DE10232833A1

DE10232833A1 - Multi clutch transmission with particular wide range of possible gear changes, comprising clutch shaft to be joined directly to drive shaft

Info

Publication number: DE10232833A1
Application number: DE10232833A
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Herlitzek
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2004-02-05

Abstract

The multi clutch transmission comprises a drive shaft (1), an output shaft (19) and three clutch shafts (4, 8, 35). Several toothed gears (9, 10, 13, 14, 15, 16) which can be interconnected, are arranged along the clutch shafts (4, 8, 35). Two of the shafts (8, 35) are fitted with non rotary power shift transmission units (7, 20), the third (4) can be directly joined to the drive shaft (1) with a power shift transmission unit (7) located at the drive shaft (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrfachkupplungsgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a multiple clutch transmission according to the preamble of the claim 1.

Mehrfachkupplungsgetriebe in der Form von Doppelkupplungsgetrieben sind aus der Fahrzeugtechnik bekannt. Üblicherweise umfassen derartige Getriebe im wesentlichen zwei Teilgetriebe mit verschiedenen Zahnradpaaren, eine Doppelkupplung mit zwei Reibungskupplungen, eine Antriebswelle und eine Antriebswelle sowie je nach Gangzahl formschlüssige, unsynchronisierte oder synchronisierte Schaltkupplungen. Mit einem Doppelkupplungsgetriebe können die Gänge lastfrei und ohne Zugkraftunterbrechung sowie ohne Verspannung der schaltbaren Gänge geschaltet werden, da sich der nächste zu schaltende Gang in dem nicht gekoppelten Teilgetriebe bereits eingelegt ist. Zum Schalten wird die eine Reibungskupplung geöffnet und die zweite entsprechend geschlossen.Multiple clutch transmission in the Form of double clutch transmissions are known from vehicle technology. Usually include such transmissions essentially two sub-transmissions different gear pairs, a double clutch with two friction clutches, a drive shaft and a drive shaft and depending on the number of gears positive, unsynchronized or synchronized clutches. With a Dual clutch transmission can the aisles load-free and without interruption of traction and without tensioning the switchable gears be switched since the next one is too shifting gear already engaged in the non-coupled sub-transmission is. To switch, a friction clutch is opened and the second closed accordingly.

Aus dem Stand der Technik sind Doppelkupplungsgetriebe mit hintereinander angeordneten Kupplungen bekannt. Zudem ist im Rahmen der EP 0 969 225 ein Doppelvorgelegewellengetriebe mit einer Doppelkupplung beschrieben.Double clutch transmissions with clutches arranged one behind the other are known from the prior art. In addition, the EP 0 969 225 described a double countershaft transmission with a double clutch.

Bei den bisher bekannten Getriebeschemen für Doppel- bzw. Mehrfachkupplungsgetriebe werden die mit Kupplungen versehenen Wellen d.h. die Kupplungswellen mittelbar über ein auf der Antriebswelle sitzendes Antriebsrad angetrieben. Es ist auch vorgeschlagen worden, eine Kupplungswelle koaxial zur Antriebswelle anzuordnen, so dass diese mit der Antriebswelle über eine Kupplung direkt verbunden werden kann. Hierbei stehen die Räder der Kupplungswellen jeweils mit Rädern einer Welle in Eingriff, die ihrerseits über Räder mit dem Abtrieb eine Verbindung herstellt. Eine weitere Variante sieht eine koaxiale Anordnung der Abtriebswelle zur Antriebswelle vor, so dass beide Wellen über eine Kupplung direkt verbindbar sind und gleichzeitig über ein Antriebsrad mit weiteren Eingangsrädern von Kupplungswellen in Eingriff stehen.In the previously known transmission schemes for double or multiple clutch transmissions the shafts provided with couplings i.e. the clutch shafts indirectly via a drive wheel seated on the drive shaft. It has also been proposed to have a clutch shaft coaxial with the drive shaft to be arranged so that it can be connected directly to the drive shaft via a coupling. Here are the wheels of the clutch shafts each with wheels of a shaft in engagement in turn over Wheels with connects the output. Another variant sees a coaxial arrangement of the output shaft to the drive shaft, so both waves over a coupling can be connected directly and at the same time via a Drive wheel with additional input wheels of clutch shafts in Stand by.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrfachkupplungsgetriebe, insbesondere ein Doppelkupplungsgetriebe anzugeben, welches eine große Flexibilität hinsichtlich der Anzahl der Gänge bzw. Übersetzungen liefert. Zudem soll das erfindungsgemäße Getriebe einfach aufgebaut sein und mit möglichst wenigen Komponenten eine möglichst große Anzahl von Übersetzungen ermöglichen.The present invention lies the task of a multiple clutch transmission, in particular to specify a dual clutch transmission, which has great flexibility with regard to the number of gears or translations supplies. In addition, the transmission according to the invention should have a simple structure and with as much as possible as few components as possible size Number of translations enable.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Varianten und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.This object is achieved according to the invention solved the features of claim 1. Other variants and advantages go from the dependent claims out.

Demnach wird ein Mehrfachkupplungsgetriebe vorgeschlagen, mit einer Antriebswelle, mindestens zwei Kupplungswellen und einer Abtriebswelle, wobei auf den mindestens zwei Kupplungswellen kuppelbare Zahnräder angeordnet sind, die über Schaltelemente mit den Kupplungswellen verbindbar sind und wobei die kuppelbaren Zahnräder mindestens einer der mindestens zwei Kupplungswellen mit Zahnrädern der Abtriebswelle in Eingriff stehen und wobei jede der Kupplungswellen über Zahnräder mit der Abtriebswelle und/oder einer anderen Kupplungswelle in Eingriff steht. Hierbei ist auf der Antriebswelle ein Antriebsrad sowie eine Kupplung angeordnet, die vorzugsweise lastschaltbar ausgebildet ist, so dass durch Schalten dieser Kupplung eine erste Kupplungswelle direkt mit der Antriebswelle verbindbar ist. Erfindungsgemäß steht das Antriebsrad der Antriebswelle mit mindestens einem weiteren Zahnrad einer weiteren Kupplungswelle in Eingriff, so dass die Notwendigkeit weiterer Zahnräder zum Verbinden mit der Antriebswelle entfällt.Accordingly, a multiple clutch transmission proposed with a drive shaft, at least two clutch shafts and an output shaft, which can be coupled on the at least two coupling shafts gears are arranged over switching elements are connectable to the coupling shafts and the couplable gears at least one of the at least two coupling shafts with gears Output shaft are engaged and wherein each of the clutch shafts via gears with the Output shaft and / or another clutch shaft engaged stands. Here is a drive wheel and a drive shaft Coupling arranged, which is preferably designed to be power shiftable, so that by switching this clutch a first clutch shaft directly is connectable to the drive shaft. According to the invention the drive wheel of the drive shaft with at least one further gear another clutch shaft engaged, so the need other gears to connect to the drive shaft.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.The invention is illustrated below the drawings closer explained.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Mahrfachkupplungsgetriebes gemäß der Erfindung; 1 a schematic representation of a first embodiment of a multiple clutch transmission according to the invention;

2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Mahrfachkupplungsgetriebes gemäß der Erfindung; 2 a schematic representation of a second embodiment of a multiple clutch transmission according to the invention;

3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines Mehrfachkupplungsgetriebes gemäß der Erfindung und 3 is a schematic representation of a third embodiment of a multiple clutch transmission according to the invention and

4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Mehrfachkupplungsgetriebes gemäß der Erfindung. 4 is a schematic representation of another embodiment of a multiple clutch transmission according to the invention.

In 1 ist ein Mehrfachkupplungsgetriebe mit einer Antriebswelle 1, einer Abtriebswelle 19 sowie Kupplungswellen 4, 35 und 8 dargestellt. Auf den Kupplungswellen 4, 8 und 35 sind mittels Schaltelementen 31, 32, 41, 42, 11, 12 kuppelbare Zahnräder 9, 10, 13, 14, 15, 16 angeordnet. Des weiteren sind auf den Wellen 35 und 8 lastschaltbar ausge bildete Kupplungen 20 bzw. 7 vorgesehen, über die jeweils ein Zahnrad 5 bzw. 6 mit den jeweiligen Wellen 35 bzw. 8 verdrehfest verbindbar ist.In 1 is a multiple clutch transmission with a drive shaft 1 , an output shaft 19 as well as clutch shafts 4 . 35 and 8th shown. On the clutch shafts 4 . 8th and 35 are by means of switching elements 31 . 32 . 41 . 42 . 11 . 12 detachable gears 9 . 10 . 13 . 14 . 15 . 16 arranged. Furthermore are on the waves 35 and 8th Clutches designed to be power shiftable 20 respectively. 7 provided, each with a gear 5 respectively. 6 with the respective waves 35 respectively. 8th is non-rotatably connectable.

Gemäß der Erfindung ist die weitere Welle 4 koaxial zur Antriebswelle 1 angeordnet, wobei die Welle 4 mit der Antriebswelle 1 über eine auf der Antriebswelle 1 angeordneten Lastschaltkupplung 3 direkt verbindbar ist. Zudem ist auf der Antriebswelle 1 ein Antriebsrad 2 vorgesehen, welches mit mindestens einem weiteren Zahnrad 5, 6 der Kupplungswellen 35 bzw. 8 in Eingriff steht. Gemäß der Erfindung ist die Kupplung 7 vorzugsweise lastschaltbar ausgebildet und wird als Rückwärtsgangkupplung eingesetzt, wobei der Kraftfluss auf die auf der Welle 8 angeordneten Räder 9 oder 10, die mittels der zugeordneten Kupplungen 11 bzw. 12 mit der Welle 8 verbindbar sind, geleitet wird, so dass verschiedene Rückwärtsübersetzungen ermöglicht werden.According to the invention is the further wave 4 coaxial to the drive shaft 1 arranged, the shaft 4 with the drive shaft 1 via one on the drive shaft 1 arranged power shift clutch 3 is directly connectable. It is also on the drive shaft 1 a drive wheel 2 provided which with at least one further gear 5 . 6 the clutch shafts 35 respectively. 8th is engaged. According to the invention is the clutch 7 preferably power switchable forms and is used as a reverse gear clutch, with the power flow on the on the shaft 8th arranged wheels 9 or 10 that by means of the assigned couplings 11 respectively. 12 with the wave 8th are connectable, is conducted so that different reverse translations are possible.

Des weiteren stehen die auf der Welle 35 angeordneten Räder 13 und 14 mit auf der Welle 4 angeordneten Rädern 15 und 16 in Verbindung, die wiederum mit den Rädern 17 bzw. 18 der Abtriebswelle 19 in Eingriff stehen. Über die Kppulungen 3 und 20 wird jeweils ein Getriebezweig in Kraftfluss gebracht, wobei beide Getriebezweige am Abtrieb jeweils die gleiche, aber dem Antrieb entgegengesetzte Drehrichtung aufweisen, während die über die Kupplung 7 der Welle 8 erzielten Übersetzungen drehrichtungsgleich mit dem Antrieb sind.Furthermore, they are on the wave 35 arranged wheels 13 and 14 with on the wave 4 arranged wheels 15 and 16 in connection, which in turn with the wheels 17 respectively. 18 the output shaft 19 are engaged. About the couplings 3 and 20 one gear branch is brought into power flow, both gear branches on the output each having the same direction of rotation, but opposite to the drive, while the one via the clutch 7 the wave 8th achieved translations are the same direction of rotation with the drive.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Mehrfachkupplungsgetriebe, das sich von dem Ausführungsbeispiel nach 1 darin unterscheidet, dass durch Einfügen eines Zwischenrades 21, das mit dem Rad 2 der Antriebswelle und dem Rad 6 der Welle 8 in Eingriff steht, für alle erzielbaren Gänge Drehrichtungsgleichheit entgegengesetzt zur Antriebsdrehrichtung erzielt wird. Dieses Ausführungsbeispiel eignet sich besonders in Kombination mit einer vor- oder nachgeschalteten Reserviereinheit oder mit einem vor- oder nachgeschalteten Splitter. 2 shows an embodiment of a multiple clutch transmission, which is different from the embodiment of 1 differs in that by inserting an idler gear 21 that with the wheel 2 the drive shaft and the wheel 6 the wave 8th is engaged, for all achievable gears the same direction of rotation opposite to the drive direction of rotation is achieved. This embodiment is particularly suitable in combination with an upstream or downstream reservation unit or with an upstream or downstream splitter.

3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine weitere Kupplungswelle 16 vorgesehen ist. Wie in 1 beschrieben, ist die Antriebswelle 1 mit dem Antriebsrad 2 koaxial zur Kupplungswelle 4 angeordnet und mit dieser über die Kupplung 3 verbindbar. Die Kupplungswelle 16 weist eine Kupplung 30 auf, über die ein Zahnrad 29, das mit dem Zahnrad 6 der Welle 8 in Eingriff steht, mit dieser verdrehfest verbindbar ist. Zudem sind auf der Welle 16 Räder 33 und 23 vorgesehen, die mittels der Schaltelemente 24 bzw. 25 mit der Welle 16 verdrehfest verbindbar sind und mit den Rädern 17 bzw. 18 der Abtriebswelle 19 in Eingriff stehen. 3 shows an embodiment in which a further clutch shaft 16 is provided. As in 1 is described, the drive shaft 1 with the drive wheel 2 coaxial to the coupling shaft 4 arranged and with this over the clutch 3 connectable. The clutch shaft 16 has a clutch 30 on over which a gear 29 that with the gear 6 the wave 8th is engaged, can be connected in a rotationally fixed manner. They are also on the wave 16 bikes 33 and 23 provided by means of the switching elements 24 respectively. 25 with the wave 16 are non-rotatably connectable and with the wheels 17 respectively. 18 the output shaft 19 are engaged.

Bei dieser Anordnung werden die Kupplungen 3, 7 und 20 als Vorwärtskupplungen, so dass vorzugsweise drei lastschaltbare Getriebezweige zur Verfügung gestellt werden, wobei die Drehrichtung der Abtriebswelle 19 gleich derjenigen der Antriebswelle 1 ist. Wenn der Kraftfluss über das Rad 29 und die Kupplung 30 und anschließend über die Räder 22, 23 sowie die Kupplungen 24 bzw. 25 an die Abtriebswelle 19 geleitet wird, dann ergibt sich für den Abtrieb eine Drehrichtungsumkehr gegenüber dem Antrieb, so dass eine Rückwärtsübersetzung gewährleistet wird. Es ist zudem erfindungsgemäß möglich, neben der Welle 16 weitere nicht dargestellte Wellen parallel zueinander anzuordnen, um weitere Rückwärtsgänge zur Verfügung zu stellen.With this arrangement, the clutches 3 . 7 and 20 as forward clutches, so that preferably three power shiftable transmission branches are made available, the direction of rotation of the output shaft 19 equal to that of the drive shaft 1 is. When the power flow over the wheel 29 and the clutch 30 and then over the wheels 22 . 23 as well as the couplings 24 respectively. 25 to the output shaft 19 is directed, then there is a reversal of the direction of rotation for the output relative to the drive, so that a reverse gear ratio is guaranteed. It is also possible according to the invention, in addition to the shaft 16 Arrange further shafts, not shown, in parallel to one another in order to provide further reverse gears.

In 4 ist eine weitere Ausführungsform eines Mehrfachkupplungsgetriebes dargestellt, die sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 darin unterscheidet, dass durch Einfügen eines Zwischenrades 21, das mit dem Rad 6 der Welle 8 und dem Rad 29 der Welle 16 in Eingriff steht, für alle erzielbaren Gänge Drehrichtungsgleichheit erzielt wird. Hierbei ist die Abtriebsdrehrichtung gleich der Drehrichtung der Antriebswelle 1.In 4 Another embodiment of a multiple clutch transmission is shown, which differs from the exemplary embodiment according to 3 differs in that by inserting an idler gear 21 that with the wheel 6 the wave 8th and the wheel 29 the wave 16 is engaged, the same direction of rotation is achieved for all achievable gears. The direction of rotation of the output is the same as the direction of rotation of the drive shaft 1 ,

11: Antriebswelledrive shaft
22: Zahnradgear
33: Kupplungclutch
44: Wellewave
55: Zahnradgear
66: Zahnradgear
77: Kupplungclutch
88th: Wellewave
99: Zahnradgear
1010: Zahnradgear
1111: Kupplungclutch
1212: Kupplungclutch
1313: Zahnradgear
1414: Zahnradgear
1515: Zahnradgear
1616: Zahnradgear
1717: Zahnradgear
1818: Zahnradgear
1919: Antriebswelledrive shaft
2020: Kupplungclutch
2121: Zwischenradidler
2222: Zahnradgear
2323: Zahnradgear
2424: Kupplungclutch
2525: Kupplungclutch
2929: Zahnradgear
3030: Kupplungclutch
3131: Kupplungclutch
3232: Kupplungclutch
4141: Kupplungclutch
4242: Kupplungclutch

Claims

Multiple clutch transmission with one drive shaft ( 1 ) which is a drive wheel ( 2 ) has at least two via couplings ( 3 . 7 . 20 ) coupling shafts that can be brought into the power flow ( 4 . 8th . 35 ) and an output shaft ( 19 ), on the at least two coupling shafts ( 4 . 8th . 35 ) detachable gears ( 9 . 10 . 13 . 14 . 15 . 16 ) which are arranged via switching elements ( 11 . 12 . 31 . 32 . 41 . 42 ) with the clutch shafts ( 4 . 8th . 35 ) are connectable, the detachable gears ( 9 . 10 . 13 . 14 . 15 . 16 ) at least one of the at least two coupling shafts ( 4 . 8th . 35 ) with gear wheels of the output shaft ( 19 ) are engaged and each of the coupling shafts ( 4 . 8th . 35 ) via gears with the output shaft ( 19 ) and / or another clutch shaft ( 4 . 8th . 35 ) is engaged, characterized in that on the drive shaft ( 1 ) a clutch ( 3 ) is arranged, a coupling shaft ( 4 ) coaxial to the An drive shaft ( 1 ) is arranged so that by switching this clutch ( 3 ) the clutch shaft ( 4 ) directly with the drive shaft ( 1 ) is connectable, the drive wheel ( 2 ) the drive shaft ( 1 ) with at least one additional gear ( 5 . 6 ) the coupling shafts ( 35 . 8th ) is engaged.

Multiple clutch transmission according to claim 1, characterized in that the clutches ( 3 . 7 . 20 ) are designed to be load switchable.

Multiple clutch transmission according to claim 1 or 2, characterized in that three clutch shafts ( 4 . 8th . 35 ) are provided and that those on the shaft ( 35 ) arranged wheels ( 13 . 14 ) on the wave ( 4 ) arranged wheels ( 15 . 16 ) are engaged, the wheels ( 15 . 16 ) with the wheels ( 17 ) respectively. ( 18 ) the output shaft ( 19 ) are engaged so that the couplings ( 3 . 20 ) one gear branch is brought into power flow, whereby both gear branches each have the same direction of rotation on the output, but opposite the drive.

Multiple clutch transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the clutch ( 7 ) can be used as a reverse gear clutch, the flow of force acting on the shaft ( 8th ) arranged wheels ( 9 ) or ( 10 ) using the assigned couplings ( 11 ) respectively. ( 12 ) with the wave ( 8th ) are connected, the wheels ( 9 . 10 ) with the wheels ( 17 ) respectively. ( 18 ) the output shaft ( 19 ) are engaged so that different reverse gear ratios are possible, the reverse gear ratios being in the same direction of rotation as the drive.

Multiple clutch transmission according to claim 4, characterized in that an intermediate wheel ( 21 ) is provided, which with the drive wheel ( 2 ) the drive shaft ( 1 ) and the wheel ( 6 ) the wave ( 8th ) is engaged so that the same direction of rotation opposite to the drive direction of rotation is achieved for all possible gears.

Multiple clutch transmission according to claim 5, characterized in that a reservation unit or a splitter before or after the transmission is switched.

Multiple clutch transmission according to claim 1 or 2, characterized in that four clutch shafts ( 4 . 8th . 16 . 35 ) are provided, with a coupling shaft ( 16 ) a clutch ( 30 ) over which a gearwheel ( 29 ) with the gear ( 6 ) the wave ( 8th ) is engaged, can be connected in a rotationally fixed manner, with on the shaft ( 16 ) Bikes ( 33 ) and ( 23 ) are arranged by means of on the shaft ( 16 ) provided switching elements ( 24 ) respectively. ( 25 ) can be connected in a torsion-proof manner and with the wheels ( 17 ) respectively. ( 18 ) the output shaft ( 19 ) are engaged, the shaft ( 8th ) over wheels ( 9 . 10 ) with wheels ( 17 ) respectively. ( 18 ) the output shaft ( 19 ) and baths ( 11 . 12 ) the wave ( 4 ) and via a wheel ( 6 ) by means of a clutch ( 7 ) with the drive wheel ( 2 ) is connectable, and the wheels ( 11 . 12 ) the wave ( 4 ) with wheels ( 13 . 14 ) the wave ( 35 ) whose wheel ( 5 ) with the drive wheel ( 2 ) combs and over the clutch ( 20 ) can be connected in a rotationally fixed manner so that the couplings ( 3 . 7 . 20 ) three power shiftable transmission branches are available, the direction of rotation of the output shaft ( 19 ) equal to that of the drive shaft ( 1 ) and with the clutch ( 30 ), the wheel ( 29 ), the wheels ( 22 . 23 ) and via the couplings ( 24 ) respectively. ( 25 ) a reverse translation is guaranteed.

Multiple clutch transmission according to claim 8, characterized in that in addition to the shaft ( 16 ) further shafts arranged parallel to each other are provided, so that further reverse gears can be realized.

Multiple clutch transmission according to claim 7, characterized in that an intermediate wheel ( 21 ) is provided, which with the wheel ( 6 ) the wave ( 8th ) and the wheel ( 29 ) the wave ( 16 ) is engaged so that the same direction of rotation is achieved for all possible gears, the output direction of rotation being equal to the direction of rotation of the drive shaft ( 1 ) is.