WO2010040436A1 - Schaltbares doppelrad für doppelkupplungsgetriebe sowie doppelkupplungsgetriebe - Google Patents

Schaltbares doppelrad für doppelkupplungsgetriebe sowie doppelkupplungsgetriebe Download PDF

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wheel
wheel body
gear
switchable
bearing
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PCT/EP2009/006549
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Ingo Pfannkuchen
Harald Rüdle
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Daimler Ag
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Definitions

  • the invention relates to a switchable double wheel for dual-clutch transmission and a dual-clutch transmission.
  • a dual-clutch transmission is known, with which seven forward gears and one reverse gear can be displayed.
  • This transmission has a hollow and an inner shaft, which can be coupled via a double clutch to a drive machine.
  • a first and a second countershaft are provided, the output pinion drive a drive wheel of a differential.
  • two fixed wheels are formed on the hollow shaft and on the inner shaft, which mesh with loose wheels, which are mounted on the countershafts.
  • One of these idler gears is arranged to represent the reverse gear of the idler gear for displaying the third forward gear adjacent, with the result that when driving in third gear high differential speeds occur between these two idler gears, with the result that the storage of said idler gears a high Effort required.
  • the invention has for its object to reduce the effort for storage of idler gears in a dual-clutch transmission and to provide a simplified dual-clutch transmission.
  • a coupling with a shift sleeve is provided for the rotationally fixed connection of the first and the second wheel body.
  • Such a coupling allows mutual support of the first and second wheel body, and thus contributes to a simplified storage.
  • the bearing sleeve has on its outer side a first receiving area for a first needle bearing for supporting the second wheel body.
  • Such storage can be built from standard components and thus implement particularly easy in practice.
  • the bearing sleeve has on its inside, preferably over its entire axial extent, a second receiving area for a second needle bearing for storage relative to the shaft. Also by such an embodiment, the implementation of the invention is facilitated in practice.
  • a first annular portion of the first wheel body and a second annular portion of the second wheel body are formed as mutually related sliding bearing surfaces.
  • the bearing sleeve is manufactured as a separate component and pressed with the first wheel body. Such a configuration facilitates the manufacture of the components and the subsequent assembly of the switchable double wheel. According to a further preferred embodiment of the invention it is provided that the bearing sleeve has an end-side support surface. Such a configuration facilitates the axial support of the present invention switchable double wheel.
  • the bearing sleeve has a first stop for the axial support of the second wheel body. Such a configuration facilitates the storage of the second wheel body relative to the first wheel body.
  • the bearing sleeve is manufactured in one piece with the first wheel body.
  • a thrust washer is then preferably further provided.
  • a first and a second thrust bearing are provided for the axial support, which are preferably formed in sections on a first or second synchronizing body.
  • synchronous parts are provided on the first and on the second wheel body.
  • Fig. 1 shows a particularly preferred embodiment of an inventive
  • Fig. 2 shows a detail of Fig. 1 as a detailed construction drawing
  • Fig. 3 shows a second embodiment of the structural design of the detail shown in Fig. 2.
  • a dual clutch transmission 10 is shown in front transverse construction.
  • an internal combustion engine drive motor 12 is on the right.
  • a differential 14 together with its wheel half shafts 16, 18 for output on a front axle 20 is located in the drawing plane below.
  • the transmission shafts shown are shown only for simplicity in a plane of the drawing. In practical implementation, the four major geometric axes are offset spatially parallel to one another.
  • the dual-clutch transmission 10 has input-side transmission input shafts, of which one is designed as a radially inner inner shaft 22 and the other as the axially right portion of the inner shaft 22 enclosing the outer hollow shaft 24.
  • the two main clutches On the right or the drive motor 12 related end of the two transmission input shafts 22, 24 are the two main clutches not shown in detail of the dual clutch 26. Each of the two main clutches can be coupled in a manner not shown independently of the other main clutch frictionally engaged with the drive motor 12. Between the double clutch 26 and the lined up on the two transmission input shafts 22, 24 gears lies a partition on which the hollow shaft 24 is axially supported by means of a roller bearing and radially mounted.
  • the rolling bearing is designed as a sealed single row deep groove ball bearings.
  • the partition extends radially outward to the right and thus forms a clutch bell for receiving the double clutch.
  • the two fixed wheels 28, 30 are in one piece with the hollow shaft 24th On the side facing the drive motor 12 side, a likewise abutting on the deep groove ball bearing circlip is inserted into an annular groove of the hollow shaft 24.
  • the second fixed gear 30 is assigned to the second forward gear 2nd and meshes with a loose wheel 32, which is arranged on a lower countershaft 34.
  • the first fixed gear 28 on the hollow shaft 24 is assigned to the fourth forward gear 4th and meshes with a loose wheel 36, which is arranged on the lower countershaft 34.
  • the first fixed wheel 28 is assigned to the sixth forward gear 6th and meshes with a loose wheel 38, which is arranged on the upper countershaft 40.
  • the two countershafts 34, 40 are formed at both ends of each peg-shaped and mounted by means of tapered roller bearings in an X-arrangement with respect to a three-part gear housing, which consists of said partition with an integral clutch bell, a gearbox housing and a mainshaft cover.
  • the inner shaft 22 protrudes axially out of the surrounding hollow shaft 24.
  • the three fixed wheels 42, 44, 46 are arranged on the protruding portion of the inner shaft 22.
  • These three fixed gears 42, 44, 46 decrease in diameter from a left end of the inner shaft 22 in the rightward direction.
  • the inner shaft 22 is mounted in the wheel set housing by means of a rolling bearing designed as a sealed deep groove ball bearing. This wheelset is designed as a separate part to the aforementioned partition.
  • the largest diameter of the fixed wheel 42 of the inner shaft 22 is assigned to the fifth forward gear 5th and meshes with a loose wheel 48 of the lower countershaft 34. Further, the largest fixed gear 42 meshes with a loose wheel 50 of the upper countershaft 40. The latter idler gear 50 is assigned to the seventh forward gear 7th , In order to mesh the largest fixed gear 42 and the two idler gears 48, 50 in a gear level.
  • the diameter of the mean fixed wheel 44 of the inner shaft 22 is assigned to the third forward gear 3rd and meshes with a loose wheel 52 of the upper countershaft 40. In the gear level of this idler gear is on the lower countershaft 34 no gear.
  • the smallest diameter fixed wheel 46 of the inner shaft 22 is assigned to the first forward gear Ist and meshes with a loose wheel 54 on the lower countershaft 34th
  • gear change clutch 56 coaxial with the lower countershaft 34.
  • this gear change clutch 56 is the aforementioned idler gear 32 with the countershaft 34th rotatably coupled, so that a torque on a right end before the tapered roller bearing lying output gear 58 is transferable.
  • This small output pinion 58 and a large output pinion 60 which is located at the right end of the upper countershaft 40 before the tapered roller bearing, both mesh with a front-toothed drive gear 62 of the differential 14th
  • the speed change clutch 56 is further coupled to the idler gear 36, so that for engaging the fourth forward gear 4th a rotationally fixed connection between the lower countershaft 34 and the idler gear 36 can be produced.
  • a further speed change clutch 64 is provided axially between the two idler gears 48, 54, with which alternatively one of the two idler gears 48, 54 rotatably coupled to the lower countershaft 34, so that the fifth forward gear 5th or alternatively the first forward gear Is inserted.
  • a speed change clutch 66 Coaxially on the upper countershaft 40 is a speed change clutch 66 between the two idler gears 50, 52 which are associated with the seventh forward gear 7th and the third forward gear 3rd.
  • this gearshift clutch 66 the idler gear 50 or the idler gear 52 with the countershaft 40 rotatably coupled.
  • the sixth forward gear 6th is assigned a further gear change clutch 68.
  • the inner shaft is supported by two double row needle bearings within the hollow shaft with roller bearings. Axial between the two needle bearings is a conical area. In the inner shaft from the left end of a blind hole drilled, which is provided axially before and after the conical region with transverse bores on the needle bearings. These cross holes supply the two needle bearings with lubricants and coolants. For feeding the lubricant and coolant into the blind hole, an insertion sleeve protrudes into an input area of the blind hole.
  • the two countershafts 34, 40 also have similar lubricant feeds at their two right ends. However, these are used directly in bearing eyes of the partition. Furthermore, the two countershafts 34, 40 are provided with central bores and transverse bores for supplying lubricant, in particular the needle roller bearings of the idler gears, but also the tooth-ratchets. With the described dual-clutch transmission 10 is a drive power
  • each gear is power shiftable to its sequentially adjacent gear since a gear change means a change of the main clutch.
  • a shift sleeve 70 described in the following FIG. 2 is displaced axially to the left on the one hand.
  • a rotationally fixed connection between two then rotatable relative to the upper countershaft 40 idler gears is made, namely between the idler gear 52 and a idler gear 72.
  • a shift sleeve of the speed change clutch 64 is axially displaced to the right, so that the idler gear 54 of the first forward gear is rotationally fixed is coupled to the lower countershaft 34.
  • the power flow of the reverse gear Rev.sub.1 coming from the drive motor 12 then extends from the second main clutch via the hollow shaft 24
  • the idler gear 72 which is associated with the reverse gear Rev. and meshes with the idler gear 32,
  • the idle gear 54 assigned to the first forward gear is meshed with the small fixed gear 46
  • Fig. 2 shows a detail of Fig. 1 with the shift sleeve 70 (gear change clutch) for switching the idler gears 52, 72, which form a switchable double gear 100.
  • the switchable double wheel 100 formed by the idler wheels 52, 72 forms an assembly unit, which has a first wheel body 102 and a second wheel body 104, which are captively connected to one another via a bearing sleeve 106 ,
  • the first wheel body 102 has a helical toothing 108, with which this, the third forward gear associated wheel body 102 meshes as idler gear with the middle fixed gear 44 of the inner shaft 22.
  • the second wheel body 104 has a straight toothing 110.
  • the bearing sleeve 106 which holds the two wheel bodies 102, 104 together, is made in the manner of a thin-walled tube with a collar 112, wherein the collar 112 forms on its inside a stop 114, against which the second wheel body 104 rests.
  • the bearing sleeve 106 which does not have to accommodate any moments serving the drive, and which can therefore be made thin-walled, has on its outer side a first receiving area 116 for a first needle bearing 118, which supports the second wheel body.
  • the bearing sleeve 106 On its inner side, the bearing sleeve 106 has a second receiving region 120 for a second needle bearing 122, with which the switchable double wheel 100 is mounted relative to the upper countershaft 40.
  • the bearing sleeve 106 has only a small wall thickness and is pressed into a, in the first wheel body 102, axially extending receiving recess 124, resulting from the collar 112 and the radially outwardly beyond the bearing sleeve 106 protruding first wheel body 102 in cross-section u -like receiving area for the second wheel body 104, wherein the second wheel body 104 is rotatable relative to the switching position of the shift sleeve 70 relative to the bearing sleeve 106.
  • the annular sections of the second wheel body 104 which are based on these surfaces and extend perpendicular to the construction axis, are designed as sliding bearing surfaces.
  • This ring sections namely a second ring section 126 of the second wheel body lying on the left in FIG. 2, is based on a first ring section 128 of the first wheel body 102, so that the second wheel body 104 is securely mounted in the axial direction.
  • synchronizing parts 130 are provided on the first and second wheel bodies.
  • the switchable double gear 100 is supported relative to the countershaft 40 by means of only second thrust bearings, wherein these thrust bearings are formed on a first and second synchronizing bodies 132, 134, respectively.
  • the synchronizing bodies 132, 134 are designed as an assembly of the speed change clutches 66, 68.
  • the critical load case is a third-speed drive.
  • this gear rotate the idler gears 52, 72 (wheel body 102, 104) in opposite directions because of the design of the reverse gear, so that there may be a very high differential speed between them.
  • this high differential speed is no longer relevant to storage, because the loose wheel 52 (the wheel body 102) is based on the one hand on the synchronizing body 132 and on the other hand - bypassing the idler gear 72 (wheel 104) -on the bearing sleeve 106 on the synchronizing body 134 from.
  • the switchable double wheel 100 according to the particularly preferred embodiment shown in FIG. 2 thus avoids high differential speeds in the critical load case, whereby the function and structure of a dual-clutch transmission 10 according to the invention are improved according to a particularly preferred embodiment.
  • the idler gear 52 of the double gear 100 can be connected in a rotationally fixed manner to the countershaft 40 with the gearshift clutch 66 which is mounted on the upper countershaft 40 and comprises the synchronizing ring 132.
  • the synchronizing ring 132 is rotatably connected to the countershaft 40.
  • the synchronizing ring 132 is also provided for coupling to the idler gear 50.
  • a sliding sleeve in the axial direction of the shift unit is mounted on the constant velocity ring 132, by means of which the synchronizing ring with the idler gear 52 of the double wheel 100 and alternatively with the idler gear 50 rotatably coupled.
  • the shift sleeve has on its outer circumference a circumferential groove for engagement of a shift fork or shift rocker, not shown.
  • gear change clutches are shown as exclusively positive locking claw clutches.
  • gear change clutches are shown in the more concrete representation of FIG. 2 as synchronizer rings. In practice, both the version with synchronizing rings and with Heidelbergklauenkupplept possible.
  • both output pinions do not have to have the illustrated difference in diameter.
  • both output pinions can identify the same diameter.
  • a dual-clutch transmission constructed and operative in all respects as the previously described dual-clutch transmission 10 according to a first embodiment is also presentable when, as shown in FIG. 3, a double-throw clutch 200 is provided which has a bearing sleeve 206 which is integral is formed with a first wheel body 102. For axial support of the sleeve 206 and a second wheel 204, a thrust washer 280 is then provided. None changes in terms of function. Only the parts production and the assembly are different. The advantage that in the critical load case in the support of the first wheel 202, the second wheel body 204 is bypassed remains.
  • Both preferred embodiments allow the use of standard components to facilitate manufacture. Both preferred embodiments have shorter tolerance chains than the prior art, and also the adjustment of the storage is facilitated.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein schaltbares Doppelrad (100) für Doppelkupplungsgetriebe (10) sowie ein Doppelkupplungsgetriebe (10). Um bei einem Doppelkupplungsgetriebe (10) den Aufwand zur Lagerung von Losrädern zu vermindern und ein vereinfachtes Doppelkupplungsgetriebe (10) zur Verfügung zu stellen, ist gemäß der Erfindung eine Lagerhülse (106) vorgesehen, die drehfest mit einem ersten Radkörper (102) ausgebildet ist und zur Lagerung eines zweiten Radkörpers (104) einen ersten Lagerbereich aufweist.

Description

Schaltbares Doppelrad für Doppelkupplungsgetriebe sowie Doppelkupplungsgetriebe
Die Erfindung betrifft ein schaltbares Doppelrad für Doppelkupplungsgetriebe sowie ein Doppelkupplungsgetriebe.
Aus der DE 10 2004 049 832 A1 ist ein Doppelkupplungsgetriebe bekannt, mit welchem sieben Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang darstellbar sind. Dieses Getriebe weist eine Hohl- und eine Innenwelle auf, die über eine Doppelkupplung an eine Antriebsmaschine kuppelbar sind. Neben der Hohl- und der Innenwelle sind eine erste und eine zweite Vorgelegewelle vorgesehen, deren Abtriebsritzel ein Antriebsrad eines Differentials antreiben. Zur Darstellung der sieben Vorwärtsgänge und des Rückwärtsgangs sind an der Hohlwelle zwei und an der Innenwelle drei Festräder ausgebildet, die mit Losrädern, die auf den Vorgelegewellen gelagert sind, kämmen. Eines dieser Losräder ist zur Darstellung des Rückwärtsgangs dem Losrad zur Darstellung des dritten Vorwärtsgangs benachbart angeordnet, was zur Folge hat, dass bei einem Fahren im dritten Gang hohe Differenzdrehzahlen zwischen diesen beiden Losrädern auftreten, mit der Folge, dass die Lagerung der genannten Losräder einen hohen Aufwand erfordert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Doppelkupplungsgetriebe den Aufwand zur Lagerung von Losrädern zu vermindern und ein vereinfachtes Doppelkupplungsgetriebe zur Verfügung zu stellen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 13.
Gemäß der Erfindung ist bei einem schaltbaren Doppelrad für ein Doppelkupplungsgetriebe mit einem gegenüber einer Welle zu lagernden ersten Radkörper und einem zweiten Radkörper, welche verdrehfest miteinander kuppelbar sind, eine Lagerhülse vorgesehen, die verdrehfest mit dem ersten Radkörper ausgebildet ist und zur Lagerung des zweiten Radkörpers einen ersten Lagerbereich aufweist. Durch die Lagerhülse wird an dem erfindungsgemäßen Doppelrad der zweite Radkörper aus dem Kraftfluss zur axialen Abstützung des ersten Radkörpers herausgenommen, wodurch sich die bei der Lagerung des ersten Radkörpers zu beachtenden Differenzdrehzahlen deutlich reduzieren. Dadurch lässt sich der Lagerungsaufwand reduzieren.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist zur verdrehfesten Verbindung des ersten und des zweiten Radkörpers eine Kupplung mit einer Schaltmuffe vorgesehen. Eine solche Kupplung erlaubt eine wechselseitige Abstützung des ersten und des zweiten Radkörpers, und sie trägt damit zu einer vereinfachten Lagerung bei.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Lagerhülse auf ihrer Außenseite einen ersten Aufnahmebereich für ein erstes Nadellager zur Lagerung des zweiten Radkörpers auf. Eine solche Lagerung lässt sich aus Standardkomponenten aufbauen und damit besonders einfach in der Praxis umsetzen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lagerhülse auf ihrer Innenseite, vorzugsweise über ihre gesamte axiale Erstreckung, einen zweiten Aufnahmebereich für ein zweites Nadellager zur Lagerung gegenüber der Welle aufweist. Auch durch eine solche Ausgestaltung wird die Umsetzung der Erfindung in die Praxis erleichtert.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein erster Ringabschnitt des ersten Radkörpers und ein zweiter Ringabschnitt des zweiten Radkörpers als aufeinander bezogene Gleitlagerflächen ausgebildet sind. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht einen Aufbau eines schaltbaren Doppelrades unter Verwendung weniger Komponenten, wobei die axiale Abstützung der Radkörper unter Einhaltung enger Toleranzen möglich ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Lagerhülse als separates Bauelement gefertigt und mit dem ersten Radkörper verpresst. Eine solche Ausgestaltung erleichtert die Herstellung der Komponenten und die spätere Montage des schaltbaren Doppelrades. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lagerhülse eine stirnseitige Abstützfläche aufweist. Eine solche Ausgestaltung erleichtert die axiale Abstützung des erfindungsgemäß schaltbaren Doppelrades.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lagerhülse einen ersten Anschlag zur axialen Abstützung des zweiten Radkörpers aufweist. Eine solche Ausgestaltung erleichtert die Lagerung des zweiten Radkörpers gegenüber dem ersten Radkörper.
Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Lagerhülse einstückig mit dem ersten Radkörper gefertigt ist. Bei einer solchen Ausgestaltung ist dann ferner vorzugsweise eine Anlaufscheibe vorgesehen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind zur axialen Abstützung ein erstes und ein zweites Axiallager vorgesehen, die vorzugsweise abschnittsweise an einem ersten bzw. zweiten Gleichlaufkörper ausgebildet sind. Durch eine solche Ausgestaltung ist eine sehr präzise Lagerung unter Verwendung vergleichsweise weniger Komponenten möglich.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind an dem ersten und an dem zweiten Radkörper Synchronteile vorgesehen.
Die Vorteile der Erfindung zeigen sich insbesondere an einem Doppelkupplungsgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13, wenn ein zur Darstellung des Rückwärtsgangs vorgesehenes Losrad und ein dazu benachbartes Losrad zur Darstellung eines Vorwärtsgangs als schaltbares Doppelrad nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet sind. Daher wird auch für ein Doppelkupplungsgetriebe selbstständig Schutz beansprucht. Hinsichtlich der Wirkungsweisen und Vorteile wird auf die Beschreibung des erfindungsgemäßen schaltbaren Doppelrades ausdrücklich Bezug genommen und verwiesen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.
Dabei zeigen: Fig. 1 Eine besonders bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Doppelkupplungsgetriebes,
Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 als detaillierte Konstruktionszeichnung und
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform zur konstruktiven Gestaltung des in Fig. 2 gezeigten Ausschnitts.
In Fig. 1 ist ein Doppelkupplungsgetriebe 10 in frontquer-Bauweise gezeigt. In der Zeichnungsebene liegt ein verbrennungsmotorischer Antriebsmotor 12 dabei rechts. Ein Differential 14 mitsamt seinen Radantriebshalbwellen 16, 18 zum Abtrieb auf eine Vorderachse 20 liegt in der Zeichnungsebene unten. Die dargestellten Getriebewellen sind dabei nur zur Vereinfachung in einer Zeichnungsebene dargestellt. In der praktischen Umsetzung sind die vier geometrischen Hauptachsen räumlich parallel versetzt zueinander.
Das Doppelkupplungsgetriebe 10 weist eingangsseitige Getriebeeingangswellen auf, von denen die eine als radial innere Innenwelle 22 und die andere als den axial rechten Teilbereich der Innenwelle 22 umschließende äußere Hohlwelle 24 ausgeführt ist.
Am rechten bzw. dem Antriebsmotor 12 nahestehenden Ende der beiden Getriebeeingangswellen 22, 24 liegen die beiden nicht näher dargestellten Hauptkupplungen der Doppelkupplung 26. Jede der beiden Hauptkupplungen ist in nicht näher dargestellter Weise unabhängig von der jeweils anderen Hauptkupplung reibschlüssig mit dem Antriebsmotor 12 kuppelbar. Zwischen der Doppelkupplung 26 und den auf den beiden Getriebeeingangswellen 22, 24 aufgereihten Zahnrädern liegt eine Trennwand, an welcher die Hohlwelle 24 mittels einer Wälzlagerung axial abgestützt und radial gelagert ist. Die Wälzlagerung ist als abgedichtetes einreihiges Rillenkugellager ausgeführt. Die Trennwand erstreckt sich radial außen nach rechts und bildet somit eine Kupplungsglocke zur Aufnahme der Doppelkupplung.
Mit von rechts nach links abnehmenden Durchmesser sind zwei axial aufeinander folgende Festräder 28, 30 drehfest mit der Hohlwelle 24 verbunden. Die beiden Festräder 28, 30 sind dabei einteilig mit der Hohlwelle 24. Auf der dem Antriebsmotor 12 zugewandten Seite ist ein ebenfalls am Rillenkugellager anliegender Sicherungsring in eine Ringnut der Hohlwelle 24 eingesetzt. Das zweite Festrad 30 ist dem zweiten Vorwärtsgang 2nd zugeordnet und kämmt mit einem Losrad 32, welches auf einer unteren Vorgelegewelle 34 angeordnet ist. Das erste Festrad 28 auf der Hohlwelle 24 ist dem vierten Vorwärtsgang 4th zugeordnet und kämmt mit einem Losrad 36, welches auf der unteren Vorgelegewelle 34 angeordnet ist. Ferner ist das erste Festrad 28 dem sechsten Vorwärtsgang 6th zugeordnet und kämmt mit einem Losrad 38, welches auf der oberen Vorgelegewelle 40 angeordnet ist.
Die beiden Vorgelegewellen 34, 40 sind an deren beiden Enden jeweils zapfenförmig ausgebildet und mittels Kegelrollenlagern in X-Anordnung gegenüber einem dreigeteilten Getriebegehäuse gelagert, welches aus der besagten Trennwand mit einer integralen Kupplungsglocke, einem Radsatzgehäuse und einem Hauptwellendeckel besteht.
Die Innenwelle 22 ragt aus der umgebenden Hohlwelle 24 axial heraus. Auf dem herausragenden Bereich der Innenwelle 22 sind die drei Festräder 42, 44, 46 angeordnet. Diese drei Festräder 42, 44, 46 nehmen von einem linken Ende der Innenwelle 22 in die nach rechts weisende Richtung vom Durchmesser her ab. Am äußersten linken Ende ist die Innenwelle 22 mittels eines als abgedichtetes Rillenkugellager ausgeführten Wälzlagers in dem Radsatzgehäuse gelagert. Dieses Radsatzgehäuse ist als separates Teil zu der zuvor genannten Trennwand ausgeführt.
Das vom Durchmesser größte Festrad 42 der Innenwelle 22 ist dem fünften Vorwärtsgang 5th zugeordnet und kämmt mit einem Losrad 48 der unteren Vorgelegewelle 34. Ferner kämmt das größte Festrad 42 mit einem Losrad 50 der oberen Vorgelegewelle 40. Letzteres Losrad 50 ist dem siebenten Vorwärtsgang 7th zugeordnet. Damit kämmen das größte Festrad 42 und die beiden Losräder 48, 50 in einer Zahnradebene. Das vom Durchmesser mittlere Festrad 44 der Innenwelle 22 ist dem dritten Vorwärtsgang 3rd zugeordnet und kämmt mit einem Losrad 52 der oberen Vorgelegewelle 40. In der Zahnradebene dieses Losrades liegt an der unteren Vorgelegewelle 34 kein Zahnrad. Das vom Durchmesser kleinste Festrad 46 der Innenwelle 22 ist dem ersten Vorwärtsgang Ist zugeordnet und kämmt mit einem Losrad 54 auf der unteren Vorgelegewelle 34.
Rechts neben dem Losrad 32, welches dem zweiten Vorwärtsgang 2nd zugeordnet ist, liegt eine Gangwechselkupplung 56 koaxial zur unteren Vorgelegewelle 34. Mit dieser Gangwechselkupplung 56 ist das zuvor genannte Losrad 32 mit der Vorgelegewelle 34 drehfest koppelbar, so dass ein Drehmoment auf ein am rechten Ende vor dem Kegelrollenlager liegendes Abtriebsritzel 58 übertragbar ist.
Dieses kleine Abtriebsritzel 58 und ein großes Abtriebsritzel 60, welches am rechten Ende der oberen Vorgelegewelle 40 vor deren Kegelrollenlager liegt, kämmen beide mit einem stirnverzahnten Antriebszahnrad 62 des Differentials 14.
Die Gangwechselkupplung 56 ist ferner mit dem Losrad 36 koppelbar, so dass zum Einlegen des vierten Vorwärtsganges 4th eine drehfeste Verbindung zwischen der unteren Vorgelegewelle 34 und dem Losrad 36 herstellbar ist.
Auf der unteren Vorgelegewelle 34 ist eine weitere Gangwechselkupplung 64 axial zwischen den beiden Losrädern 48, 54 vorgesehen, mit welcher alternativ eines der beiden Losräder 48, 54 mit der unteren Vorgelegewelle 34 drehfest koppelbar ist, so dass der fünfte Vorwärtsgang 5th oder alternativ der erste Vorwärtsgang Ist eingelegt ist.
Koaxial auf der oberen Vorgelegewelle 40 liegt eine Gangwechselkupplung 66 zwischen den beiden Losrädern 50, 52, welche den siebenten Vorwärtsgang 7th und dem dritten Vorwärtsgang 3rd zugeordnet sind. Alternativ ist mit dieser Gangwechselkupplung 66 das Losrad 50 oder das Losrad 52 mit der Vorgelegewelle 40 drehfest kuppelbar.
Dem sechsten Vorwärtsgang 6th ist eine weitere Gangwechselkupplung 68 zugeordnet.
Die Innenwelle ist mittels zwei zweireihigen Nadellagern innerhalb der Hohlwelle wälzgelagert abgestützt. Axial zwischen den beiden Nadellagern liegt ein konischer Bereich. In die Innenwelle ist vom linken Ende her eine Sacklochbohrung eingebohrt, die axial vor und nach dem konischen Bereich mit Querbohrungen an den Nadellagern versehen ist. Diese Querbohrungen versorgen die beiden Nadellager mit Schmier- und Kühlmittel. Zur Zuführung des Schmier- und Kühlmittels in die Sacklochbohrung ragt eine Einführhülse in einen Eingangsbereich der Sacklochbohrung.
Die beiden Vorgelegewellen 34, 40 verfügen an deren beiden rechten Enden ebenfalls über ähnliche Schmiermittelzuführungen. Diese sind jedoch unmittelbar in Lageraugen der Trennwand eingesetzt. Ferner sind die beiden Vorgelegewellen 34, 40 mit zentralen Bohrungen und Querbohrungen zur Schmiermittelversorgung insbesondere der Nadellager der Losräder, aber auch der Zahnreingriffe versehen. Mit dem beschriebenen Doppelkupplungsgetriebe 10 ist eine Antriebsleistung
- im einzigen Rückwärtsgang Rev. von der zweiten Hauptkupplung,
- im ersten Vorwärtsgang Ist von der ersten Hauptkupplung,
- im zweiten Vorwärtsgang 2nd von der zweiten Hauptkupplung,
- im dritten Vorwärtsgang 3rd von der ersten Hauptkupplung,
- im vierten Vorwärtsgang 4th von der zweiten Hauptkupplung.
- im fünften Vorwärtsgang 5th von der ersten Hauptkupplung,
- im sechsten Vorwärtsgang 6th von der zweiten Hauptkupplung und
- im siebenten Vorwärtsgang 7th von der ersten Hauptkupplung auf das Differential 14 bzw. die Vorderachse 20 übertragbar. D. h. jeder Gang ist zu seinem sequentiell benachbarten Gang lastschaltbar, da ein Gangwechsel einen Wechsel der Hauptkupplung bedeutet.
Um den Rückwärtsgang Rev. vor dem Einrücken der zweiten Hauptkupplung im Radsatz einzulegen, werden die zwei Gangwechselkupplungen eingerückt. Dazu wird zum einen eine in der folgenden Fig. 2 beschriebene Schaltmuffe 70 axial nach links verschoben. Dadurch ist eine drehfeste Verbindung zwischen zwei dann gemeinsam gegenüber der oberen Vorlegewelle 40 rotierbaren Losrädern hergestellt, nämlich zwischen dem Losrad 52 und einem Losrad 72. Ferner wird eine Schaltmuffe der Gangwechselkupplung 64 axial nach rechts verschoben, so dass das Losrad 54 des ersten Vorwärtsganges Ist drehfest mit der unteren Vorgelegewelle 34 gekoppelt ist. Der vom Antriebsmotor 12 kommende Leistungsfluss des Rückwärtsganges Rev. verläuft dann von der zweiten Hauptkupplung über die Hohlwelle 24 auf
- das drehfest auf dieser angeordnete Festrad 30,
- das dem zweiten Vorwärtsgang 2nd zugeordnete Losrad 32, welches mit dem Festrad 30 kämmt,
- das dem Rückwärtsgang Rev. zugeordnete Losrad 72, welches mit dem Losrad 32 kämmt,
- das kdem dritten Vorwärtsgang 3rd zugeordnete Losrad 52, welches mittels der Schaltmuffe 70 drehfest zu dem Losrad 72 ist,
- das mittlere Festrad 44 auf der Innenwelle 22, welches mit dem Losrad 72 kämmt,
- das kleine (rechte) Festrad 46 auf der Innenwelle 22, welches drehfest zu dem Festrad 44 ist,
- das dem ersten Vorwärtsgang Ist zugeordnete Losrad 54, welches mit dem kleinen Festrad 46 kämmt,
- das kleine Abtriebsritzel 58, welches mittels der Gangwechselkupplung 64 drehfest zu dem Losrad 54 ist, - das mit dem kleinen Abtriebsritzel 58 kämmende Antriebszahnrad 62 des Differentials 14 auf die Radantriebshalbwellen 16, 18 zum Abtrieb auf eine Vorderachse 20.
Fig. 2 zeigt ein Detail aus Fig. 1 mit der Schaltmuffe 70 (Gangwechselkupplung) zum Schalten der Losräder 52, 72, die ein schaltbares Doppelrad 100 bilden. Das aus den Losrädern 52, 72 gebildete schaltbare Doppelrad 100 bildet in der in Fig. 2 gezeigten besonders bevorzugten ersten Ausführungsform der Erfindung eine Montageeinheit, wobei diese einen ersten Radkörper 102 und einen zweiten Radkörper 104 aufweist, die unverlierbar über eine Lagerhülse 106 miteinander verbunden sind. Der erste Radkörper 102 weist eine Schrägverzahnung 108 auf, mit welcher dieser, dem dritten Vorwärtsgang zugeordnete Radkörper 102 als Losrad mit dem mittleren Festrad 44 der Innenwelle 22 kämmt. Der zweite Radkörper 104 weist eine Geradverzahnung 110 auf.
Die Lagerhülse 106, die die beiden Radkörper 102, 104 zusammenhält, ist nach Art eines dünnwandigen Rohres mit einem Kragen 112 gefertigt, wobei der Kragen 112 an seiner Innenseite einen Anschlag 114 bildet, gegen den der zweite Radkörper 104 anliegt. Die Lagerhülse 106, welche keinerlei dem Antrieb dienenden Momente aufzunehmen hat, und die deswegen dünnwandig ausgeführt sein kann, weist an ihrer Außenseite einen ersten Aufnahmebereich 116 für ein erstes Nadellager 118 auf, welches den zweiten Radkörper abstützt. An ihrer Innenseite weist die Lagerhülse 106 einen zweiten Aufnahmebereich 120 für ein zweites Nadellager 122 auf, mit welchem das schaltbare Doppelrad 100 gegenüber der oberen Vorgelegewelle 40 gelagert ist.
Da die Lagerhülse 106 nur eine geringe Wandstärke aufweist und in eine in dem ersten Radkörper 102 eingebrachte, sich axial erstreckende Aufnahmevertiefung 124 eingepresst ist, ergibt sich durch den Kragen 112 und den nach radial außen über die Lagerhülse 106 vorstehenden ersten Radkörper 102 ein im Querschnitt u-förmiger Aufnahmebereich für den zweiten Radkörper 104, wobei der zweite Radkörper 104 in Abhängigkeit von der Schaltstellung der Schaltmuffe 70 gegenüber der Lagerhülse 106 rotierbar ist.
Die axial einander gegenüberliegenden Ringflächen, die den Aufnahmebereich für den zweiten Radkörper 104 begrenzen und von denen die eine Ringfläche der Anschlag 114 ist, sind als Gleitlagerflächen ausgebildet. Dementsprechend sind auch die auf diese Flächen bezogenen, sich senkrecht zur Konstruktionsachse erstreckenden Ringabschnitte des zweiten Radkörpers 104 als Gleitlagerflächen ausgebildet. Einer dieser Ringabschnitte, nämlich ein in Fig. 2 links liegender zweiter Ringabschnitt 126 des zweiten Radkörpers ist dabei auf einen ersten Ringabschnitt 128 des ersten Radkörpers 102 bezogen, so dass der zweite Radkörper 104 in axialer Richtung sicher gelagert ist. Um in an sich üblicher Art und Weise eine drehfeste Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Radkörper 102, 104 über die Schaltmuffe 70 in einem Zustand synchroner Rotation der beiden Radkörper herstellen zu können, sind an dem ersten und dem zweiten Radkörper Synchronteile 130 vorgesehen.
In dem in Fig. 2 gezeigten in ein Doppelkupplungsgetriebe 10 eingebauten Zustand wird das schaltbare Doppelrad 100 gegenüber der Vorgelegewelle 40 mittels lediglich zweiter Axiallager abgestützt, wobei diese Axiallager an einem ersten bzw. zweiten Gleichlaufkörper 132, 134 ausgebildet sind. Die Gleichlaufkörper 132, 134 sind als Baugruppe der Gangwechselkupplungen 66, 68 ausgebildet.
Bei dem Doppelkupplungsgetriebe 10 ist der kritische Lastfall ein Fahren im dritten Gang. In diesem Gang rotieren wegen der Gestaltung des Rückwärtsganges die Losräder 52, 72 (Radkörper 102, 104) gegenläufig, so dass sich zwischen diesen eine sehr hohe Differenzdrehzahl ergeben kann. Diese hohe Differenzdrehzahl ist jedoch nicht mehr lagerungsrelevant, denn das Losrad 52 (der Radkörper 102) stützt sich einerseits an dem Gleichlaufkörper 132 und andererseits - unter Umgehung des Losrades 72 (Radkörper 104) -über die Lagerhülse 106 an dem Gleichlaufkörper 134 ab.
Das schaltbare Doppelrad 100 gemäß der in Fig. 2 gezeigten, besonders bevorzugten Ausführungsform vermeidet also hohe Differenzdrehzahlen im kritischen Lastfall, womit die Funktion und der Aufbau eines erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes 10 gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform verbessert sind.
Zu der Funktion der besonders bevorzugten Ausführungsform eines Doppelkupplungsgetriebes 10 sei noch erwähnt, dass mit der auf der oberen Vorgelegewelle 40 angeordneten Gangwechselkupplung 66, die den Gleichlaufring 132 umfasst, das Losrad 52 des Doppelrades 100 mit der Vorgelegewelle 40 drehfest verbindbar ist.
Der Gleichlaufring 132 ist drehfest mit der Vorgelegewelle 40 verbunden. Der Gleichlaufring 132 ist auch zur Kopplung mit dem Losrad 50 vorgesehen. Hierfür ist auf dem Gleichlaufring 132 eine in axialer Richtung verschiebbare Schaltmuffe der Schalteinheit gelagert, mittels der der Gleichlaufring mit dem Losrad 52 des Doppelrades 100 und alternativ mit dem Losrad 50 drehfest koppelbar ist. Die Schaltmuffe weist an ihrem Außenumfang eine umlaufende Nut zum Eingriff einer nicht näher dargestellten Schaltgabel oder Schaltschwinge auf.
In der schematischen Darstellung gemäß Fig. 1 sind die Gangwechselkupplungen als ausschließlich formschlüssige Schaltklauenkupplungen dargestellt. Hingegen sind die Gangwechselkupplungen in der konkreteren Darstellung gemäß Fig. 2 als Synchronringe dargestellt. In der Praxis sind sowohl die Ausführung mit Synchronringen als auch mit Schaltklauenkupplungen möglich.
Die beiden Abtriebsritzel müssen nicht den dargestellten Unterschied im Durchmesser aufweisen. In einer alternativen Ausgestaltung können beide Abtriebsritzel den gleichen Durchmesser ausweisen.
Ein Doppelkupplungsgetriebe, das in jeder Hinsicht wie das zuvor beschriebene Doppelkupplungsgetriebe 10 gemäß einer ersten Ausführungsform aufgebaut ist und funktioniert, ist auch darstellbar, wenn - wie in Fig. 3 gezeigt - ein schaltbares Doppelrad 200 vorgesehen ist, das eine Lagerhülse 206 aufweist, die einstückig mit einem ersten Radkörper 102 ausgebildet ist. Zur axialen Abstützung der Hülse 206 und eines zweiten Radkörpers 204 ist dann eine Anlaufscheibe 280 vorgesehen. Hinsichtlich der Funktion ändert sich dadurch nichts. Lediglich die Teilefertigung und der Zusammenbau sind unterschiedlich. Der Vorteil, dass in dem kritischen Lastfall bei der Abstützung des ersten Radkörpers 202 der zweite Radkörper 204 umgangen wird, bleibt erhalten.
Beide bevorzugten Ausführungsformen erlauben die Verwendung von Standardkomponenten, so dass die Herstellung erleichtert wird. Beide bevorzugten Ausführungsformen weisen kürzere Toleranzketten als der Stand der Technik auf, und auch die Einstellung der Lagerung ist erleichtert.

Claims

Daimler AGPatentansprüche
1. Schaltbares Doppelrad für ein Doppelkupplungsgetriebe, mit einem gegenüber einer Welle zu lagernden ersten Radkörper (102; 202) und einem zweiten Radkörper (104; 204), welche verdrehfest miteinander kuppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lagerhülse (106; 206) vorgesehen ist, die verdrehfest mit dem ersten Radkörper (102; 202) ausgebildet ist und zur Lagerung des zweiten Radkörpers (104; 204) einen ersten Lagerbereich aufweist.
2. Schaltbares Doppelrad nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur verdrehfesten Verbindung des ersten und des zweiten Radkörpers (102, 104) eine Kupplung mit einer Schaltmuffe (70) vorgesehen ist.
3. Schaltbares Doppelrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerhülse (106) auf ihrer Außenseite einen ersten Aufnahmebereich (116) für ein erstes Nadellager (1 18) zur Lagerung des zweiten Radkörpers (104) aufweist.
4. Schaltbares Doppelrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerhülse (106) auf ihrer Innenseite, vorzugsweise über ihre gesamte axiale Erstreckung einen zweiten Aufnahmebereich (120) für ein zweites Nadellager (122) zur Lagerung gegenüber der Welle aufweist.
5. Schaltbares Doppelrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Ringabschnitt (128) des ersten Radkörpers (102) und ein zweiter Ringabschnitt (126) des zweiten Radkörpers (104) als aufeinander bezogene Gleitlagerflächen ausgebildet sind.
6. Schaltbares Doppelrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerhülse (106) als separates Bauelement gefertigt und mit dem ersten Radkörper (102) verpresst ist.
7. Schaltbares Doppelrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerhülse (106) eine stirnseitige Abstützfläche (132) aufweist.
8. Schaltbares Doppelrad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerhülse (106) einen ersten Anschlag (114) zur axialen Abstützung des zweiten Radkörpers (104) aufweist.
9. Schaltbares Doppelrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerhülse (206) einstückig mit dem ersten Radkörper (202) gefertigt ist.
10. Schaltbares Doppelrad nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anlaufscheibe (280) vorgesehen ist.
11. Schaltbares Doppelrad nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur axialen Abstützung ein erstes und ein zweites Axiallager vorgesehen sind, die vorzugsweise abschnittsweise an einem ersten bzw. zweiten Gleichlaufkörper (132, 134) ausgebildet sind.
12. Schaltbares Doppelrad nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass an dem ersten und dem zweiten Radkörper (102, 104) Synchronteile (130) vorgesehen sind.
13. Doppelkupplungsgetriebe, mit einer Hohlwelle (24) und einer Innenwelle (22), die über eine Doppelkupplung (26) an eine Antriebsmaschine (12) kuppelbar sind, einer ersten und einer zweiten Vorgelegewelle (34, 40), deren Abtriebsritzel (58, 60) ein Antriebsrad (62) eines Differentials (14) antreiben, wobei an der Hohlwelle (24) Festräder (28, 30) ausgebildet, die mit Losrädern, die auf der ersten bzw. zweiten Vorgelegewelle (22, 24) gelagert sind, kämmen, wobei ein Losrad (72) ist zur Darstellung des Rückwärtsgangs einem Losrad (52) zur Darstellung eines Vorwärtsgangs benachbart angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Losrad (72) zur Darstellung des Rückwärtsgang und das benachbarte Losrad (52) zur Darstellung eines Vorwärtsgangs als schaltbares Doppelrad (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet sind.
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