Doppeikuppiunqsqetriebe
Die Erfindung betrifft ein Doppelkuppiungsgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Doppelkuppiungsgetriebe sind als Schaftgetriebe für Kraftfahrzeuge mit nahezu Zugkraftunterbrechungsfreien Gangwechseln bekannt und haben sich bereits bewährt, Zugkraftunterbrechungsfreie Schaltvorgänge vermeiden Lasf- wechsel und Geschwindigkeitseinbrüche, so dass ein komfortableres Fahrverhalten und ein verbessertes Beschleunigungsvermögen erreicht werden. In einer in der gattungsbildenden DE 198 21 164 A1 beschrieben gängigen Bauweise ist eine Doppelkupplung mit zwei, beispielsweise als nass laufende Lamellenkupplungen ausgebildeten, Anfahrkupplungen vorgesehen, die jeweils mit einer Getriebeeingangswelle verbunden sind. Die beiden Getπebeein- gangswellen sind koaxial zueinander angeordnet, wobei die eine Eingangswelle als eine Hohlweile ausgebildet ist, in der die andere Eingangswelle als eine innere Zentral- oder VolSwelie, die aus der Hohlwelle austritt, gelagert ist. Jeder Eingangswelle sind die Zahnradsätze für eine Gruppe von Gängen bzw. Gangstufen, vorzugsweise die geraden Gänge der einen Gruppe und die ungeraden Gänge der anderen Gruppe, zugeordnet. Ein Rückwärtsgang kann je nach Gangzahl in dem einen oder den anderen Teilgetriebe angeordnet sein.
Die Schaltung über die Eiπgangswellen erfolgt sequenziell. Dabei wird in dem aktuell nicht drehmomenfübertragenden Getriebeteil der jeweils nächste Gang vorgewählt sowie durch ein überlagertes Öffnen und Schließen der beiden Kupplungen der Gangwechsel praktisch ohne Zugkraftunterbrechung durchgeführt. Der Wechsel der Verbindung des Verbrennungsmotors von der einen zur anderen Getriebeeingangswelie und damit von dem aktuellen Gang zum nächsten Gang erfolgt also praktisch ohne Unterbrechung des Antriebs.
in der Regel sind Doppelkupplungsgetriebe als automatisierte Getriebe ausgebildet, bei denen die Schaltvorgänge nicht über ein Kupplungspedal sondern durch einen Schaltwunsch des Fahrers über einen Wählhebet bzw. eine Schaltwippe oder durch ein Schaitprogramm automatisch eingeleitet und über eine hydraulische und/oder elektrische Ansteuerung der Kupplung und der jeweiligen Schaft- und Synchronisierpakete der einzelnen Gänge durchgeführt werden.
Zur Steigerung ihres Wirkungsgrades und zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs sowie der Schadstoffemission der Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen, werden Schaltgetriebe, insbesondere auch Doppelkupp- lungsgetriebe, zunehmend mit höheren Gangzahlen, also mit sechs oder sogar sieben Vorwärtsgängen, konzipiert. Solche Getriebe weisen eine relativ große Baulänge auf. Die axiale Baulänge von herkömmlichen Doppeikuppiungsge- trieben entsteht aus der Aneinanderreihung der Doppelkupplung in nasser oder trockener Ausführung und den jeweiligen Zahnradsätzen. Da Doppeikupp- lungsgetriebe überwiegend für den Front-Quer-Einbau vorgesehen sind, wobei sie im Motorraum meist zwischen dem Verbrennungsmotor und einem linken Radlauf eingebaut sind, ist die axiale Baulänge ein wichtiges Konstruktionsmerkmal dieser Getriebe, Der zur Verfügung stehende Bauraum im Motorraum ist jedoch durch Vorgaben in Konstruktion und Design sowie durch eine zunehmende Anzahl und Größe von Nebenaggregaten ohnehin schon begrenzt, so dass bereits die heutigen sechsgängigen Doppetkupplungsgetriebe kritische axiale Bauiängen erreichen und noch längere siebengängige Doppelkupp- lungsgetriebe im Front-Quer-Einbau kaum im vorgegebenen Einbauraum des Kraftfahrzeuges unterzubringen sind.
Die DE 103 05 241 A1 zeigt eine sechs- oder siebengängige Getriebestruktur, bei der die Ganggruppen auf zwei achsparallel zu den Eingangswellen
gelagerten Vorgelegeweifen angeordnet sind. Dabei sind auf den Vorgelege- welien Losräder drehbar gelagert, während auf einer der beiden Eingangswellen zwei Festräder und auf der anderen Eingangswefie zumindest ein weiteres Festrad zum Antrieb von jeweils zwei Losrädern angeordnet sind. Diese Getriebestruktur weist mit sechs Gängen eine vergleichsweise etwas kürzere Baulänge und mit sieben Gängen eine im Vergleich zur gattungsbiidenden DE 198 21 164 A1 etwa vergleichbare Baulänge auf.
Die in den DE 103 05 241 A1 und DE 198 21 164 A1 gegebenen axialen Gefriebebaulängen könnten bestenfalls durch Baufeiloptimierungen an Verzahnungen, Synchronisierungen oder Lagern noch geringfügig weiter verkürzt werden. Um darüber hinaus ein signifikantes Potenzial zur Baulängenverkür- zung zu erschließen, sind andere Bauformen notwendig.
Eine mögliche andere Anordnung der Zahnradsätze eines Doppelkupplungsgetriebes ist aus der EP 1 455 116 A1 bekannt. Darin ist ein erstes Teilgetriebe bzw. eine Ganggruppe von der Hohlwelle über ein Zwischenrad oder einen Kettenantrieb antreibbar und seitlich verlagert neben dem Kuppiungs- bauraum angeordnet, Die aus der Hohlwelle austretende Vollwelle trägt mehrere Verzahnungen und Synchronisierungen eines zweiten Teiigetriebes bzw. der andere Ganggruppe. Eine vergleichbare Getriebeanordnung ist auch aus der DE 10 2005 016 588 A1 bekannt.
Hierdurch wird zwar eine weitere Verkürzung der axialen Baulänge erreicht Die erreichbare Verkürzung ist jedoch durch die relativ große Länge des antreibenden Teils der Vollwelle begrenzt und daher für viele Anwendungsfälle eher zu gering.
Schließlich zeigt die DE 102 32 831 A1 ein Doppelkuppluπgsgetriebe in einer Gruppenbauweise. Dabei sind zwei achsparallel zu einer zentralen An-
triebsweife angeordnete Teilgetriebe vorgesehen. Die beiden Teilgetriebe sind über ein Festrad von der Antriebswelle antreibbar, Dazu weist jedes Teügetriebe eine Eingangswelle mit einer Kupplung auf, wobei die Kupplung mit einem Losrad verbunden ist, das mit dem Festrad der Antriebwelle kämmt und durch Schließen der Kupplung mit der Eingaπgswelle koppelbar ist. Die Teilgetriebe sind ihrerseits in einzelne Gruppen unterteilt, wodurch der Aufbau einer erhöhten Gangzahi, beispielsweise eines 12-gängiges Getriebes für Nutzfahrzeuge, realisierbar ist.
Der Schwerpunkt dieser Druckschrift liegt in der Verbesserung der Synchronisierung, insbesondere in der Reduzierung der zu synchronisierenden Trägheitsmassen. Dazu sind in den Teilgetrieben mehrere Synchronisierkupplungen vorgesehen. Ferner können die beiden Anfahrkupplungen der Teilgetriebe jeweils zur Synchronisierung der Drehzahl der EingangsweSle und einer zugeordneten Verzahnung herangezogen werden, wozu sie vorübergehend mit einer Teilkraft betätigbar sind.
Diese Getriebestruktur weist zwar eine verkürzte axiale Baulänge auf. Nachteilig daran ist jedoch, dass sie zwei räumlich separate Kupplungen nutzt, wodurch ein erhöhter Konstruktions- und Kostenaufwand entsteht. Zudem ergeben sich dadurch ein erhöhter Bauraumbedarf zur Unterbringung der Einzelkupplungen sowie ein höheres Gewicht. Für einen Front-Quereinbau, insbesondere für ein sechs- oder siebengängiges Pkw-Doppelkupplungsgetriebe, ist diese Gruppenbauweise der Teügetriebe in Verbindung mit dem Verzicht auf eine kompakte Doppelkupplung daher eher weniger vorteilhaft.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Doppelkupplungsgetriebe zu schaffen, das eine möglichst kompakte Bauform, vor allem eine geringe axiale Baulänge, aufweist, dabei einen hohen Wirkungsgrad hat und gleichzeitig kostengünstig herstellbar ist.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine konsequente Verlagerung der Zahnradsätze seitlich des Getriebeeingangs, unter Beibehaltung der konventionellen kompakten Bauform der Doppeikuppiung mit koaxial zueinender angeordneten Getriebeeingangswellen, ein kostengünstiges Doppefkuppfungsgetriebe mit einer sehr kurzen axialen Bauiänge und einer verbesserten Bauraumausnutzung erreicht werden kann.
Demnach geht die Erfindung aus von einem Doppelkupplungsgetriebe, beispielsweise für ein Kraftfahrzeug, mit einer aus zwei Anfahrkupplungen bestehenden Doppelkupplung, über die ein Antriebsmotor jeweils mit einer von zwei koaxial zueinander angeordneten Getriebeeingangsweilen verbindbar ist, wobei jeder der beiden Getriebeeingangswellen eine Gruppe von Gängen zugeordnet ist.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung außerdem vor, dass die Ganggruppen als seitlich von der Doppelkupplung gelagerte Teilge- triebe ausgebildet sind, die jeweils eine Vorgelegewelle und eine als Getriebeausgangswelle ausgebildete Hauptwelle aufweisen, wobei jedes Teilgetriebe über genau eine zwischen der zugehörigen Getriebeeingangsweile und der Vorgelegewelle des Teilgetriebes wirksame Teilgetriebeverbindung anfreibbar ist.
Diese Anordnung hat den Vorteil, dass auf den beiden Getriebeeingangswellen jeweils lediglich eine einzige Verzahnung sitzt; ansonsten sind keine weiteren getriebiichen Antriebseiemente auf den Getriebeeingangswellen erforderlich. Die Getriebeeingangsweilen können somit in ihrer Gesamtlänge
im Vergleich zu anderen Doppelkupplungsgetrieben erheblich verkürzt ausgebildet sein. Dabei bleibt das vorteilhafte Konzept der ineinander verschachtelten Doppelkuppiung mit abtriebsseitig einer äußeren Hohlwelle und einer inneren Vollwelle erhalten. Da zudem durch die konsequente Verlagerung beider Teilgetriebe von den Getriebeeingangswellen weg, beiderseits der Doppelkupplung, auch beiderseits die voile Bautiefe der Doppelkupplung als axialer Bauraum für die Ganggruppen genutzt werden kann, wird durch die Erfindung ein besonders kurz bauendes, beispielsweise für den Front-Quer-Einbau in einem Kraftfahrzeug vorteilhaftes Doppelkupplungsgetriebe mit einer sehr effektiven Bauraumausnutzung ermöglicht.
Der Antrieb der Teilgetriebe über die Getriebeeingangsweilen kann besonders einfach dadurch realisiert werden, dass die Teiigetriebeverbindungen zwischen den Getriebeeingangswellen und den Teilgetrieben jeweils als ein Zwischenrad ausgebildet sind, welches antriebsseitig mit einem einzigen auf der Gefriebeeingangswelle angeordneten Festrad und abtriebsseitig mit einem auf der Vorgelegewelle angeordneten Festrad kämmt.
Der Kraftfluss über das Doppelkupplungsgetriebe zum Antrieb des Fahrzeugs zwischen der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors und den anzutreibenden Fahrzeugrädern geht in jedem Vorwärtsgang, beginnend mit der Kurbelwelle und einem optionalen Drehschwingungsdämpfungselement, über die dem entsprechenden Gang zugeordnete Kupplung der Doppelkupplung auf die entsprechende als Antriebswelle ausgebildete Getriebeeingangswelie. Dies ist vorzugsweise in den geraden Gängen die äußere ais Hohlwelle ausgebildete und in den ungeraden Gängen die innere als Zentral- oder Vollweile ausgebildete Getriebeeingangsweile. Von dort verläuft der Kraftfiuss über die erfin- dungsgemäße Teilgetriebeverbindung, also über ein Festrad der Getriebeeingangsweile auf ein Zwischenrad, welches in ein weiteres Festrad auf der Vorgelegewelle eingreift. Von der jeweiligen Vorgelegewelle geht der Kraftfluss
weiter, entweder über das Festrad auf ein hiermit kämmendes Losrad und über eine Kupplungseinricbtung (Synchronisierung oder Kiauenkupplung) auf die Hauptweiie des Teiigetriebes, oder über eine auf der Vorgeiegeweiie sitzende Kupplungseinrichtung auf ein anderes Losrad und weiter auf ein hiermit kämmendes Festrad auf der Hauptweiie dieses Teilgetriebes. Von der Hauptwelle geht es anschließend über ein Festrad auf ein übliches Festrad des Aus- gleichsdifferenzials und nach dem Differenzial auf die linke und rechte Abtriebsweile zu den Fahrzeugrädern.
Um den Bauraumbedarf und das Gewicht sowie die Herstelikosten des Getriebes so gering wie möglich zu halten, ist es weiterhin vorteilhaft, die Anzahl der erforderlichen Zahnräder zur Realisierung einer vorgesehenen Gangzahl zu minimieren. Dies wird bei der erfindungsgemäßen Anordnung durch eine Doppel- oder Mehrfachnutzung von verschiedenen Zahnrädern besonders effektiv realisiert.
insbesondere kann dazu vorgesehen sein, dass bei wenigstens einem der beiden Teilgetriebe das mit dem Zwischenrad kämmende Festrad der Vorgelegewelle gleichzeitig als ein Gang-Festrad eines Vorwärtsganges wirksam ist, über das ein auf der zugehörigen Hauptwelle angeordnetes Gang-Losrad des Ganges antreibbar ist. Grundsätzlich können die Zwischenräder jedoch auch zusätzliche Festverzahnungen auf den Vorgelegewellen antreiben.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass bei einem der beiden Teilgetriebe das mit dem Zwischenrad kämmende Festrad der Vorgeiegeweiie gleichzeitig als ein Gang-Festrad eines Rückwärtsganges wirksam ist, über das ein auf der zugehörigen Hauptwelle angeordnetes Gang-Losrad des Rückwärtsganges antreibbar ist, wobei zwischen dem Gang-Festrad und dem Gang-Losrad ein Rückwärtsgang-Zwischenrad drehbar gelagert angeordnet ist. Grundsätzlich
kann das Rückwärtsgang-Losrad auch einstufig direkt von dem Zwischenrad der Teiigetriebeverbindung angetrieben werden.
Es kann auch vorgesehen sein, dass bei wenigstens einem der beiden Teilgetriebe ein auf der Hauptwelle sitzendes Gaπg-Festrad, welches mit einem auf der Vorgeiegewelle gelagerten Gang-Losrad kämmt, gleichzeitig als ein Abtriebsrad wirksam ist, über weiches das Differenziaf-Festrad des Aus- gfeichsdifferenzials jeweils antreibbar ist.
Eine weitere Reduzierung des Bauraumbedarfs kann dadurch erreicht werden, dass die auf den Hauptweiien sitzenden Abtriebsräder zum sequen- zieiien Antrieb des Differenzials über die beiden Teiigetriebe in einer gemeinsamen Abtriebsebene der Hauptwelien angeordnet sind.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist besonders vorteilhaft zum Aufbau von Doppefkuppfungsgetrieben mit sechs oder sieben Vorwärtsgängen geeignet. Eine besonders kompakte Bauform lässt sich dabei dadurch erreichen, dass die Radsätze zahlenmäßig möglichst gleichmäßig auf die Teilgetriebe verteilt werden, wobei der Rückwärtsgang vorzugsweise dem Teilgetriebe mit den geraden Gängen zugeordnet wird, so dass sowohl bei einem Sechsgang- Getriebe als auch bei einem Siebengang-Getriebe auf der einen Getriebeseite die Gänge zwei, vier, sechs sowie rückwärts und auf der anderen Getriebeseite die Gänge eins, drei, fünf und gegebenenfalls sieben angeordnet sind.
Dabei ist es vorteilhaft, dass über die als äußere Hohlweile ausgebildete Getriebeeingangswelie das Teiigetriebe mit den geraden Gängen antreibbar ist, während über die als innere Vollwelle ausgebildete Getriebeeingangswelle das Teiigetriebe mit den ungeraden Gängen antreibbar ist, so dass stets der Rückwärtsgang mit der Hohlweile und der erste Gang mit der Voliwelie verbindbar ist. Die Gang- Festräder von Rückwärtsgang und erstem Gang sind
dabei vorzugsweise auf den Vorgelegeweifen und die zugehörigen Gang- Losräder auf den Hauptwelien angeordnet.
Schließlich ist es sinnvoll, auch die Zahl der üblichen Synchronisierele- mente (Reibelemente) bzw. Klauenkupplungen zur Schaltung der einzelnen Gänge so gering wie möglich zu haften bzw. so effektiv wie möglich einzusetzen. Dazu sind, entsprechend der Gangzahl des Getriebes jeweils zwei Gänge durch eine gemeinsame Synchronisierungseinrichtung beaufschlagbar, wobei je nach Anordnung der Zahnradsätze geeignete Kombinationen gebildet sind. Dem entsprechend sind bei einem sechs- oder siebengängigen Getriebe vier Synchronisierungspakete erforderlich, wobei bei der Sechsgang-Version eine Seite eines der Synchronisierungspaketseite unbesetzt bleibt.
Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung eines Ausführungsbeispiels beigefügt, in dieser zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Sechsgang-Doppel- kuppfungsgetriebes,
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform des Sechsgang-Doppel- kupplungsgetriebes,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Siebengang-Doppei- kupplungsgetriebes,
Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer ersten Wellenanordnung eines Doppeikupplungsgetriebes und
Fig, 5 eine schematische Seitenansicht eines Doppelkuppiungsge- triebes mit einer zweiten Wellenanordnung.
Demnach ist in Fig. 1 ein Getriebeschema eines Sechsgang-Doppef-
kupplungsgetriebes für den Front-Quer-Einbau in ein Kraftfahrzeug dargestellt. In diesem treibt eine aus zwei Anfahrkupplungen K1 , K2 bestehende Doppel- kuppfung 1 , die entweder direkt oder zur Schwingungsdämpfung vorteiihaft über einen Torsions-Schwingυngsdämpfer oder ein Zwei-Massen-Schwungrad mit einer Kurbelwelle 2 eines Verbrennungsmotors (nicht dargestellt) verbunden ist, zwei koaxiale Getriebeeingangsweilen 3 und 4, entsprechend einer sequenziellen Ansteuerung der beiden Kupplungen K1 und K2, an. Hierbei treibt die als innere Vollwelle ausgebildete Eingangswelie 4 eine Gruppe von ungeraden Gängen G1 , G3, G5 und die als äußere Hohlwelle ausgebildete Getriebeeingangswelle 3 eine Gruppe von geraden Gängen G2, G4, G6 sowie einen Rückwärtsgang RG an. Der Rückwärtsgang RG ist vorteilhaft immer der Gruppe der geraden Gänge G2, G4, G6 zugeordnet und von der Hohlwelle 3 antreibbar. Die beiden Ganggruppen G1/G3/G5 bzw. G2/G4/G6/RG bilden jeweils ein Teilgetriebe T1 bzw. T2, das über eine Teilgetriebeverbindung 5, 6 mit der zugehörigen Getriebeeingangswelle 3, 4 verbunden ist.
In den Fig. 1 und 2 sind zwei Varianten des Doppelkuppluπgsgetriebes mit den beiden Teilgetrieben T1 und T2 bzw. mit in ihrer Zahnradsatz-Anordnung variierten Teiigetrieben T1 ', T2' dargestellt. Den Teiigetrieben T1 , TV, T2, T2' sind zur Synchronisierung und Schaltung der einzelnen Gänge jeweils zwei paarweise wirksame Synchronisierungseinrichtungen 33, 34, 35, 36 zugeordnet. Dabei sind vorzugsweise als Synchronisierungspakete S{n/m), mit n und m für den jeweiliges axial benachbarten Gang, der erste Gang und der dritte Gang G1 +G3, der zweite Gang und der Rückwärtsgang G2+RG sowie der vierte Gang und der sechste Gang G4+G6 zusammengefasst. Die dem fünften Gang G5 zugeordnete Synchronisiereinrichtung 33 ist nur einseitig wirksam.
Bei einer nicht dargestellten weiteren Sechsgaπg-Variaπte können auch der dritte Gang und der fünfte Gang G3+G5 zusammengefasst werden, wobei
dann die entsprechende Synchronisierungseinrichtung 34 nur einseitig auf den ersten Gang G1 wirksam ist.
Die Fig, 3 zeigt ein Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe mit dem geraden Teilgetriebe T2 und einem ungeraden Teiigetriebe T1 ". In der Siebengang-Variante sind durch die Zusammenfassung G5+G7 des fünften Ganges G5 mit dem neu hinzu gekommenen siebten Gang G7 alle vier Synchronisierungseinrichtungen 33, 34, 35, 36 vollständig belegt. Ansonsten entspricht die Siebengang-Variante der Sechsgang-Variante von Fig. 1.
in den Fig. 1 und 2 sind die Synchronisierungseinrichtungen 33, 34 bzw. die Synchronisierungspakete S(n/m) und Zahnradsätze G1 , G3, G5 des ungeraden Teilgetriebes T1 , T1 ' des sechsgängigen Getriebes in der folgenden Abfolge, gesehen von der (linken) Motorseite aus, angeordnet: Teilgetriebe T1 : S(-/5) - 5. Gang - I .Gang - S(1/3) - S.Gang (Fig. 1 ) bzw. Teiigetriebe TT: S(-/5) - δ.Gang - 3.Gang - S(3/1 ) - 1.Gang (Fig. 2).
Alternativ dazu sind folgende nicht dargestellte Abfolgen von Element- ebenen des ungeraden Teilgetriebes realisierbar:
δ.Gang - S(5/-) - I .Gang - S(1/3) - 3. Gang, oder δ.Gang - S(5/-) - 3. Gang - S(3/1 ) - 1.Gang, oder δ.Gang - S(5/3) - S.Gaπg - S(-/1 ) - 1.Gang, oder 3.Gang - S(3/5) - δ.Gang - S(-/1 ) - 1 Gang, oder δ.Gang - S(5/3) - 3.Gang - I .Gang - S{1/-), oder 3.Gang - S(3/5) - δ.Gang ~ I .Gang - S(1/-).
In der Fig. 3 mit dem siebengängigen Doppelkuppiungsgetriebe sind die Synchronisierungseinrichtungen 33, 34 bzw. Zahnradsätze Gi 1 G3, Gδ, G7 des
ungeraden Teiigetriebes TT' in der folgenden Abfolge, wiederum von der linken Motorseite aus gesehen, angeordnet:
Teilgetriebe T1 ": 7. Gang - S(7/5) - δ.Gang - I .Gang - S(1/3) - 3.Gang.
Als (nicht dargestellte) Alternativen sind hier möglich;
5.Gang - S(5/7) - T.Gang - 1.Gang - S(1/3) - 3. Gang, oder S.Gang - S(5/7) - 7.Gang - 3,Gang - S(3/1 ) - 1.Gang, oder 7. Gang - S(7/5) - δ.Gang - 3. Gang - S(3/1 ) - 1.Gang.
Für die Elemenfebenen des geraden Teiigetriebes T2, T2' ergeben sich folgende Anordnungen:
Teilgetriebe T2: 4.Gang - S(4/6) - 6. Gang - 2.Gang -S(2/R) - R.Gang (Fig.
1 +3) bzw.
Teilgetriebe T21: 4.Gang - S(4/6) - δ.Gang - R.Gang - S(R/2) - 2.Gang (Fig. 2)
oder als (nicht dargesteflte) Alternativen
Teilgetriebe T2: 6.Gang - S(6/4) - 4.Gang - 2. Gang -S(2/R) - R.Gang, oder Teilgetriebe T2': β.Gang - S(β/4) - 4.Gang - R.Gang -S(R/2) - 2.Gang.
Zur Realisierung der genannten Teilgetriebeverbindungen 5, 5', 6, 6' sitzt auf den beiden Getriebeeingangsweilen 3, 4 erftndungsgemäß jeweils nur eine Verzahnung, die ais ein Festrad 7, 7' bzw. 8, 8' ausgebildet ist. Die Festräder 7, 7', 8, 8' treiben über jeweils ein Zwischenrad 9, 9', 10, 10' jeweils eine Vorgelegewelle 11 , 12 des geraden bzw. des ungeraden Teiigetriebes T2, T2', T1 , T1 \ T1 " an. Ein jeweils durch das Zwischenrad 9, 9\ 10, 10' angetriebenes Festrad 13, 14, 37, 38 auf der jeweiligen Vorgelegeweüe 11 bzw. 12 dient vorteilhaft gleichzeitig als antreibendes Zahnrad für ein Gang-Losrad eines beliebigen Ganges des jeweiligen Teiigetriebes. In der Fig. 1 sind dies die Gang- Los-räder 19 bzw. 17 des ersten und des zweiten Gangs G1 bzw. G2, während es in der Fig. 2 die Gang-Losräder 20, 18 des dritten Gangs G3 und des Rückwärtsganges RG sind. Beim Antrieb des Rückwärtsgang-Losrades 18 über das Festrad 37 ist zur Richtungsumkehr zusätzlich ein weiteres Zwischenrad 32 antriebstechnisch zwischengeschalfet.
Auf den Hauptwellen 15, 16 der beiden Teilgetriebe sind weiterhin die Festräder 21 , 22, 23 für den vierten, den fünften und den sechsten Gang G4, G5, G6 sowie im Falle eines Siebengang-Doppelkupplungsgetriebes wie in
Fig. 3 dargestellt, ein Festrad 24 eines siebten Gangs Gl angeordnet. Die Festräder 21 bis 24 kommen erfindungsgemäß für eine Doppelnutzung in Betracht, wobei die Verzahnungen sowohl als eine Gangverzahnung der genannten Gänge G4-G7 mit deren Gang-Losrädern 27, 28, 29, 30 als auch als eine Abtriebsverzahnung zu einem Differenzialrad 25 auf einem Ausgleichsdifferen- ziai 26 dienen können.
Das Festrad 22 des sechsten Gangs G6 erfüllt im oben liegenden Teii- getriebe T2, T2' der Figuren 1 bis 3 die Funktion des Differenzialabtriebs und überträgt das Abtriebsmoment des Verbrennungsmotors auf das (in den Figuren 1 bis 3 unten liegend dargestellte) Differenzialrad 25, wobei der Antrieb des Festrades 22 bei eingelegtem sechsten Gang G6 von dem auf der Haupt- weile 15 angeordneten zugehörigen Losrad 28 des sechsten Gangs G6 und in den anderen Gängen G2, G4, RG über die Hauptwelle 15 erfolgt. Alternativ dazu kann in dem Teiigetriebe T2, T2' ansteile des Festrades 22 des sechsten Gangs G6 auch das Festrad 21 des vierten Gangs G4 als Abtriebszahnrad verwendet werden.
Für den Antrieb des Differenziairades 25 von dem in den Figuren 1 bis 3 untenliegenden Teilgetriebe T1 , T1 \ TT' aus ist hingegen auf der Hauptweile 16 ein zusätzliches Festrad 31 als Abtriebsrad vorgesehen. Das Abtriebsrad 31 des ersten Teilgetriebes T1 , T1 ', T1 " und das Abtriebsrad 22 des zweiten Teilgetriebes T2, T2! sind vorteilhaft in einer gemeinsamen Getriebeab- triebsebene angeordnet.
Bei den möglichen Getriebevarianten sind grundsätzlich eine Reihe von Randbedingungen vorteilhaft, die in den Figuren berücksichtigt und zur Verdeutlichung im Folgenden nochmals zusammengefasst sind;
Bei dem Zahnradsafz G1 des ersten Gangs ist das Festrad 14 vorzugsweise auf der Vorgelegeweile 12 und das Losrad 19 auf der Hauptweile 16 angeordnet.
Bei dem Zahnradsatz G3 des dritten Gangs kann je nach Anbindung an die betreffende Synchron isierungseinrichtung 33 bzw. 34 das Festrad 38 bzw. das Losrad 20 auf der Vorgeiegeweiie 12 bzw. der Hauptwelie 16 angeordnet sein, im Faiie des Synchronisierungspaketes S(1/3) ist jedoch vorzugsweise das Festrad 38 auf der Vorgeiegeweiie 12 und das Losrad 20 auf der Hauptwelie 20 angeordnet.
Bei den Zahnradsätzen G5 und G7 des fünften Gangs und des siebten Gangs sind die Losräder 29, 30 vorzugsweise auf der Vorgelegewelle 12 und die Festräder 23, 24 auf der Hauptwefle 16 angeordnet.
Bei den Zahnradsätzen G2 und RG des zweiten Gangs und des Rückwärtsgangs sind die Festräder 13, 37 vorzugsweise auf der Vorgeiegeweiie 11 und die Losräder 17, 18 auf der Hauptweile 15 angeordnet.
Bei den Zahnradsätzen G4 und G6 des vierten Gangs und des sechsten Gangs sind die Losräder 27, 28 vorzugsweise auf der Vorgelegewelle 11 und die Festräder 21 , 22 auf der Hauptwelle 15 angeordnet.
Das Differenzialrad 25 kann vom ungeraden Teiigetriebe T1 , T1\ T1 " bevorzugt durch eine vorhandene Fesfverzahnung 23, 24 der Gänge drei und sieben G5, G7 auf der Hauptwelle 16 oder des Ganges G3, falls dessen Festverzahnung 38 auf der Hauptwelie 16 angeordnet ist, oder alternativ durch eine beliebig positionierbare zusätzliche Fesfverzahnung 31 auf der Hauptweile 16 angetrieben werden.
Das Differenzialrad 25 kann vom geraden Teilgetriebe T2, T2' bevorzugt durch eine vorhandene Festverzahnung 21 bzw. 22 der Gänge G4 oder G6 auf der Hauptwelle 15 oder alternativ dazu durch eine beliebig positionierbare zusätzliche Festverzahnung auf der Hauptwelle 15 angetrieben werden.
Die als Abtriebsverzahnungen zum Differenzialgetriebe fungierenden Festräder der beiden Teiigetriebe T1 , TT1 T1 ", T2, T2' sind vorzugsweise in einer gemeinsamen Getriebeebene angeordnet.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen das Doppeikuppiungsgetriebe in einer aufgefalteten Darstellung. Zur Verdeutlichung der seitlichen Verlagerung der Teiigetriebe T1 , TT, TT', T2, T2' sowie der Wirkverbindungen der beteiligten Wellen zeigen die Fig. 4 und 5 das Doppelkupplungsgetriebe in einer Seitenansicht. Die beiden Darstellungen zeigen zwei mögliche Anordnungen der Getriebeweilen, wobei erkennbar ist, dass die einzelnen Komponenten sich weitgehend in seitlicher, also in radialer Richtung weg von den Getriebeeingangswellen 3 und 4 verteilen, und nicht wie bei herkömmlichen Doppelkupplungsgetrieben zu großen Teilen in axialer Richtung auf der Achse der beiden koaxialen Getriebeeingangswellen hintereinander positioniert sind.
Die Funktionsweise eines Doppelkupplungsgetriebes ist an sich bekannt. Dabei werden die einzelnen Gänge sequenziell durchgeschaltet, wobei jeweils der auf den in dem einen Teilgetriebe aktuell eingelegten Gang folgende nächste Gang in dem anderen Teiigetriebe vorgewählt ist, und der Gangwechsel durch ein überschneidendes Öffnen und Schließen der beiden Kupplungen weitgehend zugkraftunterbrechungsfrei erfolgt.
im Folgenden wird daher nur näher auf den Krafffluss des erfindungsgemäßen Doppelkuppiungsgetriebes der Fig. 1 bis 3 in einem Vorwärtsgang eingegangen:
Ein Motormoment des Verbrennungsmotors wird von der Kurbeiwelle 2 über die Doppelkupplung 1 und die dem eingelegten Gang zugeordnete geschlossene Kupplung K1 bzw. K2 auf die entsprechende Getriebeeingangsweile 3 bzw. 4 übertragen. Das Festrad 7, T, 8, 81 der Eingangsweile 3, 4 treibt ein Zwischenrad 9, 9', 10, 10' an, weiches in ein weiteres Festrad 13, 14, 38 auf der Vorgelegewelle 11 bzw. 12 eingreift. Das Drehmoment der Vorgelegewel- Ie 11 , 12 wird entweder über das Festrad 13, 14, 38 auf ein hiermit kämmendes Losrad 17, 19, 20 und über die zugehörige Synchronisierungseinrichtung 34, 36 auf die Hauptwelie 15, 16 oder über eine auf der Vorgeiegewelle 11 , 12 sitzende Synchronisierungseinrichtung 33, 35 auf ein Losrad 27, 28, 29, 30 und ein hiermit kämmendes Festrad 21 , 22 23, 24 auf die Hauptwelle 15, 16 übertragen. Das Abtriebsmoment der Hauptweile 15, 16 wird über das Festrad 21 , 22 23, 24 oder ein zusätzliches auf der Hautweiie 11 , 12 sitzendes Festrad 31 auf das Festrad 25 des Ausgleichsdifferenzials 26 und nach dem Differenzi- al 26 schließlich auf die iinken und rechten Abtriebswellen 39, 40 zu den anzutreibenden Fahrzeugrädern hin übertragen.
Bezuqszeichen
1 Doppefkυpplυng
2 Kurbeiwelle
3 Getriebeeingangswefie für Teilgetriebe T2, T2'
4 Getriebeeingangswefte für Teilgetriebe T1 , T1', T1 '
5, 5' Teilgetriebeverbindung für Teilgetriebe T2, T2'
6, 6' Teilgetriebeverbindung für Teilgetriebe T1 , T1 ', T1 '
7, 7' Festrad auf Getriebeeingangswelle 3
8, 8' Festrad auf Getriebeeingangswelle 4
9, 9' Zwischenrad für Teilgetriebe T2, T2'
1O1 10' Zwischenrad für Teilgetriebe T1 , T1 \ T1 "
11 Vorgelegewelle für Teilgetriebe T2, T2'
12 Vorgelegewelle für Teilgetriebe T1 , TV1 TV
13 Festrad auf Vorgelegewelle 11
14 Festrad auf Vorgelegewelle 12
15 Hauptwelle für Teilgetriebe T2, T2'
16 Hauptwelie für Teilgetriebe T1 , TT, TV
17 Losrad 2. Gang
18 Losrad Rückwärtsgang
19 Losrad I .Gang
20 Losrad 3. Gang
21 Festrad 4. Gang
22 Festrad 6. Gang
23 Festrad 5, Gang
24 Festrad 7. Gang
25 Differenziai-Festrad
26 Ausgleichsdifferenzial
27 Losrad 4. Gang
28 Losrad Θ.Gang
29 Losrad 5. Gang
30 Losrad 7. Gang
31 Festrad für Differenzialradabtrieb
32 Zwischenrad für Rückwärtsgang
33 Synchronisierungseinrichtung
34 Synchronisierungseinrichtung
35 Synchronisierungseinrichtung
36 Synchronisierungseinrichtung
37 Festrad Rückwärtsgang
38 Festrad 3. Gang
39 Abtriebswelle für linkes Fahrzeugrad
40 Abtriebswelle für rechtes Fahrzeugrad
G1 Zahnradsatz 1. Gang
G2 Zahnradsatz 2. Gang
G3 Zahnradsatz 3. Gang
G4 Zahnradsatz 4. Gang
G5 Zahnradsatz 5. Gang
G6 Zahnradsatz 6. Gang
G7 Zahnradsatz 7, Gang
K1 Anfahrkuppiung für Teifgetπebe T1 , TT1 TT'
K2 Anfahrkupplung für Teilgetriebe T2, T2'
RG Rückwärtsgang
S(n/m) Synchronisierungspaket, n,m=1 ,...,7, R
T1 ungerades Teilgetriebe
TT, TT1 ungerades Teilgetriebe
T2, T2' Gerades Teilgetriebe