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Die Erfindung betrifft ein Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Teilgetrieben mit jeweils einer Getriebeeingangswelle, einer Getriebeausgangswelle und zumindest einem zwischen diesen schaltbaren Gang, jeweils einer den Getriebeeingangswellen zugeordnete ersten und zweiten Reibungskupplung und einem die Getriebeausgangswellen und eine Abtriebswelle miteinander verbindenden Differentialgetriebe.
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Doppelkupplungsgetriebe sind in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen beispielsweise aus der
DE 10 2011 088 396 A1 bekannt. Hierbei ist ein zwischen einer Brennkraftmaschine und den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs angeordnetes Getriebe in zwei Teilgetriebe aufgeteilt mit jeweils mehreren schaltbaren Gängen, wobei die Getriebeeingangswelle jedes der Teilgetriebe mittels einer Reibungskupplung mit der Brennkraftmaschine verbindbar ist. Über Vorgelegewellen, Getriebeausgangswellen und dergleichen erfolgt der Abtrieb der beiden Teilgetriebe über ein Differentialgetriebe auf eine gemeinsame Abtriebswelle. Die Schaltung des Getriebes zwischen zwei in einem einzigen Teilgetriebe angeordneten Teilgetrieben erfolgt in herkömmlicher Weise mit Zugkraftunterbrechung durch Öffnung der betreffenden Reibungskupplung, Auslegen des eingelegten Gangs, Einlegen des einzulegenden Gangs und Schließen der Reibungskupplung. Bei bevorzugt ausgeführten Schaltungen zwischen zwei in unterschiedlichen Teilgetrieben angeordneten Gängen erfolgt die Schaltung bei voreingelegten Gängen mittels einer Überschneidungsschaltung der Reibungskupplungen der Teilgetriebe, indem die geschlossene Reibungskupplung des Teilgetriebes mit dem aktiven Gang geöffnet wird, während zugleich die Reibungskupplung des Teilgetriebes mit dem zu aktivierenden Gang geschlossen wird.
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Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Doppelkupplungsgetriebes. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, bei im Wesentlichen gleichem Bauraum eines Doppelkupplungsgetriebes die Anzahl der einstellbaren Gangübersetzungen des Doppelkupplungsgetriebes zu erhöhen.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
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Das vorgeschlagene Doppelkupplungsgetriebe enthält zwei Teilgetriebe mit jeweils einer Getriebeeingangswelle, einer Getriebeausgangswelle und zumindest einen zwischen diesen schaltbaren Gang, jeweils eine den Getriebeeingangswellen zugeordnete erste und zweite Reibungskupplung, beispielsweise zusammengefasst zu einer Doppelkupplung, die nass oder trocken betrieben sein kann, und einem die Getriebeausgangswellen und eine Abtriebswelle miteinander verbindenden Differentialgetriebe. Das Differentialgetriebe ist aus einem mittels einer dritten Reibungskupplung schaltbaren Planetengetriebe gebildet. Hierdurch kann durch Schalten der dritten Reibungskupplung und Kombination der Gänge der beiden Teilgetriebe eine weitere Unterteilung der Übersetzungen des Doppelkupplungsgetriebes erzielt werden.
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Eine vorteilhafte Beschaltung des Differentialgetriebes kann erfolgen, indem eine erste Getriebeausgangswelle eines ersten Teilgetriebes mit dem Hohlrad, eine zweite Getriebeausgangswelle mit dem Sonnenrad und die Abtriebswelle mit dem Steg des Planetengetriebes verbunden sind, wobei die dritte Reibungskupplung zwischen Hohlrad und Sonnenrad wirksam angeordnet ist.
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Die dritte Reibungskupplung kann radial zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad angeordnet sein.
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Die dritte Reibungskupplung kann als Trockenkupplung oder bevorzugterweise als Nasskupplung ausgebildet sein.
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Mit anderen Worten kann eine Anzahl der schaltbaren Gänge mit einem vergleichsweise geringen Aufwand und Platzbedarf deutlich erhöht werden, indem die Reibungskupplungen einer Doppelkupplung alternativ sondern auch zusammen aktiv, das heißt, geschlossen sein können. Ermöglicht wird dies durch ein zusätzliches Differentialgetriebe, das beide Teilgetriebe miteinander koppelt. Dadurch können auch beide Teilkupplungen und Teilgetriebe gleichzeitig aktiv sein.
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Den prinzipiellen Aufbau betreffend kann hierbei jedes konventionelle Doppelkupplungsgetriebe herangezogen werden. Desweiteren kann eine entsprechende Doppelkupplung im Wesentlichen unverändert übernommen werden. Zusätzlich verfügt das vorgeschlagene Doppelkupplungsgetriebe über ein zusätzliches, schaltbares Differentialgetriebe, bei dem es sich um ein Planetengetriebe handeln kann. Mittels dieses schaltbaren Planetengetriebes lassen sich mehr Gänge realisieren, da Gänge miteinander kombiniert werden können. Beispielsweise kann ein Teilgetriebe mit dem Hohlrad des Planetengetriebes und das andere Teilgetriebe mit dem Sonnenrad verbunden sein. Der Abtrieb erfolgt über den Planetenradträger.
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Das vorgeschlagene Doppelkupplungsgetriebe verfügt über eine dritte Reibungskupplung mit der die beiden Getriebeausgangswellen der Teilgetriebe miteinander verbunden werden können. Bei einer ersten aktiven wie geschlossenen Reibungskupplung dreht die Getriebeausgangswelle mit der Drehzahl der Getriebeausgangswelle des anderen Teilgetriebes und umgekehrt. Ist die dritte Reibungskupplung an dem Differentialgetriebe geöffnet, müssen beide Reibungskupplungen der Getriebeeingangswellen aktiv sein, indem diese geschlossen betrieben wird. Eine Überschneidungsschaltung zwischen den beiden Teilgetrieben findet daher nicht zwischen den beiden Reibungskupplungen der Doppelkupplung sondern immer zwischen einer Reibungskupplung der Doppelkupplung und der dritten Reibungskupplung am Differentialgetriebe statt. Dies führt zu den in der nachfolgenden Tabelle 1 dargestellten Schaltmöglichkeiten mit entsprechend mit x symbolisierten geschlossenen Reibungskupplungen mit den mit den Getriebeeingangswellen verbundenen Reibungskupplung K1, K2 der Doppelkupplung und der Reibungskupplung K3 an dem Differentialgetriebe:
| Gang | K1 | K2 | K3 |
| 1 | x | | x |
| 1&2 | x | x | |
| 2 | | x | x |
| 2&3 | x | x | |
| 3 | x | | x |
| 3&4 | x | x | |
| 4 | | x | x |
| 4&5 | x | x | |
| 5 | x | | x |
| 5&6 | x | x | |
| 6 | | x | x |
| R | | x | x |
Tabelle 1
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Bei einem ursprünglich ohne schaltbares Differentialgetriebe betriebenen Doppelkupplungsgetriebe besitzt das in Tabelle 1 dargestellte Doppelkupplungsgetriebe sechs Vorwärtsgänge 1 bis 6 und einen Rückwärtsgang R. Mittels Einführung der Reibungskupplung an dem Differentialgetriebe mit einer schaltbaren Verbindung zwischen den beiden Getriebeausgangswellen der Teilgetriebe können jeweils zwei Gänge miteinander kombiniert werden, elf Vorwärtsgänge, die sich nacheinander zugkraftunterbrechungsfrei schalten lassen, zur Verfügung stehen.
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In nicht abschließender Aufzählung besitzt das vorgeschlagene Doppelkupplungsgetriebe folgende Eigenschaften:
- – Doppelkupplungsgetriebe mit einer Doppelkupplung, zwei Teilgetrieben und einem Differentialgetriebe
- – Die Getriebeausgangswellen der Teilgetriebe sind mit einem Differentialgetriebe verbunden
- – Die Abtriebswelle des Differentialgetriebes ist zugleich Getriebeausgangswelle des Doppelkupplungsgetriebes
- – Die beiden Getriebeausgangswellen der Teilgetriebe sind über eine zusätzliche Reibungskupplung drehfest schaltbar miteinander verbunden
- – Es sind immer zwei der drei Reibungskupplungen aktiv (geschlossen)
- – Eine Überschneidungsschaltung findet immer zwischen einer der beiden Reibungskupplungen an den Getriebeeingangswellen und der Reibungskupplung an dem Differentialgetriebe statt.
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Zusammenfassend ausgedrückt wird ein Konzept für ein Doppelkupplungsgetriebe mit gesteigerter Ganganzahl bei verhältnismäßig geringem zusätzlichen Bauraumbedarf vorgeschlagen. Dieses Konzept entspricht größtenteils einem konventionellen Doppelkupplungsgetriebe, verfügt jedoch zusätzlich über ein Differentialgetriebe mit einer Reibungskupplung, mit dem es möglich ist, zwei Gänge miteinander zu kombinieren.
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Durch das Kombinieren von Gängen entstehen weitere Gänge, wobei maximal eine Steigerung um den Faktor 2 minus 1 möglich ist, d.h. aus einem 4-Gang-Getriebe wird ein 7-Gang-Getriebe und aus einem 6-Gang-Getriebe wird ein 11-Gang-Getriebe.
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Die Erfindung wird anhand des in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 ein schematisches Getriebelayout des vorgeschlagenen Doppelkupplungsgetriebes
und
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2 einen Teilschnitt durch das Differentialgetriebe der 1.
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Die 1 zeigt das Doppelkupplungsgetriebe 100 mit den beiden Teilgetrieben 101, 102 und dem Differentialgetriebe 103 in schematischer Darstellung. Die beiden Teilgetriebe 101, 102 sind zwischen der Kurbelwelle 104 einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine und dem Abtrieb mit der Abtriebswelle 105 eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs wirksam angeordnet. Zwischen der Kurbelwelle 104 und den Getriebeeingangswellen 107, 108 der Teilgetriebe sind die zu der Doppelkupplung 106 zusammengefassten beiden Reibungskupplungen K1, K2 vorgesehen. Die Getriebeausgangswellen 109, 110 der Teilgetriebe 101, 102 sind mit dem Hohlrad 111 beziehungsweise mit dem Sonnenrad 112 des als Planetengetriebe 113 ausgebildeten Differentialgetriebes 103 drehfest verbunden. Der zwischen Hohlrad 111 und Sonnenrad 112 angeordnete Planetenträger 114 mit den Planeten 115 ist drehfest mit der Abtriebswelle 105 verbunden. Zwischen dem Hohlrad 111 und dem Sonnenrad 112 ist die Reibungskupplung K3 wirksam angeordnet. Zwischen der Getriebeeingangswelle 107 und der Getriebeausgangswelle 109 des Teilgetriebes 101 sind jeweils für sich schaltbar die Gänge 1, 3, 5 angeordnet. Zwischen der Getriebeeingangswelle 108 und der Getriebeausgangswelle 110 des Teilgetriebes 102 sind die Gänge 2, 4, 6, und der Rückwärtsgang R jeweils für sich schaltbar angeordnet.
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Die Reibungskupplungen K1, K2 verbinden schaltbar die Kurbelwelle 104 mit der jeweiligen Getriebeeingangswelle 107, 108, die Reibungskupplung K3 verbindet schaltbar das Hohlrad 111 mit dem Sonnenrad 112. Je nach Beschaltung der Reibungskupplungen K1, K2, K3 und der geschalteten Gänge 1 bis 6, R ergeben sich die in der Tabelle 1 dargestellten Übersetzungs- und Schaltkombinationen.
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2 zeigt den oberen Teil des um die Drehachse d angeordneten Differentialgetriebes 103 mit der nass betriebenen Reibungskupplung K3. Die Reibungskupplung K3 enthält die abwechselnd geschichteten, drehfest an dem Hohlrad 111 und an dem Sonnenrad 112 angeordneten Lamellen 116, 117, welche zur Betätigung der Reibungskupplung K3 axial gegeneinander mittels eines nicht dargestellten Aktuators verspannt sind. Bei Betätigung der Reibungskupplung K3 werden Sonnenrad 112 und Hohlrad 111 drehfest miteinander verbunden. Unter Bezug auf 1 ist das Hohlrad 111 drehfest mit der Getriebeeingangswelle 109 des Teilgetriebes 101, das Sonnenrad 112 mit der Getriebeausgangswelle 110 des Teilgetriebes 102 verbunden. Der Planetenträger 114 mit den zwischen Hohlrad 111 und Sonnenrad 112 kämmenden Planeten 115 ist mit der Abtriebswelle 105 drehfest verbunden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gang
- 2
- Gang
- 3
- Gang
- 4
- Gang
- 5
- Gang
- 6
- Gang
- 100
- Doppelkupplungsgetriebe
- 101
- Teilgetriebe
- 102
- Teilgetriebe
- 103
- Differentialgetriebe
- 104
- Kurbelwelle
- 105
- Abtriebswelle
- 106
- Doppelkupplung
- 107
- Getriebeeingangswelle
- 108
- Getriebeeingangswelle
- 109
- Getriebeausgangswelle
- 110
- Getriebeausgangswelle
- 111
- Hohlrad
- 112
- Sonnenrad
- 113
- Planetengetriebe
- 114
- Planetenträger
- 115
- Planet
- 116
- Lamelle
- 117
- Lamelle
- d
- Drehachse
- K1
- Reibungskupplung
- K2
- Reibungskupplung
- K3
- Reibungskupplung
- R
- Rückwärtsgang
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011088396 A1 [0002]