WO2008052739A1

WO2008052739A1 - Doppelkupplungsgetriebe

Info

Publication number: WO2008052739A1
Application number: PCT/EP2007/009400
Authority: WO
Inventors: Ingo Pfannkuchen
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2006-11-02
Filing date: 2007-10-30
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2009-05-02
Also published as: DE102006051630A1; DE102006051630B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe (10). Um dieses in einen Fahrzeugtunnel unterzubringen, sind die Zahnräder dabei derart angeordnet, dass sich das Doppelkupplungsgetriebe (10) nach hinten verjüngt. Ein Zahnrad (29) des Rückwärtsganges (R) kämmt in einer Zahnradebene (ZE3) mit einem Zahnrad (26) eines weiteren Vorwärtsganges (G7).

Description

Doppelkupplungsgetriebe

Die Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe gemäß den einteiligen Patentansprüchen 1 und 10.

Aus der DE 103 35 262 Al ist bereits ein

Doppelkupplungsgetriebe bekannt. Das in Fig. 1 dieser DE 103 35 262 Al dargestellte Doppelkupplungsgetriebe weist in Übereinstimmung mit der Erfindung zwei Teilgetriebe auf, die jeweils über eine Konstante mit einer Kupplung einer Doppelkupplung koppelbar sind. Ferner sind eine Hauptwelle, zwei parallel versetzt zueinander angeordnete Vorgelegewellen und vier beidseitig wirksamen Schaltelementen zur Schaltung von sieben Vorwärtsgängen vorgesehen. Diese Vorwärtsgänge weisen Zahnräder auf, von denen drei Zahnräder am hinteren Ende der einen ersten Vorgelegewelle aufeinander folgend vom Durchmesser abnehmen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Doppelkupplungsgetriebe zu schaffen, welches problemlos in einen Fahrzeugtunnel passt und dabei eine progressive Stufung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der beiden nebeneinander geordneten Patentansprüche 1 und 10 gelöst. Das Doppelkupplungsgetriebe weist für dessen beiden Teilgetriebe jeweils eine eingangsseitige Konstante auf, so dass sich zwei Konstanten bilden. Der erste Vorwärtsgang verläuft in vorteilhafter Weise über die Konstante mit dem kleineren Antriebszahnrad. Um das Doppelkupplungsgetriebe sequentiell zugkraftunterbrechungsfrei schalten zu können, ist das eine Zahnrad dieses ersten Vorwärtsganges mitsamt den Zahnrädern der anderen ungeraden Vorwärtsgängen auf der einen Vorgelegewelle angeordnet, wohingegen die Zahnräder der geraden Vorwärtsgänge auf der anderen Vorgelegewelle angeordnet sind. Da das kleinere Antriebszahnrad der beiden Eingangskonstanten der Doppelkupplung ferner steht, als das größere Antriebszahnrad, ist es der Hauptwelle benachbart. Somit kann der direkte Gang ebenfalls als ungerader Vorwärtsgang ausgeführt sein. Damit kann der direkte Gang ein fünfter oder ein siebter Vorwärtsgang sein. Besonders vorteilhaft ist die Auslegung des direkten Ganges als fünfter Gang, da die Auslegung als siebter Gang zu einer extrem langen Auslegung - d.h. kleine Übersetzung - des Hinterachsgetriebes führen würde. Eine solche unüblich lange Übersetzung würde kein einheitliches Hinterachsgetriebe für verschiedene Getriebeausstattungen des Fahrzeugs ermöglichen. Somit müssten Fahrzeuge mit Doppelkupplungsgetriebe ein anderes Hinterachsgetriebe erhalten, als Fahrzeuge mit einem marktüblichen Planetenautomatikgetriebe oder einem marktüblichen Handschaltgetriebe. Außerdem ermöglichen über dem direkten Gang angesiedelte Vorwärtsgänge - so genannte Overdrives oder Schnellgänge - ein höheres Maximaldrehmoment des Doppelkupplungsgetriebes. Somit ist durch das Vorhandensein von einem bzw. zwei Schnellgängen - d.h. dem sechsten und dem siebten Vorwärtsgang - das im Doppelkupplungsgetriebe abgestützte Drehmoment relativ gering, so dass auch das Getriebegehäuse entsprechend dünnwandig und/oder aus Leichtmetall ausgeführt sein kann. Der nur für geringe Streckenanteile benötigte Rückwärtsgang verläuft über beide Vorgelegewellen und nutzt Zahnräder von zumindest einem Vorwärtsgang. Somit kann das Doppelkupplungsgetriebe axial kurz bauen. Das eine relativ große Zahnrad des Rückwärtsganges kämmt dabei mit einem ebenfalls großen Zahnrad eines Vorwärtsganges, wobei diese Zahnräder relativ weit vorne angeordnet sind, so dass sich das Doppelkupplungsgetriebe in Fahrtrichtung von vorne nach hinten verjüngt. Damit kann das Doppelkupplungsgetriebe in einen engen Fahrzeugtunnel untergebracht werden.

Gemäß Patentanspruch 1 kämmt das dem Vorwärtsgang und dem Rückwärtsgang zugeordnete große Zahnrad zur Herstellung eines passenden Vorwärtsganges mit einem kleinsten Zahnrad, welches koaxial zur Hauptwelle in der Zahnradebene des Rückwärtsganges liegt.

Das große Zahnrad des Rückwärtsganges kann insbesondere ein Losrad im vorderen Bereich des Doppelkupplungsgetriebes sein. Dieses Losrad ist auf der einen Vorgelegewelle angeordnet. Damit bildet sich eine Zahnradebene in welcher dieses Losrad mit einem Festrad der anderen Vorgelegewelle kämmt, welches wiederum mit dem kleinsten Losrad der Hauptwelle kämmt. Dabei kämmen die beiden Losräder nicht miteinander. Mittels dieser Konstellation in der Zahnradebene wird erreicht, dass der Achsabstand der Vorgelegewellen zueinander nicht zu klein wird, so dass die auf den Vorgelegewellen angeordneten Synchronisierungen in einer Ebene angeordnet werden können.

Patentansprüche 5 und 6 zeigen besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, bei welchen sich so genannte Komplementärgänge bilden. Dazu lässt sich eine eigentlich der zweiten Vorgelegewelle zugeordnete Zahnradpaarung aus Losrad und Festrad von einem Losrad der ersten Vorgelegewelle antreiben.

Patentanspruch 7 zeigt eine besonders vorteilhafte konkrete Zahnradanordnung ohne Festlegung der Vorwärtsgänge.

Patentanspruch 8 zeigt eine besonders vorteilhafte Festlegung der Vorwärtsgänge bei einer Zahnradanordnung gemäß Patentanspruch 7.

Patentanspruch 9 zeigt eine besonders vorteilhafte Festlegung der Vorwärtsgänge bei einer Zahnradanordnung gemäß Patentanspruch 7. Dabei ist gegenüber Patentanspruch 8 der sechste Vorwärtsgang gegen den vierten Vorwärtsgang ausgetauscht .

Der unabhängige Patentanspruch 10 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher das große Zahnrad des Rückwärtsganges in einer Zahnradebene mit der zweiten Konstanten liegt. Damit kämmt das Abtriebszahnrad dieser zweiten Konstanten unmittelbar mit dem großen Zahnrad des Rückwärtsganges. Dabei kann das Antriebszahnrad der zweiten Konstanten das kleinste oder das zweitkleinste Zahnrad sein, welches koaxial zur Hauptachse des Doppelkupplungsgetriebes angeordnet ist.

Patentanspruch 11 zeigt eine besonders vorteilhafte Festlegung der Vorwärtsgänge bei einer Zahnradanordnung gemäß Patentanspruch 10. Dabei ist im Vergleich zum Doppelkupplungsgetriebe gemäß Patentanspruch 8 der siebte Vorwärtsgang mit dem dritten Vorwärtsgang ausgetauscht.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus den weiteren Patentansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung vor. Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.

Dabei zeigen:

Fig. 1 ein Doppelkupplungsgetriebe,

Fig. 2 den Kraftfluss des Rückwärtsganges in einem

Doppelkupplungsgetriebe gemäß Fig. 1, Fig. 3 den Kraftfluss des ersten Vorwärtsganges in einem

Doppelkupplungsgetriebe gemäß Fig. 1, Fig. 4 das Doppelkupplungsgetriebe gemäß Fig. 1 in einer anderen und detaillierteren Ansicht, Fig. 5 das Doppelkupplungsgetriebe gemäß Fig. 1 in einer

Ansicht von hinten und Fig. 6 in einem Diagramm die progressive Stufung des

Doppelkupplungsgetriebes gemäß Fig. 1 und Fig. 4.

Dabei werden im Folgenden die Zahnräder detailliert als Festräder, als Losräder, als Antriebszahnräder oder als Abtriebszahnräder bezeichnet.

Ein erfindungsgemäßes Doppelkupplungsgetriebe 10 gemäß Fig. 1 findet Einsatz in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges. Hierbei ist das Doppelkupplungsgetriebe 10 zwischen einem Antriebsmotor und einer Abtriebswelle, beispielsweise eine Gelenk- oder Kardanwelle, zwischengeschaltet. Vorzugsweise handelt es sich um einen Standardantriebsstrang mit einem Antriebsmotor, welcher im Front-Längseinbau angeordnet ist wobei ein Heckantrieb vorgesehen ist. Ebenso gehört ein Mehrachsantrieb zur bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Dieser Mehrachsantrieb kann sowohl mittels einer zur Vorderachse geführten Seitenwelle ausgeführt sein, wie dies beispielsweise aus der EP 1 321 327 A2 bekannt ist. Ferner kann der Mehrachsantrieb mit einer Durchtriebsachse ausgeführt sein, wie dies von schweren Nutzfahrzeugen bekannt ist. Das Doppelkupplungsgetriebe weist eine Eingangswelle 11, insbesondere eine Kurbelwelle oder eine mit dieser umlaufende Welle, oder ein Zweimassenschwungrad oder eine flexible Mitnehmerscheibe, sowie eine Hauptwelle 12 auf. Die Eingangswelle 11 und Hauptwelle 12 sind koaxial zu einer Getriebeachse X-X angeordnet. Die Eingangswelle 11 ist, ggf. unter Zwischenschaltung mindestens einer weiteren Getriebestufe, mit dem Antriebsmotor verbunden. Die Hauptwelle 12 ist, ggf. unter Zwischenschaltung mindestens einer weiteren Getriebestufe, mit Fahrzeugrädern verbunden.

Im Folgenden werden die Ausdrücke: „vorne" und „hinten",

„erste bis siebente Zahnradebene" und „obere Vorgelegewelle" und „untere Vorgelegewelle" verwendet .

„Vorne" ist dabei die bei Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs nach vorne weisende Richtung, wohingegen „hinten" entsprechend die entgegen gesetzte Richtung ist. In der Zeichnung ist „vorne" links dargestellt, wohingegen „hinten" rechts dargestellt ist.

Die „erste bis siebente Zahnradebene" zählt dabei von vorne nach hinten.

Eine Zahnradebene ist eine Ebene, in der zumindest zwei miteinander kämmende Zahnräder angeordnet sind. Bei der praktischen Umsetzung der dargestellten Getriebeschemata kann es insbesondere in dem Fall, dass drei Zahnräder in einer Zahnradebene miteinander kämmen, sein, dass die Zahnräder aus Bauraum- oder Dimensionierungsgründen nicht exakt in einer Ebene angeordnet sein. Ein solcher Grund wären beispielsweise unterschiedliche Zahnbreiten auf den beiden Vorgelegewellen, die in unterschiedlichen zu übertragenden Drehmomenten begründet sind.

Der im Zusammenhang mit der Erfindung verwendete Ausdruck Schaltelementebene bedeutet hier, dass sich in einer Ebene zumindest eine Schaltmuffe des Schaltelementes befindet. Bei der praktischen Umsetzung der dargestellten Getriebeschemata kann es insbesondere in dem Fall, dass sich zumindest zwei Schaltelemente in einer Schaltelementebene befinden, sein, dass die Schaltelemente aus Bauraumgründen nicht exakt in einer Ebene angeordnet sein. Der Bauraum kann beispielsweise durch die Einbaulage einer Schaltaktuatorik zur Verschiebung der Schaltmuffe des Schaltelementes zwecks eines Gangwechsels vorgegeben sein.

Die Anordnung der drei zueinander parallelen Wellen:

Eingangswelle 11 bzw. Hauptwelle 12 und zwei Vorgelegewellen 16, 33 erfolgt gemäß Fig. 5 räumlich im Dreieck.

Die Eingangswelle 11 steht in Antriebsverbindung mit einer hier als eine Baueinheit ausgebildeten Doppelkupplung 13. Diese Doppelkupplung 13 verfügt über eine erste Kupplung Kl sowie eine zweite Kupplung K2. Im geschlossenen Zustand der ersten Kupplung Kl wird ein Antriebsmoment von der Eingangs- welle 11 auf eine erste Zwischenwelle 15 übertragen. Hingegen wird im geschlossenen Zustand der zweiten Kupplung K2 ein Antriebsmoment von der Eingangswelle 11 auf eine zweite Zwischenwelle 14 übertragen. Mittels einer Überschneidungssteuerung kann das Antriebsmoment der Eingangswelle 11 zwischen den Zwischenwellen 14, 15 gewechselt werden. Im Folgenden wird die Richtung der Getriebeachse X-X als „a- xiale Richtung" bezeichnet. Die Kupplung Kl ist in axialer Richtung auf der dem Antriebsmotor abgewandten Seite der Kupplung K2 angeordnet. Die Zwischenwelle 15 ist als Hohlwelle ausgebildet und ist radial innen liegend von der Zwischenwelle 14 durchdrungen. In dem der Doppelkupplung 13 abgewandten Endbereich der Zwischenwelle 15 erfolgt die Übergabe eines Antriebsmomentes von der Zwischenwelle 15 auf die Vorgelegewelle 16 über eine Konstante Cl, welche eine Eingangsübersetzung bildet und über ein mit der Zwischenwelle 15 drehfest verbundenes Antriebszahnrad 18 sowie ein drehfest mit der Vorgelegewelle 16 verbundenes Abtriebszahnrad 19 verfügt. Das Antriebszahnrad 18 und das Abtriebszahnrad 19 liegen in einer ersten Zahnradebene ZEl .

Drehfest mit der Vorgelegewelle 16 verbunden ist ein hinterstes Festrad 20 einer ersten Vorwärtsgangstufe Gl und ein Festrad 21 einer vierten Vorwärtsgangstufe G4. Das Festrad 20 kämmt in einer siebenten Zahnradebene ZE7 mit einem Losrad 22, welches koaxial auf der Hauptwelle 12 angeordnet ist. Das Festrad 21 kämmt in einer sechsten Zahnradebene ZE6 mit einem Losrad 23, welches koaxial auf der Hauptwelle 12 und axial benachbart vor dem Losrad 22 angeordnet ist. Axial zwischen den beiden Losrädern 22 und 23 ist eine Schaltmuffe eines ersten Schaltelementes 24 angeordnet, welche axial nach vorne in eine Stellung S7 geschoben werden kann, so dass diese eine drehfeste Verbindung zwischen dem Losrad 23 und der Hauptwelle 12 herstellt. Wird die Schaltmuffe des ersten Schaltelementes 24 hingegen axial nach hinten in eine Stellung S8 geschoben, so stellt die Schaltmuffe des Schaltelementes 24 eine drehfeste Verbindung zwischen dem Losrad 22 und der Hauptwelle 12 her. In der sechsten Zahnradebene ZE6 liegt auch ein Losrad 25, welches koaxial auf der unteren Vorgelegewelle 33 liegt und - ebenso, wie die Festräder 21, 20 - dem ersten Vorwärtsgang Gl zugeordnet ist. Dieses Losrad 25 kämmt in der sechsten Zahnradebene ZE6 mit dem Losrad 23.

Drei Zahnradebenen vor dem Losrad 25 liegt in einer dritten Zahnradebene ZE3 ein dem siebten Vorwärtsgang G7 und dem Rückwärtsgang R zugeordnetes Festrad 26. Dieses Festrad 26 kämmt mit einem Losrad 27, welches in der dritten Zahnradebene ZE3 drehbar gegenüber der Hauptwelle 12 gelagert ist. Das Festrad 26 der dritten Zahnradebene ZE3 kämmt dabei ferner mit einem Losrad 29, welches in der dritten Zahnradebene ZE3 drehbar gegenüber der Vorgelegewelle 16 gelagert ist. Axial benachbart hinter diesem Losrad 29 liegt das Losrad 30, welches dem sechsten Vorwärtsgang G6 zugeordnet ist und in einer fünften Zahnradebene ZE5 liegt. Dieses Losrad 30 kämmt mit einem ebenfalls in der fünften Zahnradebene ZE5 liegendem Festrad 31. Axial zwischen dem Losrad 29 des dritten Rückwärtsganges R und dem Losrad 30 des sechsten Vorwärtsganges G6 liegt eine Schaltmuffe eines zweiten Schaltelementes 32. Diese Schaltmuffe des Schaltelementes 32 kann nach vorne in eine Stellung S3 geschoben werden, so dass diese eine drehfeste Verbindung zwischen dem Losrad 29 und der Vorgelegewelle 16 herstellt. Wird die Schaltmuffe des zweiten Schaltelementes 32 hingegen axial nach hinten in eine Stellung S4 geschoben, so stellt diese Schaltmuffe des Schaltelementes 32 eine drehfeste Verbindung zwischen dem Losrad 30 und der Vorgelegewelle 16 her.

Das Losrad 29 des Rückwärtsganges R weist zu dessen Schalt- Verzahnung 35 eine ringförmige Verlängerung 34 auf. In diesem axialen Bereich liegt eine vierte Zahnradebene ZE4 , die ein koaxial drehbar auf der Vorgelegewelle 33 angeordnetes Losrad 40 und ein mit diesem kämmendes Festrad 39 aufweist, welches koaxial drehfest auf der Hauptwelle 12 angeordnet ist.

Zwischen der vierten Zahnradebenen ZE4 und der fünften Zahnradebene ZE5 liegen die Schaltmuffe des zweiten Schaltelementes 32 und eine Schaltmuffe eines dritten Schaltelementes 28. Somit ist die Schaltmuffe des dritten Schaltelementes 28 axial zwischen dem Losrad 25 und dem Festrad 26 angeordnet. Die Schaltmuffe des dritten Schaltelementes 28 kann axial nach vorne in eine Stellung S5 geschoben werden, so dass eine drehfeste Verbindung zwischen dem Festrad 26 und der Vorgelegewelle 33 herstellt ist. Wird die Schaltmuffe des dritten Schaltelementes 28 hingegen axial nach hinten in eine Stellung S6 geschoben, so stellt die Schaltmuffe des Schaltelementes 28 eine drehfeste Verbindung zwischen dem Losrad 25 und der unteren Vorgelegewelle 33 her.

Axial vor der dritten Zahnradebene ZE3 liegt eine zweite Zahnradebene ZE2 der zweiten Konstanten C2. Diese zweite Konstante C2 umfasst : ein Antriebszahnrad 36, welches drehfest mit dem hinteren

Ende der Zwischenwelle 14 verbunden ist und - ein Abtriebszahnrad 37, welches drehfest am vorderen Ende der Vorgelegewelle 33 angeordnet ist.

Axial zwischen dem Antriebszahnrad 36 der zweiten Konstanten C2 und dem Losrad des Rückwärtsganges R liegt der direkte Gang G5, dessen Übersetzungsverhältnis 1:1 zwischen dem Übersetzungsverhältnis des vierten Vorwärtsganges G4 und dem Ü- bersetzungsverhältnis des sechsten Vorwärtsganges G6 liegt. Örtlich vor dem direkten Gang G5 ist die Hauptwelle 12 drehbar in einer zentralen Bohrung der inneren Zwischenwelle 14 gelagert. Somit ist die Hauptwelle 12 drehbar gegenüber der Zwischenwelle 14, solange sich eine Schaltmuffe eines vierten Schaltelementes 38 des direkten Ganges G5 nicht in einer vorderen Stellung Sl befindet. In dieser vorderen Stellung Sl stellt die Schaltmuffe des vierten Schaltelementes 38 eine drehfeste Verbindung zwischen der Zwischenwelle 14 und der Hauptwelle 12 her.

In einer hinteren Stellung S2 stellt die Schaltmuffe des vierten Schaltelementes 38 eine drehfeste Verbindung zwischen der Hauptwelle 12 und dem Losrad 39, welches koaxial zur Hauptwelle gelagert ist, her.

Mittels Zuschalten der ersten Kupplung Kl werden somit die geraden Vorwärtsgänge G2, G4 , G6 eingelegt. Hingegen werden mittels Zuschalten der zweiten Kupplung K2 die ungeraden Vorwärtsgänge Gl, G3 , G5, G7 und der Rückwärtsgang R eingelegt.

Fig. 2 zeigt den Kraftfluss des Doppelkupplungsgetriebes 10 gemäß Fig. 1 im Rückwärtsgang R. Dabei befindet sich die Schaltmuffe des ersten Schaltelementes 24 in der hinteren Stellung S8, wohingegen sich die Schaltmuffe des zweiten Schaltelementes 32 in der vorderen Stellung S3 befindet. Die übrigen beiden Schaltmuffe der Schaltelemente 28, 38 befinden sich in einer axial mittigen Neutralstellung. Der Kraftfluss verläuft von der zweiten Kupplung K2 ,

- über die innere Zwischenwelle 14,

- über die zweite Konstante C2 ,

- über die Vorgelegewelle 33,

- über das Festrad 26 und das Losrad 29 der dritten Zahnradebene ZE3 ,

- über die Vorgelegewelle 16,

- über das Festrad 20 und das Losrad 22 der hintersten Zahnradebene ZE7 auf die Hauptwelle 12. Fig. 3 zeigt hingegen den Kraftfluss des Doppelkupplungsgetriebes 10 gemäß Fig. 1 im ersten Vorwärtsgang Gl. Dabei befindet sich die Schaltmuffe des ersten Schaltelementes 24 in der hinteren Stellung S8, wobei sich die Schaltmuffe des dritten Schaltelementes 28 in der hinteren Stellung S6 befindet. Die übrigen beiden Schaltmuffen der Schaltelemente 32, 38 befinden sich in einer axial mittigen Neutralstellung. Der Kraftfluss verläuft von der zweiten Kupplung K2 ,

- über die innere Zwischenwelle 14,

- über die zweite Konstante C2 ,

- über die Vorgelegewelle 33,

- über die beiden Losräder 25, 23 und das Festrad 21 der sechsten Zahnradebene ZE6,

- über die Vorgelegewelle 16,

- über das Festrad 20 und das Losrad 22 der hintersten Zahnradebene ZE7 auf die Hauptwelle 12.

Der Kraftfluss der übrigen Vorwärtsgänge ist zeichnerisch nicht über das in Fig. 1 bis Fig. 3 hinausgehende Maß dargestellt und wird im Folgenden beschrieben.

Im zweiten Vorwärtsgang G2 befindet sich die Schaltmuffe des ersten Schaltelementes 24 in der hinteren Stellung S8. Die übrigen Schaltmuffen der Schaltelemente 32, 28, 38 befinden sich in der mittigen Neutralstellung. Dabei verläuft der Kraftfluss des zweiten Vorwärtsgangs G2 von der ersten Kupplung Kl

- über die hohle Zwischenwelle 15,

- über die erste Konstante Cl,

- über die Vorgelegewelle 16, - über das Festrad 20 und das Losrad 22 der hintersten Zahnradebene ZE7 auf die Hauptwelle 12.

Im dritten Vorwärtsgang G3 befindet sich die Schaltmuffe des dritten Schaltelementes 28 in der vorderen Stellung S5. Die übrigen Schaltmuffen der Schaltelemente 24, 32, 38 befinden sich in der axial mittigen Neutralstellung. Der Kraftfluss verläuft von der zweiten Kupplung K2 ,

- über die innere Zwischenwelle 14,

- über die zweite Konstante C2 ,

- über die Vorgelegewelle 33,

- über das Losrad 40 und das Festrad 39 der vierten Zahnradebene ZE4 auf die Hauptwelle 12.

Im vierten Vorwärtsgang G4 befindet sich die Schaltmuffe des ersten Schaltelementes 24 in der vorderen Stellung S7. Die übrigen Schaltmuffen der Schaltelemente 32, 28, 38 befinden sich in der mittigen Neutralstellung. Dabei verläuft der Kraftfluss des vierten Vorwärtsgangs G4 von der ersten Kupplung Kl

- über die hohle Zwischenwelle 15,

- über die erste Konstante Cl,

- über die Vorgelegewelle 16,

- über das Festrad 21 und das Losrad 23 der sechsten Zahnradebene ZE6 auf die Hauptwelle 12.

Der fünfte Vorwärtsgang G5 ist der besagte direkte Gang. Es befindet sich die Schaltmuffe des vierten Schaltelementes 38 in der vorderen Stellung Sl. Die übrigen Schaltmuffen der Schaltelemente 24, 32, 28 befinden sich in der axial mittigen Neutralstellung. Der Kraftfluss verläuft von der zweiten Kupplung K2 über die innere Zwischenwelle 14 direkt auf die Hauptwelle 12.

Im sechsten Vorwärtsgang G6 befindet sich die Schaltmuffe des zweiten Schaltelementes 32 in der hinteren Stellung S4. Die übrigen Schaltmuffen der Schaltelemente 24, 28, 38 befinden sich in der mittigen Neutralstellung. Dabei verläuft der Kraftfluss des sechsten Vorwärtsgangs G6 von der ersten Kupplung Kl

- über die hohle Zwischenwelle 15,

- über die erste Konstante Cl,

- über die Vorgelegewelle 16,

- über das Losrad 30 und das Festrad 31 der fünften Zahnradebene ZE5 auf die Hauptwelle 12.

Im siebten Vorwärtsgang G7 befindet sich die Schaltmuffe des vierten Schaltelementes 38 in der hinteren Stellung S2. Die übrigen Schaltmuffen der Schaltelemente 24, 32, 28 befinden sich in der axial mittigen Neutralstellung. Der Kraftfluss verläuft von der zweiten Kupplung K2,

- über die innere Zwischenwelle 14,

- über die zweite Konstante C2 ,

- über die Vorgelegewelle 33,

- über das Losrad 26 und das Festrad 27 der dritten Zahnradebene ZE3 auf die Hauptwelle 12.

Fig. 4 zeigt detaillierter das Doppelkupplungsgetriebe 10 gemäß Fig. 1. Dabei ist die schematisch in Fig. 1 oben dargestellte Vorgelegewelle 16 gemäß Fig. 4 unten dargestellt. Hingegen ist die schematisch in Fig. 1 unten dargestellte Vorgelegewelle 33 gemäß Fig. 4 oben dargestellt. Beide Darstellungsweisen sind dabei zur besseren Ansicht geklappt, wobei die wahre Anordnung gemäß Fig. 5 räumlich in Dreiecksanordnung ist. Diese Dreiecksanordnung mit einer parallel versetzten Anordnung der Vorgelegewellen 33, 16 steht im Gegensatz zu einer koaxialen Anordnung der beiden Vorgelegewellen, wie eine solche beispielsweise aus der DE 102004022413 Al bekannt ist. Die Dreiecksanordnung benötigt radial mehr Bauraum, als die parallel versetzte Anordnung. Um trotzdem den in einem engen Fahrzeugtunnel verfügbaren Bauraum nicht zu überschreiten, sind die Gänge mit den großen Zahnrädern beim Doppelkupplungsgetriebe 10 vorne auf den Vorgelegewellen 16, 33 angeordnet. Bei diesen großen Zahnrädern handelt es sich insbesondere um

- das Losrad 29 des Rückwärtsganges R und

- das Festrad 26 des Rückwärtsganges R und des siebten Vorwärtsganges .

Der Rückwärtsgang R ist dabei in einer axialen Position mit dem siebten Vorwärtsgang G7 auf der gegenüberliegenden Vorgelegewelle 16 verschaltet, da dieser Vorwärtsgang G7 nämlich das kleinste Losrad 27 auf der Hauptwelle 12 aufweist. Somit kämmt das große Losrad 29 des Rückwärtsganges R mit dem etwas größeren Festrad 26 des siebten Vorwärtsganges. In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann das große Losrad 29 des Rückwärtsganges R auch mit dem Abtriebszahnrad 37 der zweiten Konstanten C2 kämmen. Das Doppelkupplungsgetriebe 10 weist die vier beidseitig wirksamen Schaltelemente 24, 32, 28, 38 auf, welche kostengünstiger sind, als eine Kombination mit einer oder mehreren einseitig wirksamen Schaltelementen. Die Konstante C2 der radial inneren Zwischenwelle 14 hat ein kleineres Übersetzungsverhältnis, als die hohle Zwischenwelle 15, da somit mehr Platz für eine Lagerung 106 der inneren Zwischenwelle 14 gegenüber der hohlen Zwischenwelle 15 zur Verfügung steht. Die Schaltelemente 32, 28 auf den beiden Vorgelegewellen 16, 33 liegen in der gleichen axialen Position, so dass der axiale Bauraum gut ausgenutzt wird.

Es ist ersichtlich, dass beim Doppelkupplungsgetriebe 10 die hintersten drei Zahnräder beider Vorgelegewellen 16, 33 jeweils in die nach hinten weisende Richtung vom Durchmesser abnehmen .

Mit dem dargestellten Doppelkupplungsgetriebe 10 ist somit mittels Verschalten der Vorgelegewellen 16, 33 der Rückwärtsgang R verwirklicht, wobei es einer eigenen Umkehrwelle für den Rückwärtsgang R nicht bedarf. Der Wechsel vom ersten Vorwärtsgang Gl in den zweiten Vorwärtsgang G2 erfolgt durch einen Wechsel der zweiten Konstanten C2 auf die erste Konstante Cl.

Das Doppelkupplungsgetriebe 10 hat eine Gangreihe mit den sieben Vorwärtsgängen Gl bis Gl. Diese sieben Vorwärtsgänge Gl bis G7 sind frei wählbar und sequentiell lastschaltbar . Durch Verschaltung der beiden hohen geraden Vorwärtsgänge G6 und G4 mit der ungeraden Konstante C2 analog der Verschaltung des ersten Vorwärtsganges Gl sowie der Verschaltung der hohen ungeraden Gänge G7 und G5 mit der geraden Konstanten Cl entstehen so genannte Komplementärgänge, die in der folgenden Fig. 6 dargestellt sind. Diese Komplementärgänge weisen einen relativ geringen Wirkungsgrad auf und zeigen auch nur eine eingeschränkte Lastschaltbarkeit .

Dabei zeigt Fig. 6:

- eine ideal progressiv gestufte Gangreihe 100,

- eine mittels des Doppelkupplungsgetriebes 10 erreichte progressiv gestufte Gangreihe 101 und

- die Komplementärgänge 102. In dem Diagramm ist dabei die Übersetzung i über dem jeweiligen Vorwärtsgang Gl bis G7 aufgetragen.

Durch die Anordnung und Größenverhältnisse der Zahnräder wird für das Doppelkupplungsgetriebe 10 die progressiv gestufte Gangreihe 101 der Vorwärtsgänge Gl bis G7 erreicht, die sich mit der insbesondere für Personenkraftwagen gewünschten ideal progressiv gestuften Gangreihe 100 nahezu deckt.

Dabei entstehen die oben bereits angeführten Komplementärgänge. Besonders sinnvoll kann der Komplementärgang 102a sein, der im Übersetzungsbereich des vierten Vorwärtsganges G4 liegt. Dieser Komplementärgang 102a entsteht durch Verschaltung des sechsten Vorwärtsganges G6 mit der zweiten Konstanten C2 , welche den ungeraden Vorwärtsgängen Gl, G3 , G5 , G7 zugeordnet ist. Da dieser Komplementärgang 102a von der Zwischenwelle 14 dieser ungeraden Vorwärtsgänge Gl, G3 , G5 , G7 angetrieben wird, ist damit eine Doppelrückschaltung vom sechsten Vorwärtsgang G6 in den vierten Vorwärtsgang G4 unter Last möglich.

In einer alternativen Ausgestaltung kann der vierte Vorwärtsgang G4 mit dem sechsten Vorwärtsgang G6 ausgetauscht werden.

In einer weiteren alternativen Ausgestaltung kann der siebte Vorwärtsgang G7 mit dem dritten Vorwärtsgang G3 ausgetauscht werden, wenn das Losrad 29 des Rückwärtsganges R mit dem Antriebszahnrad 36 der inneren Zwischenwelle 14 kämmt.

Gemäß Fig. 1 bis Fig. 5 weisen beide Vorgelegewellen 16, 33 den gleichen Achsabstand zur Hauptwelle 12 auf. Stattdessen können die beiden Achsabstände auch voneinander abweichen. Bei den beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich nur um beispielhafte Ausgestaltungen. Eine Kombination der beschriebenen Merkmale für unterschiedliche Ausführungsformen ist ebenfalls möglich. Weitere, insbesondere nicht beschriebene Merkmale der zur Erfindung gehörenden Vorrichtungsteile, sind den in den Zeichnungen dargestellten Geometrien der Vorrichtungsteile zu entnehmen.

Claims

Patentansprüche

1. Doppelkupplungsgetriebe (10) mit einer Hauptwelle (12), zwei über Konstanten (Cl, C2 ) angetriebenen, und parallel versetzt zueinander angeordneten, Vorgelegewellen (16, 33) und vier Schaltelementen (22, 32, 28, 38) zur Schaltung von Vorwärtsgängen (Gl bis G7) , welche mit Zahnrädern (19, 29, 30, 21, 20, 36, 27, 39, 31, 23, 22, 37, 26, 40, 23) verwirklicht sind, von denen drei Zahnräder (30, 21, 20) am hinteren Ende der einen ersten Vorgelegewelle (16) aufeinander folgend vom Durchmesser abnehmen, wobei der Kraftfluss des Rückwärtsganges (R) über zwei Zahnräder (26, 29) verläuft, von denen das eine Zahnrad (26) der ersten Vorgelegewelle (33) zugeordnet ist, wohingegen das andere Zahnrad (29) der zweiten Vorgelegewelle (16) zugeordnet ist, wobei das eine dem Rückwärtsgang (R) zugeordnete Zahnrad (26) mit dem kleinsten Losrad (27) der Hauptwelle (12) kämmt.

2. Doppelkupplungsgetriebe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vier Schaltelemente (22, 32, 28, 38) beidseitig wirksam sind.

3. Doppelkupplungsgetriebe nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Direktgang der fünfte Vorwärtsgang (Gl) ist.

4. Doppelkupplungsgetriebe nach einem der vorhergehenden Patentansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass die drei am hinteren Ende der einen Vorgelegewelle (16) aufeinander folgend vom Durchmesser abnehmenden Zahnräder (30, 21, 20) das Zahnrad (30) des sechsten Vorwärtsganges (G6) , das Zahnrad (21) des vierten Vorwärtsganges (G4) und das Zahnrad (20) des ersten Vorwärtsganges (Gl) sind.

5. Doppelkupplungsgetriebe nach einem der vorhergehenden Patentansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass eine Zahnradebene (ZE6) vorgesehen ist, die zwei miteinander kämmende Losräder (25, 23) umfasst, von denen das erste Losrad (25) koaxial auf der ersten Vorgelegewelle (33) angeordnet ist, wohingegen das zweite Losrad (23) koaxial auf der Hauptwelle (12) angeordnet ist, wobei das zweite Losrad (23) mit einem koaxial auf der zweiten Vorgelegewelle (16) angeordneten Festrad (21) kämmt, so dass sich mittels Kopplung des ersten Losrades (25) mit der ersten Vorgelegewelle (33) ein Vorwärtsgang (Gl) bilden lässt, der im Übersetzungsverhältnis von einem anderen Vorwärtsgang (G4) abweicht, welcher sich mittels Kopplung des zweiten Losrades (23) mit der Hauptwelle (12) bilden lässt.

6. Doppelkupplungsgetriebe nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mittels Kopplung des ersten Losrades (25) mit der ersten Vorgelegewelle (33) gebildete Vorwärtsgang (Gl) über die dieser ersten Vorgelegewelle (33) zugeordnete Konstante (C2) und im Kraftfluss nachfolgend über die zweite Vorgelegewelle (16) verläuft.

7. Doppelkupplungsgetriebe nach einem der vorhergehenden Patentansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Zahnradebene (ZEl) eine Konstante (Cl) mit einem Abtriebszahnrad (19) aufweist, welches drehfest mit der zweiten Vorgelegewelle (16) gekoppelt ist, wohingegen in einer zweiten Zahnradebene (ZE2) eine zweite Konstante (C2) mit einem Abtriebszahnrad (37) vorgesehen ist, welches drehfest mit der ersten Vorgelegewelle (33) gekoppelt ist, wobei in einer dritten Zahnradebene (ZE3) auf der Hauptwelle (12) ein mit dieser koppelbares Losrad (27) vorgesehen ist, welches mit einem auf der zweiten Vorgelegewelle (33) drehfest angeordnetem Festrad (26) kämmt, welches mit einem drehbar auf der zweiten Vorgelegewelle (16) koppelbaren Losrad (29) kämmt, wobei in einer vierten Zahnradebene (ZE4) auf der Hauptwelle (12) ein Festrad (39) vorgesehen ist, welches mit einem auf der ersten Vorgelegewelle (33) mit dieser koppelbares Losrad (40) kämmt, wobei in einer fünften Zahnradebene (ZE5) ein auf der zweiten Vorgelegewelle (16) mit dieser koppelbares Losrad (30) vorgesehen ist, welches mit einem auf der Hauptwelle (12) drehfest angeordnetem Festrad (31) kämmt, wobei in einer sechsten Zahnradebene (ZE6) auf der Hauptwelle (12) ein mit dieser koppelbares Losrad (23) vorgesehen ist, welches einerseits mit einem auf der ersten Vorgelegewelle (33) mit dieser koppelbaren Losrad (25) kämmt und andererseits mit einem drehfest auf der zweiten Vorgelegewelle (16) angeordnetem Festrad (21) verbunden ist, wobei in einer siebten Zahnradebene (ZE7) auf der Hauptwelle (12) ein mit dieser koppelbares Losrad (22) vorgesehen ist, welches mit einem drehfest auf der zweiten Vorgelegewelle (16) angeordnetem Festrad (20) verbunden ist.

8. Doppelkupplungsgetriebe nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftfluss des Rückwärtsganges (R) und des siebten Vorwärtsganges (G7) über die dritte Zahnradebene (ZE3) verläuft, wohingegen der Kraftfluss des dritten Vorwärtsganges (G3) über die vierte Zahnradebene (ZE4) verläuft, wohingegen der Kraftfluss des sechsten Vorwärtsganges (G6) über die fünfte Zahnradebene (ZE5) verläuft, wohingegen der Kraftfluss des vierten Vorwärtsganges (G4) über die sechste Zahnradebene (ZE6) verläuft, wohingegen der Kraftfluss des ersten Vorwärtsganges (Gl) über die siebte Zahnradebene (ZE7) verläuft .

9. Doppelkupplungsgetriebe nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftfluss des Rückwärtsganges und des siebten Vorwärtsganges über die dritte Zahnradebene verläuft, wohingegen der Kraftfluss des dritten Vorwärtsganges über die vierte Zahnradebene verläuft, wohingegen der Kraftfluss des vierten Vorwärtsganges über die fünfte Zahnradebene verläuft, wohingegen der Kraftfluss des sechsten Vorwärtsganges über die sechste Zahnradebene verläuft, wohingegen der Kraftfluss des ersten Vorwärtsganges über die siebte Zahnradebene verläuft.

10. Doppelkupplungsgetriebe mit einer Hauptwelle, zwei über Konstanten angetriebenen, und parallel versetzt zueinander angeordneten, Vorgelegewellen und vier Schaltelementen zur Schaltung von Vorwärtsgängen, welche mit Zahnrädern verwirklicht sind, von denen jeweils drei Zahnräder am hinteren Ende der beiden Vorgelegewelle aufeinander folgend vom Durchmesser abnehmen, eine erste Zahnradebene eine Konstante mit einem Abtriebszahnrad aufweist, welches drehfest mit der zweiten Vorgelegewelle gekoppelt ist, wohingegen in einer zweiten Zahnradebene eine zweite Konstante mit einem Abtriebszahnrad vorgesehen ist, welches drehfest mit der ersten Vorgelegewelle gekoppelt ist, wobei das Abtriebszahnrad der zweiten Konstanten mit einem dem Rückwärtsgang zugeordneten Losrad kämmt, welches koaxial drehbar auf der zweiten Vorgelegewelle angeordnet und mit dieser drehfest koppelbar ist, wobei der Kraftfluss des Rückwärtsganges über das Abtriebszahnrad der zweiten Konstanten und das dem Rückwärtsgang zugeordnete Losrad verläuft .

11. Doppelkupplungsgetriebe nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftfluss des dritten Vorwärtsganges über eine dritte Zahnradebene verläuft, wohingegen der Kraftfluss des siebten Vorwärtsganges über eine vierte Zahnradebene verläuft, wohingegen der Kraftfluss des sechsten Vorwärtsganges über die fünfte Zahnradebene verläuft, wohingegen der Kraftfluss des vierten Vorwärtsganges über die sechste Zahnradebene verläuft, wohingegen der Kraftfluss des ersten Vorwärtsganges über die siebte Zahnradebene verläuft .