eingangswelle sowie eine erste und eine zweite Vorgelegewelle aufweist, wobei die erste Reibkupplung mit der ersten Eingangswelle und die zweite Reibkupplung mit der zweiten Eingangswelle verbunden ist, wobei die Getriebeanordnung eine Mehrzahl von Radsätzen zur Einrichtung von Gangstufen aufweist, wobei ein erster Radsatz ein Festrad an der ersten Eingangswelle und ein Losrad an der zweiten Vorgelegewelle aufweist, wobei ein zweiter Radsatz ein Festrad an der zweiten Eingangswelle und ein Losrad an der zweiten Vorgelegewelle aufweist, und wobei die Getriebeanordnung einen Abtriebsradsatz aufweist, der ein mit der ersten Vorgelegewelle fest verbundenes erstes Abtriebszahnrad und ein zweites Abtriebszahnrad aufweist, das der zweiten Vorgelegewelle zugeordnet ist, wobei das erste und das zweite Abtriebszahnrad mit einem dritten Abtriebszahnrad in Eingriff stehen. [0002] Ein derartiges Doppelkupplungsgetriebe ist beispielsweise bekannt aus dem Dokument EP 1 815 162 B1 .
[0003] Bei Doppelkupplungsgetrieben sind die Vorwärtsgangstufen generell auf zwei Teilgetriebe aufgeteilt. Dabei sind ungerade Stufen generell einem Teilgetriebe zugeordnet, und gerade Gangstufen sind dem anderen Teilgetriebe zugeordnet. Jedes Teilgetriebe ist durch eine eigene Kupplung mit einer Abtriebswelle eines Antriebsmotors verbunden. Mit einem derartigen Doppelkupplungsgetriebe können durch überschneidendes Betätigen der zwei Kupplungen Gangwechsel ohne Zugkraftunterbrechung durchgeführt werden.
[0004] Doppelkupplungsgetriebe in Längsbauweise weisen generell eine einzelne Vorgelegewelle auf, wobei eine Eingangswelle des Getriebes und eine Ausgangswelle koaxial miteinander ausgerichtet sind. Hierbei ist die axiale Bauweise relativ lang. Insbesondere für den Front-Quer-Einbau in Kraftfahrzeugen ist es bekannt, in der Getriebeanordnung zwei Vorgelegewellen vorzusehen. Aus dem eingangs genannten Dokument EP 1 815 162 B1 ist es dabei bekannt, eine Rückwärtsgangstufe durch Verwendung beider Vorgelegewellen einzurichten, so dass eine separate Drehrichtungsumkehrwelle nicht notwendig ist. Das dort gezeigte Getriebe kann folglich mit genau drei Wellenachsen realisiert werden. Ferner ist es aus dem Dokument bekannt, wenigstens ein, vorzugsweise mehrere Festräder, die mit einer der Eingangswellen verbunden sind, doppelt zu nutzen. Ein Festrad steht dabei sowohl mit einem Losrad an der ersten Vorgelegewelle als auch mit einem Losrad an der zweiten Vorgelegewelle in Eingriff, so dass dieses Festrad zwei Gangstufen zugeordnet ist. Auch hierdurch kann die axiale Bauweise verkürzt werden.
[0005] Aus dem Dokument EP 1 815 162 B1 ist es ferner bekannt, ein Doppelkupplungsgetriebe mit sieben Vorwärtsgangstufen zu realisieren, so dass eine relativ große Spreizung realisierbar ist.
[0006] Es ist generell denkbar, zur Vergrößerung der Spreizung wenigstens eine Windungsgangstufe einzurichten. Während bei herkömmlichen Gangstufen der Leistungsfluss generell von einer Eingangswelle auf eine der Vorgelegewellen geleitet wird, von wo die Leistung dann zu einem Abtrieb geleitet wird, beinhalten Windungsgangstufen generell einen Leistungsfluss, der bei dem eingangs genannten Layout beide Vorgelegewellen verwendet. Bei einer Windungsgangstufe sind zudem generell wenigstens zwei Schaltkupplungen geschlossen, wohingegen das Einlegen einer normalen Gangstufe durch Schließen lediglich einer einzelnen Schaltkupplung möglich ist.
[0007] Beispiele von Doppelkupplungsgetrieben mit der Realisierung von Windungsgängen sind bekannt aus den Dokumenten DE 10 2009 002 358 A1 sowie WO 2009/050078 A2. Aus dem Dokument DE 10 2009 002 358 A1 ist es dabei bekannt, an einer der Vorgelegewellen ein Losrad anzuordnen, das als Abtriebszahnrad eines Abtriebsradsatzes dient. Hierdurch soll zumindest ein lastschaltbarer Windungsgang realisierbar sein, wenn eine diesem Losrad zugeordnete Koppelvorrichtung geöffnet ist.
Ferner ist in diesen Dokumenten neben den zwei Vorgelegewellen generell eine weitere Welle zur drehbaren Lagerung eines Drehrichtungsumkehrrades für eine Rückwärtsgangstufe vorgesehen.
[0008] Aus dem Dokument EP 2 128 487 B1 ist ein weiteres Doppelkupplungsgetriebe bekannt, bei dem ebenfalls zur Einrichtung einer Rückwärtsgangstufe eine separate Welle zur Drehrichtungsumkehr vorgesehen ist. Ferner ist in diesem Dokument offenbart, zwei Primärwellen durch Reduzierung der Geschwindigkeit der zweiten Primärwelle im Verhältnis zur ersten Primärwelle miteinander zu verbinden, wobei zur Bildung einer sechsten Gangstufe eine zusätzliche Übersetzung vorgesehen ist, wobei die zweite Primärwelle durch zwei ein Räderwerk bildende Zahnräder direkt mit einer Sekundärwelle verbunden werden kann.
[0009] Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Doppelkupplungsgetriebe bereitzustellen, das insbesondere eine große Spreizung aufweist und vorzugsweise kompakt baut.
[0010] Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Doppelkupplungsgetriebe dadurch gelöst, dass das zweite Abtriebszahnrad an einer Abtriebswelle festge- legt ist, die koaxial mit der zweiten Vorgelegewelle ausgerichtet und relativ zu der zweiten Vorgelegewelle drehbar gelagert ist, wobei die Abtriebswelle mit der zweiten Vorgelegewelle über eine Koppeleinrichtung koppelbar oder hiervon entkoppelbar ist, derart, dass über den ersten und den zweiten Radsatz bei geöffneter Koppeleinrichtung wenigstens eine Windungsgangstufe einrichtbar ist.
[0011] Mit dem erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebe können neben den primären Gangstufen (beispielsweise sieben primäre Vorwärtsgangstufen) ein oder zwei oder sogar noch weitere Windungsgangstufen eingerichtet werden. Vorzugsweise ist dabei eine Windungsgangstufe als "Crawler"-Gangstufe ausgebildet, mit einer Übersetzung, die kürzer ist als die Übersetzung der primären Vorwärtsgangstufe 1. Ferner kann eine Windungsgangstufe vorzugsweise als "Overdrive"-Gangstufe ausgebildet sein, mit einer Übersetzung, die größer ist als die Übersetzung der höchsten primären Vorwärtsgangstufe. Insgesamt kann so die Spreizung deutlich erhöht werden. Ferner sind auch zwischen den einzelnen Primärgangstufen noch weitere Windungsgangstufen einrichtbar, sofern dies gewünscht ist.
[0012] Das Doppelkupplungsgetriebe weist zwei koaxiale Eingangswellen sowie zwei Vorgelegewellen auf. Vorzugsweise erfolgt die Einrichtung einer Rückwärtsgangstufe, indem ein Rad der einen Vorgelegewelle direkt mit einem Rad der anderen Vorgelegewelle in Eingriff steht. Demzufolge kann das Doppelkupplungsgetriebe mit genau drei Wellenachsen realisiert werden. Eine separate Welle bzw. Achse zur Lagerung eines Drehrichtungsumkehrrades ist hier nicht erforderlich.
[0013] Eine Schaltkupplung für die Rückwärtsgangstufe liegt dabei vorzugsweise auf der zweiten Vorgelegewelle. Ferner ist es bevorzugt, wenn die Rückwärtsgangstufe und die erste "Primär"-Vorwärtsgangstufe auf unterschiedlichen Teilgetrieben liegen.
[0014] Weiterhin ist es insgesamt vorteilhaft, wenn die niedrigste und die höchste Primär-Vorwärtsgangstufe auf demselben Teilgetriebe liegen, insbesondere auf einem ersten Teilgetriebe, das die ungeraden Gangstufen einrichtet. [0015] Die Koppeleinrichtung kann als Klauenkupplung oder als synchronisierte Schaltkupplung realisiert sein.
[0016] Ein Übergang von der "Crawler"-Vorwärtsgangstufe zu der ersten "Pri- mär"-Vorwärtsgangstufe kann unter Last erfolgen, also mit überschneidender Betätigung der zwei Reibkupplungen. Gleiches gilt für den Übergang von der "Overdrive"-Windungs- gangstufe in die höchste "Primär"-Gangstufe.
[0017] Die Getriebeanordnung weist vorzugsweise sieben Primär-Vorwärts- gangstufen auf. Eine "Crawler"-Gangstufe wird vorzugsweise eingerichtet durch gleichzeitiges Schalten der Losräder der Vorwärtsgangstufen 4, 5 und 1 sowie durch Schließen der zweiten Reibkupplung. Die Koppeleinrichtung ist hierbei geöffnet. Die "Overdrive"- Windungsgangstufe wird vorzugsweise realisiert durch gleichzeitiges Schalten der Primär- Vorwärtsgangstufen 4, 3 und 7 und durch Schließen der zweiten Reibkupplung, wobei die Koppeleinrichtung ebenfalls geöffnet ist.
[0018] Das erfindungsgemäße Doppelkupplungsgetriebe ermöglicht, ausgehend von einem Radsatzaufbau für beispielsweise sieben Gangstufen, das Einrichten von acht oder neun Vorwärtsgangstufen. Es ist eine große Spreizung möglich, die beispielsweise größer sein kann als 9. Die Realisierung der Windungsgangstufen kann ohne Beeinträchtigung der Grundfunktionen des Doppelkupplungsgetriebes erfolgen. Mit anderen Worten werden die Primärgangstufen in gleicher weise eingesetzt wie bei einem Getriebe, das aufgebaut ist wie es beispielhaft in dem Dokument EP 1 815 162 B1 gezeigt ist. Auf dessen Offenbarungsgehalt wird ergänzenderweise vollumfänglich Bezug genommen. Somit kann ein hoher Wirkungsgrad in den Primärgangstufen beibehalten werden. Auch die Doppelnutzung eines Festrades ist vorzugsweise wenigstens zweimal möglich, insbesondere für die Vorwärtsgangstufen 5 und 7 sowie für die Vorwärtsgangstufen 4 und 6.
[0019] Sofern die Vorwärtsgangstufe 1 und die Rückwärtsgangstufe auf unterschiedlichen Teilgetrieben des Doppelkupplungsgetriebes angeordnet sind, ist eine Freischaukelfunktion nach einem Festfahren eines Kraftfahrzeuges möglich. [0020] Eine Aktuatoranordnung für Schaltkupplungen des Doppelkupplungsgetriebes kann hydraulisch oder elektromechanisch realisiert sein, oder auch elektromagnetisch. Bei einer elektromechanischen Realisierung werden vorzugsweise zwei Schaltwalzen verwendet, von denen eine die Gangstufen des einen Teilgetriebes und die andere die Gangstufen des anderen Teilgetriebes schaltet.
[0021] Bevorzugt ist es, wenn die Koppeleinrichtung ebenfalls mittels einer der zwei Schaltwalzen geschaltet wird, vorzugsweise mit jener Schaltwalze, die die ungeraden Gangstufen einrichtet. Dies wäre vorteilhaft insbesondere im Sinne der Funktionssicherheit, da beim Schalten aus einer ungeraden niedrigsten "Primär"-Vorwärtsgangstufe oder einer ungeraden höchsten "Primär"-Vorwärtsgangstufe in eine Windungsgangstufe jeweils durch Verdrehen der Schaltwalze gewährleistet werden kann, dass die Koppeleinrichtung geöffnet wird, bevor das Drehmoment vollständig auf die Windungsgangstufe übertragen ist. Hierdurch kann eine Blockade des Radsatzes verhindert werden.
[0022] Insgesamt kann ein Doppelkupplungsgetriebe geschaffen werden, das aufbauend auf einem existierenden Radsatzaufbau zwei zusätzliche Gangstufen realisieren kann, wobei keine zusätzlichen Zahnräder notwendig sind, lediglich eine einseitig wirkende Koppeleinrichtung, insbesondere eine Synchronisierung.
[0023] Das Bereitstellen der Abtriebswelle kann zudem Vorteile bei der Anordnung eines Parksperrenrades haben.
[0024] Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.
[0025] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Vorgelegewelle zumindest benachbart zu dem Abtriebsradsatz als Hohlwelle ausgebildet.
[0026] Hierdurch kann die Lagerung der Abtriebswelle in Bezug auf die Vorgelegewelle vereinfacht werden. [0027] In einer Ausführungsform kann die Abtriebswelle dabei einen Hohlwellenabschnitt aufweisen, in den sich die zweite Vorgelegewelle hinein erstreckt.
[0028] Hierdurch kann für die Lagerung der Abtriebswelle eine Lagerung mit einem großen Durchmesser realisiert werden.
[0029] In einer alternativen Variante kann sich die Abtriebswelle in die Vorgelegewelle hinein erstrecken.
[0030] Hierdurch kann eine radial kompaktere Bauweise erzielt werden.
[0031] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Vorgelegewelle axial durchgehend als Hohlwelle ausgebildet.
[0032] Hierdurch kann insbesondere die Zuführung von Fluid zu Lagern, Radsätzen etc. vereinfacht werden.
[0033] Dabei ist es bevorzugt, wenn die Abtriebswelle sich durch die zweite Vorgelegewelle hindurch erstreckt und an ihrem der Koppeleinrichtung gegenüberliegenden Ende mit einem Parksperrenrad verbunden ist.
[0034] Die Koppeleinrichtung ist vorzugsweise an dem gleichen axialen Ende der Vorgelegewelle angeordnet wie das zweite Abtriebszahnrad, kann jedoch auch an dem gegenüberliegenden Ende ausgebildet sein.
[0035] Ein Parksperren rad einer Parksperrenanordnung kann beispielsweise mit der ersten Vorgelegewelle verbunden sein, oder auch mit einem Glied eines sich anschließenden Differentials.
[0036] Von besonderem Vorzug ist es, wenn die Abtriebswelle fest mit einem Parksperrenrad verbunden ist. [0037] Hierdurch lässt sich das Parksperren rad räumlich auf günstige Art und Weise in das Doppelkupplungsgetriebe integrieren.
[0038] Ferner kann das Parksperrenrad axial benachbart zu dem zweiten Abtriebszahnrad angeordnet sein. Auch diese Maßnahme trägt zu einer axial kompakten Bauweise bei.
[0039] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Parksperrenrad auf der der zweiten Vorgelegewelle abgewandten Seite des zweiten Abtriebszahnrades angeordnet. Dabei kann das Parksperrenrad direkt benachbart zu dem zweiten Abtriebszahnrad angeordnet sein. Alternativ ist es möglich, zwischen dem Parksperren rad und dem zweiten Abtriebszahnrad ein Lager zur Lagerung der Abtriebswelle vorzusehen. In diesem Fall könnte das Parksperrenrad folglich "fliegend" gelagert sein. Diese "fliegende" Lagerung des Parksperrenrades ermöglicht das einfache Anbringen eines speziellen Gehäusedeckels bzw. Lagerdeckels, der bereits mit weiteren Komponenten einer Parksperrenmechanik ausgerüstet bzw. vormontiert ist.
[0040] Sofern ein derartiges Lager auf der der zweiten Vorgelegewelle abgewandten Seite des Abtriebszahnrades angeordnet ist, kann das Parksperren rad auch zwischen dem Abtriebszahnrad und diesem Lager angeordnet sein. Das Anordnen des Parksperrenrades zwischen dem Lager und dem zweiten Abtriebszahnrad hat den Vorteil einer einfacheren statischen Lagerung.
[0041] In einer alternativen Ausführungsform ist das Parksperrenrad auf der der zweiten Vorgelegewelle zugewandten Seite des zweiten Abtriebszahnrades angeordnet.
[0042] Generell ist es möglich, die zweite Vorgelegewelle und die Abtriebswelle unabhängig voneinander zu lagern. Von besonderem Vorzug ist es jedoch, wenn die zweite Vorgelegewelle und die Abtriebswelle über ein Drehlager miteinander verbunden sind. Durch diese Maßnahme kann wenigstens ein Drehlager eingespart werden. Das Drehlager ist dabei vorzugsweise zwischen einem Innenumfang eines Hohlwellen- abschnittes der Abtriebswelle und einem Außenumfang der zweiten Vorgelegewelle angeordnet.
[0043] Gemäß einer weiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform ist die Abtriebswelle über wenigstens ein Wellendrehlager an einem Gehäuse des Doppelkupplungsgetriebes gelagert.
[0044] Dieses Wellendrehlager ist vorzugsweise axial benachbart zu dem zweiten Abtriebszahnrad angeordnet, um die dort auftretenden Radial- und/oder Axialkräfte gut aufnehmen zu können.
[0045] Ferner ist es insgesamt vorteilhaft, wenn das Abtriebszahnrad im Bereich von einem Ende der zweiten Vorgelegewelle angeordnet ist, das der ersten und der zweiten Reibkupplung zugewandt ist.
[0046] Auch hierdurch kann eine axial kompakte Bauweise realisiert werden.
[0047] Wie weiter oben erwähnt, kann die Koppeleinrichtung durch eine Klauen- oder eine Synchronkupplung realisiert sein. In einer bevorzugten Variante weist die Koppeleinrichtung eine Führungsmuffe auf, die fest mit der Abtriebswelle verbunden ist und an der eine Schiebemuffe axial verschieblich gelagert ist, wobei die zweite Vorgelegewelle fest mit einem Kupplungskörper verbunden ist, wobei die Schiebemuffe den Kupplungskörper in einer Axialposition freigibt und in einer zweiten Axialposition eine formschlüssige Verbindung mit dem Kupplungskörper herstellt.
[0048] Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
[0049] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Längsschnittansicht durch eine Ausführungsform eines Antriebsstranges mit einem erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebe;
Fig. 2 eine Detailansicht eines Doppelkupplungsgetriebes der erfindungsgemäßen Art gemäß einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 3 eine Detailansicht eines Doppelkupplungsgetriebes der erfindungsgemäßen Art gemäß einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 4 eine Detailansicht eines Doppelkupplungsgetriebes der erfindungsgemäßen Art gemäß einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 5 eine Detailansicht eines Doppelkupplungsgetriebes der erfindungsgemäßen Art gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Aktuatoranordnung für ein erfindungsgemäßes Doppelkupplungsgetriebe.
[0050] Fig. 1 zeigt in schematischer Form einen Antriebsstrang 10 für ein Kraftfahrzeug. Der Antriebsstrang 10 beinhaltet einen Antriebsmotor 12 wie einen Verbrennungsmotor sowie ein Doppelkupplungsgetriebe 14. Das Doppelkupplungsgetriebe 14 beinhaltet eine Doppelkupplungsanordnung 16 mit einer ersten Reibkupplung 18 und einer zweiten Reibkupplung 20. Eingangsglieder der zwei Reibkupplungen 18, 20 sind mit einer Antriebswelle des Antriebsmotors 12 verbunden.
[0051] Ferner weist das Doppelkupplungsgetriebe 14 eine Getriebeanordnung 22 auf, die mit den Reibkupplungen 18 und 20 verbunden ist. Ein Ausgang der Getriebeanordnung 22 ist mit einem Differential 24 gekoppelt, mittels dessen Antriebsleistung auf angetriebene Räder 26L, 26R verteilt wird. [0052] Die Getriebeanordnung 22 weist eine erste Eingangswelle 30 sowie eine konzentrisch hierzu angeordnete zweite Eingangswelle 32 in Form einer Hohlwelle auf. Die erste Eingangswelle 30 ist mit einem Ausgangsglied der ersten Reibkupplung 18 verbunden. Die zweite Eingangswelle 32 ist mit einem Ausgangsglied der zweiten Reibkupplung 20 verbunden.
[0053] Ferner beinhaltet die Getriebeanordnung 22 eine erste Vorgelegewelle 34 und eine zweite Vorgelegewelle 36.
[0054] Die Getriebeanordnung weist eine Mehrzahl von Radsätzen zur Einrichtung von Gangstufen auf, und zwar einschließlich von primären Vorwärtsgangstufen 1 bis 7 sowie einer Rückwärtsgangstufe R.
[0055] Zur Einrichtung der Vorwärtsgangstufe 1 ist ein Radsatz mit einem Festrad 38 und einem Losrad 40 vorgesehen. Das Festrad 38 ist mit der ersten Eingangswelle 30 verbunden. Das Losrad 40 ist drehbar an der ersten Vorgelegewelle 34 gelagert. Ein Radsatz zur Einrichtung der Vorwärtsgangstufe 3 beinhaltet ein mit der ersten Eingangswelle 30 verbundenes Festrad 42 sowie ein drehbar an der zweiten Vorgelegewelle 36 gelagertes Losrad 44.
[0056] Zur Einrichtung von Vorwärtsgangstufen 5 und 7 ist ein Radsatz vorgesehen, der ein mit der ersten Eingangswelle 30 verbundenes Festrad 46 sowie ein an der ersten Vorgelegewelle 34 drehbar gelagertes Losrad 48 für die Gangstufe 7 sowie ein an der zweiten Vorgelegewelle 36 drehbar gelagertes Losrad 50 für die Vorwärtsgangstufe 5 aufweist.
[0057] Die Radsätze zur Einrichtung der Vorwärtsgangstufen 1 , 3, 5, 7 bilden ein erstes Teilgetriebe 52 der Getriebeanordnung 22.
[0058] Zur Einrichtung der Vorwärtsgangstufen 4 und 6 ist ein Radsatz vorgesehen, der ein mit der zweiten Eingangswelle 32 verbundenes Festrad 54 sowie ein drehbar an der ersten Vorgelegewelle 34 gelagertes Losrad 56 für die Vorwärtsgangstufe 6 sowie ein drehbar an der zweiten Vorgelegewelle 36 gelagertes Losrad 58 für die Vorwartsgangstufe 4 aufweist. Zur Einrichtung der Vorwartsgangstufe 2 ist ein Radsatz vorgesehen, der ein mit der zweiten Eingangswelle 32 verbundenes Festrad 60 sowie ein drehbar an der ersten Vorgelegewelle 34 gelagertes Losrad 62 aufweist.
[0059] Zur Einrichtung der Rückwärtsgangstufe ist ein Zwischenrad 64 starr mit dem Losrad 62 verbunden, wobei das Zwischenrad 64 direkt in Eingriff steht mit einem Losrad 66, das an der zweiten Vorgelegewelle 36 drehbar gelagert ist.
[0060] Die Radsätze zur Einrichtung der Vorwärtsgangstufen 2, 4, 6, R bilden ein zweites Teilgetriebe 68 der Getriebeanordnung 22.
[0061] Die Getriebeanordnung 22 beinhaltet ferner einen Abtriebsradsatz 70. Der Abtriebsradsatz 70 weist ein erstes Abtriebszahnrad 72 auf, das starr mit der ersten Vorgelegewelle 34 verbunden ist. Ferner weist der Abtriebsradsatz 70 ein zweites Abtriebszahnrad 74 auf, das der zweiten Vorgelegewelle 36 zugeordnet ist. Das erste Abtriebszahnrad 72 und das zweite Abtriebszahnrad 74 stehen in Eingriff mit einem dritten Abtriebszahnrad 76, das in Fig. 1 schematisch radial außerhalb der Abtriebszahnräder 72, 74 dargestellt ist, und zwar aus Übersichtlichkeitsgründen. Das dritte Abtriebszahnrad 76 ist vorzugsweise mit einem Eingangsglied des Differentials 24 verbunden.
[0062] Die Getriebeanordnung 22 beinhaltet ein erstes Schaltkupplungspaket 78 mit einer ersten Schaltkupplung 80 zum Einlegen der Vorwärtsgangstufe 1 und einer zweiten Schaltkupplung 82 zum Einlegen der Vorwärtsgangstufe 7. Ferner weist die Getriebeanordnung 22 ein zweites Schaltkupplungspaket 84 mit einer Schaltkupplung 86 zum Einlegen der Vorwärtsgangstufe 3 sowie einer Schaltkupplung 88 zum Einlegen der Vorwärtsgangstufe 5 auf. Die Getriebeanordnung 22 beinhaltet ferner ein drittes Schaltkupplungspaket 90 mit einer Schaltkupplung 92 zum Einlegen der Vorwärtsgangstufe 6 sowie einer Schaltkupplung 94 zum Einlegen der Vorwärtsgangstufe 2. Schließlich weist die Getriebeanordnung 22 ein viertes Schaltkupplungspaket 96 auf, das eine Schaltkupplung 98 zum Einlegen der Vorwärtsgangstufe 4 sowie eine Schaltkupplung 100 zum Einlegen der Rückwärtsgangstufe R aufweist. [0063] In axialer Richtung sind an der ersten Vorgelegewelle 34 das Losrad 40, das Schaltkupplungspaket 78, das Losrad 48, das Losrad 56, das Schaltkupplungspaket 90 sowie das Losrad 62 mit dem Zwischenrad 64, und schließlich das erste Abtriebszahnrad 72 angeordnet, und zwar von einem der Doppelkupplungsanordnung 16 gegenüberliegenden axialen Ende der Getriebeanordnung 22 aus gesehen.
[0064] In der gleichen Richtung sind an der zweiten Vorgelegewelle 36 das Losrad 44, das Schaltkupplungspaket 84, das Losrad 50, das Losrad 58, das Schaltkupplungspaket 96 und das Losrad 66 angeordnet.
[0065] Die Getriebeanordnung 22 weist ferner eine Abtriebswelle 104 auf, die koaxial mit der zweiten Vorgelegewelle 36 ausgerichtet und relativ zu dieser drehbar gelagert ist. Die Abtriebswelle 104 ist mittels einer Koppeleinrichtung 106 mit der zweiten Vorgelegewelle 36 koppelbar, das heißt vorzugsweise formschlüssig verbindbar, oder hiervon entkoppelbar, so dass die Vorgelegewelle 36 sich drehen kann, ohne die Abtriebswelle 104 mitzunehmen.
[0066] Die Koppeleinrichtung 106 kann nach der Art einer Klauen- oder Syn- chron-Schaltkupplung ausgebildet sein, wobei eine Führungsmuffe 108 an der Abtriebswelle 104 festgelegt ist. An der Führungsmuffe 108 ist eine Schiebemuffe 109 axial verschieblich gelagert. Die Vorgelegewelle 36 ist mit einem Kupplungskörper 1 10 verbunden, wobei die Schiebemuffe den Kupplungskörper 1 10 in einer Axialposition (wie dargestellt) freigibt und in einer zweiten Axialposition eine formschlüssige Verbindung mit dem
Kupplungskörper 1 10 herstellt.
[0067] Bei der Nutzung der Primär-Gangstufen 1 -7, R des oben beschriebenen Doppelkupplungsgetriebes 14 ist die Koppeleinrichtung 106 generell geschlossen, so dass die Abtriebswelle 104 mit der zweiten Vorgelegewelle 36 verbunden ist. Bei dieser Betriebsweise können in an sich bekannter Weise Lastschaltungen zwischen aufeinanderfolgenden Gangstufen durchgeführt werden, indem in einem passiven Teilgetriebe eine Gangstufe vorgewählt wird und die Reibkupplungen 18, 20 überschneidend betätigt werden. [0068] Durch die Entkoppelbarkeit der Vorgelegewelle 36 von der Abtriebswelle 104 ist es zusätzlich möglich, Windungsgangstufen einzurichten. Diese sind in Fig. 1 mit W bezeichnet. So ist beispielsweise eine "Crawler"-Windungsgangstufe WC einrichtbar, indem die Koppeleinrichtung 106 geöffnet wird und indem die Schaltkupplung 98 für die Vorwärtsgangstufe 4, die Schaltkupplung 88 für die Vorwärtsgangstufe 5 und die Schaltkupplung 80 für die Vorwärtsgangstufe 1 geschlossen werden. Hierbei fließt die Leistung von der zweiten Reibkupplung 20 über die zweite Eingangswelle 32, das Festrad 54, das Losrad 58, die zweite Vorgelegewelle 36, das Losrad 50, das Festrad 46, die erste Eingangswelle 30, das Festrad 38 und das Losrad 40 hin zu der ersten Vorgelegewelle 34, von wo, mit einer Übersetzung kleiner als die Vorwärtsgangstufe 1 , Antriebsleistung über das erste Abtriebszahnrad 72 auf den Abtrieb gelegt wird.
[0069] In ähnlicher Weise ist eine "Overdrive"-Windungsgangstufe WO einrichtbar, bei der die Schaltkupplungen 98, 86, 82 geschlossen werden. Hierdurch fließt Antriebsleistung von der zweiten Reibkupplung 20 sowie der zweiten Eingangswelle 32 über das Festrad 54, das Losrad 58, die zweite Vorgelegewelle 36, das Losrad 44, das Festrad 42, die erste Eingangswelle 30, das Festrad 46 und das Losrad 48 hin zu der ersten Vorgelegewelle 34, und von dort über das erste Abtriebszahnrad 72 auf den Abtrieb, und zwar mit einer Übersetzung, die größer ist als jene der Vorwärtsgangstufe 7.
[0070] Mit der Crawler-Windungsgangstufe und der Overdrive-Vorwärtsgang- stufe können folglich neun Vorwärtsgangstufen eingerichtet werden, mit einer Gesamt- spreizung von vorzugsweise größer 8,5, insbesondere größer 9,0.
[0071] Generell ist es bei dieser Ausgestaltung auch denkbar, weitere Windungsgangstufen zu realisieren, beispielsweise auch eine weitere Rückwärtsgangstufe oder Zwischengangstufen zwischen den Gangstufen 1 bis 7.
[0072] An der Abtriebswelle 104 ist ferner ein Parksperrenrad 1 12 festgelegt, das Teil einer Parksperrenanordnung zum Immobilisieren eines Kraftfahrzeuges ist. In der Darstellung der Fig. 1 ist das Parksperrenrad 1 12 axial benachbart zu dem zweiten Abtriebszahnrad 74, wobei dazwischen (oder axial daneben) ein Wellendrehlager angeordnet sein kann.
[0073] Die Vorgelegewelle 36 ist vorliegend als Hohlwelle dargestellt, kann jedoch auch als Vollwelle realisiert sein. Zwischen der Vorgelegewelle 36 und der Abtriebswelle 104 ist vorzugsweise ein Drehlager angeordnet, was in Fig. 1 jedoch nicht dargestellt ist.
[0074] In den Fig. 2 bis 5 sind jeweils Varianten des Antriebsstranges 10 der Fig. 1 dargestellt, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell dem Antriebsstrang 10 der Fig. 1 entsprechen. Gleiche Elemente sind daher durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
[0075] Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt einer Getriebeanordnung 22', mit der zweiten Vorgelegewelle 36, an der der Kupplungskörper 1 10 festgelegt ist. Es ist in Fig. 2 gezeigt, dass die Abtriebswelle 104 einen Hohlwellenabschnitt 1 14 aufweist, der einen Endabschnitt der zweiten Vorgelegewelle 36 umgreift. Die zweite Vorgelegewelle 36 und die Abtriebswelle 104 sind relativ zueinander über ein Drehlager 1 16 wie ein Nadellager oder Kugellager aneinander gelagert.
[0076] Ferner ist in Fig. 2 dargestellt, dass die Abtriebswelle 104 mittels eines Wellendrehlagers 1 18 drehbar in Bezug auf ein Gehäuse 120 der Getriebeanordnung 22' gelagert ist. Das zweite Abtriebszahnrad 74 ist vorzugsweise zwischen dem Wellendrehlager 1 18 und dem Abschnitt der Abtriebswelle 104 angeordnet, der drehbar in Bezug auf die zweite Vorgelegewelle 36 gelagert ist. Diese Maßnahme ist auch bei sämtlichen anderen Ausführungsformen bevorzugt.
[0077] In Fig. 2 ist gezeigt, dass das Parksperrenrad 1 12 anstelle einer Anordnung zwischen dem zweiten Abtriebszahnrad 74 und dem Wellendrehlager 1 18 auch zwischen dem zweiten Abtriebszahnrad 74 und der Koppeleinrichtung 106 angeordnet sein kann, wie es bei 1 12' dargestellt ist. Ferner ist in Fig. 2 dargestellt, dass das Parksperrenrad auf der dem Abtriebszahnrad 74 gegenüberliegenden axialen Seite des Wellendrehlagers 1 18 angeordnet sein kann, wie es bei 1 12" nach der Art einer fliegenden Lagerung gezeigt ist. Das Parksperrenrad 1 12" befindet sich damit auf der dem Abtriebszahnrad 74 gegenüberliegenden Seite des Lagers 1 18.
[0078] Bei der Variante der Fig. 3 ist ein Endabschnitt der Abtriebswelle 104"' als Vollwellenabschnitt ausgebildet, der in die als Hohlwelle ausgebildete zweite Vorgelegewelle 36 eingeführt ist, wobei dazwischen ein Drehlager 1 16"' angeordnet ist. Ferner ist gezeigt, dass das Parksperrenrad 1 12 auf axial beiden Seiten des zweiten Abtriebszahnrades 74 angeordnet sein kann, wie es bei 1 12' und 1 12"' dargestellt ist.
[0079] Bei der Getriebeanordnung 22IV der Fig. 4 erstreckt sich die Abtriebswelle 104IV in axialer Richtung durch die als Hohlwelle ausgebildete zweite Vorgelegewelle 36 hindurch. Die Koppeleinrichtung 106 kann dabei auf der dem Abtriebszahnrad 74 gegenüberliegenden Ende der Abtriebswelle 104IV angeordnet sein (wie bei 106A angedeutet)
[0080] , ist in Fig. 4 jedoch wie bei den vorherigen Ausführungsformen auf der axial gleichen Seite angeordnet. Bei der Ausführungsform der Fig. 4 ist ein Parksperrenrad 1 12IV jedoch an dem axial gegenüberliegenden Ende der Getriebeanordnung 22 fest mit der Abtriebswelle 104IV verbunden, also benachbart zu dem Losrad 44 für die Vor- wärtsgangstufe 3.
[0081] Bei der Getriebeanordnung 22v der Fig. 5 ist ein Abtriebszahnrad 74v als Losrad an einer zweiten Vorgelegewelle 36v drehbar gelagert, die in dieser Ausgestaltung als Vollwelle dargestellt ist, jedoch auch als Hohlwelle ausgebildet sein kann. Bei dieser Variante ist eine Koppeleinrichtung 106v an der zweiten Vorgelegewelle 36 angeordnet, mit einer Führungsmuffe 108v und einer daran verschiebbaren Schiebemuffe 109v, die zwischen dem Abtriebszahnrad 74v und dem Losrad 66 für die Rückwärtsgangstufe angeordnet sind.
[0082] Fig. 6 zeigt in schematischer Form eine Aktuatoranordnung 124 für die oben dargestellten Doppelkupplungsgetriebe. Die Aktuatoranordnung 124 beinhaltet eine erste Schaltwalze 126, an der eine Schaltnut 128 ausgebildet ist, mittels der die Schaltkupplungspakete 90, 96 des zweiten Teilgetriebes bedient werden. Die erste Schaltwalze 126 ist mittels eines ersten Elektromotors 130 angetrieben.
[0083] Die Aktuatoranordnung 124 beinhaltet ferner eine zweite Schaltwalze 132, die vorliegend zwei oder, wie dargestellt, drei Schaltnuten 134, 136, 138 aufweist. Die Schaltnut 134 ist dem Schaltkupplungspaket 80 zugeordnet, die Schaltnut 136 ist dem Schaltkupplungspaket 84 zugeordnet. Die Schaltnuten 134, 136 können auch in eine Schaltnut integriert sein. Die Schaltnut 138 ist der Koppeleinrichtung 106 zugeordnet. Die zweite Schaltwalze 132 wird mittels eines zweiten Elektromotors 140 angetrieben. Die Motoren 130, 140 sind vorzugsweise unabhängig voneinander ansteuerbare Elektromotoren.

Claims

Patentansprüche Doppelkupplungsgetriebe (14) mit einer Doppelkupplungsanordnung (16), die eine erste und eine zweite Reibkupplung (18, 20) aufweist, einer Getriebeanordnung (22), die eine erste und eine zweite Eingangswelle (30, 32) sowie eine erste und eine zweite Vorgelegewelle (34, 36) aufweist, wobei die erste Reibkupplung (18) mit der ersten Eingangswelle (30) und die zweite Reibkupplung (20) mit der zweiten Eingangswelle (32) verbunden ist, wobei die Getriebeanordnung (22) eine Mehrzahl von Radsätzen zur Einrichtung von Gangstufen (1 -7, R) aufweist, wobei ein erster Radsatz ein Festrad (42; 46) an der ersten Eingangswelle (30) und ein Losrad (44; 50) an der zweiten Vorgelegewelle (36) aufweist, wobei ein zweiter Radsatz ein Festrad (54) an der zweiten Eingangswelle (32) und eine Losrad (58) an der zweiten Vorgelegewelle (36) aufweist, und wobei die Getriebeanordnung (22) einen Abtriebsradsatz (70) aufweist, der ein mit der ersten Vorgelegewelle (34) fest verbundenes erstes Abtriebszahnrad (72) und ein zweites Abtriebszahnrad (74) aufweist, das der zweiten Vorgelegewelle (36) zugeordnet ist, wobei das erste und das zweite Abtriebszahnrad (72, 74) mit einem dritten Abtriebszahnrad (76) in Eingriff stehen, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Abtriebszahnrad (74) an einer Abtriebswelle (104) festgelegt ist, die koaxial mit der zweiten Vorgelegewelle (36) ausgerichtet und relativ zu der zweiten Vorgelegewelle (36) drehbar gelagert ist, und wobei die Abtriebswelle (104) mit der zweiten Vorgelegewelle (36) über eine Koppeleinrichtung (106) koppelbar oder hiervon entkoppelbar ist, derart, dass über den ersten und den zweiten Radsatz bei geöffneter Koppeleinrichtung (106) wenigstens eine Windungsgangstufe (WC, WO) einrichtbar ist.
2. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Vorgelegewelle (36) zumindest benachbart zu dem Abtriebsradsatz (70) als Hohlwelle ausgebildet ist.
3. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (104) einen Hohlwellenabschnitt (1 14) aufweist, in den sich die zweite Vorgelegewelle (36) hinein erstreckt.
4. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (104"'; 104IV) sich in die Vorgelegewelle (36) hinein erstreckt.
5. Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 2 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Vorgelegewelle (36) axial durchgehend als Hohlwelle ausgebildet ist.
6. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (104IV) sich durch die zweite Vorgelegewelle (36) hindurch erstreckt und an ihrem der Koppeleinrichtung (106) gegenüberliegenden Ende mit einem Parksperrenrad (1 12IV) verbunden ist.
7. Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (104) fest mit einem Parksperren rad (1 12) verbunden ist.
8. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Parksperrenrad (1 12; 1 12'; 1 12"; 1 12"') axial benachbart zu dem zweiten Abtriebszahnrad (74) angeordnet ist.
9. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Parksperrenrad (1 12; 1 12"; 1 12"') auf der der zweiten Vorgelegewelle (36) abgewandten Seite des zweiten Abtriebszahnrades (74) angeordnet ist.
10. Doppelkupplungsgetriebe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Parksperrenrad (1 12') auf der der zweiten Vorgelegewelle (36) zugewandten Seite des zweiten Abtriebszahnrades (74) angeordnet ist.
1 1 . Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Vorgelegewelle (36) und die Abtriebswelle (104) über ein Drehlager (1 16) miteinander verbunden sind.
12. Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 - 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (104) über wenigstens ein Wellendrehlager (1 18) an einem Gehäuse (120) des Doppelkupplungsgetriebes (14) gelagert ist.
13. Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtriebsradsatz (70) im Bereich von einem Ende der zweiten Vorgelegewelle (36) angeordnet ist, das der ersten und der zweiten Reibkupplung (18, 20) zugewandt ist.
14. Doppelkupplungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinrichtung (106) eine Führungsmuffe (108) aufweist, die fest mit der Abtriebswelle (104) verbunden ist und an der eine Schiebemuffe (109) axial verschieblich gelagert ist, wobei die zweite Vorgelegewelle (36) fest mit einem Kupplungskörper (1 10) verbunden ist, wobei die Schiebemuffe (109) den Kupplungskörper (1 10) in einer Axialposition freigibt und in einer zweiten Axialposition eine formschlüssige Verbindung mit dem Kupplungskörper (1 10) herstellt.
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