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Dokumentenidentifikation DE102006001727B3 12.04.2007
Titel Doppelkupplungsgetriebeeinrichtung
Anmelder Dr.Ing.h.c. F. Porsche AG, 70435 Stuttgart, DE
Erfinder Kraxner, Dieter, 75449 Wurmberg, DE
DE-Anmeldedatum 13.01.2006
DE-Aktenzeichen 102006001727
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 12.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.04.2007
IPC-Hauptklasse F16H 48/06(2006.01)A, F, I, 20060113, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B60K 17/346(2006.01)A, L, I, 20060113, B, H, DE   
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Doppelkupplungsgetriebeeinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsstrang (2) und einem damit antriebskoppelbaren Abtriebsstrang (3). Im Antriebsstrang (2) sind zwei hintereinander liegende Kupplungen (6, 7) unter Ausbildung eines dazwischen liegenden Abstandsraums (9) angeordnet, wobei in dem Antriebsstrang (2) des Weiteren ein erstes Teilgetriebe (4) sowie ein zweites Teilgetriebe (5) angeordnet sind. Das erste Teilgetriebe (4) ist dabei mit der ersten Kupplung (7) antriebsverbunden, wogegen das zweite Teilgetriebe (5) mit der zweiten Kupplung (6) antriebsverbunden ist. Der Abtriebstrang (3) ist mit einem Differential (10) verbunden, wobei sich eine ausgangsseitige Abtriebswelle (18) des Differentials (10) durch den Abstandsraum (9) zwischen den beiden Kupplungen (6, 7) hindurch erstreckt und dadurch eine besonders kompakte Bauweise der Doppelkupplungsgetriebeeinrichtung (1) ermöglicht.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Doppelkupplungsgetriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug.

Aus der DE 199 43 623 A1 ist eine Getriebeeinheit, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bekannt, die ein Gehäuse mit einer Antriebswelle und mit einer Anordnung zur Veränderung eines Übersetzungsverhältnisses aufweist, wobei im Gehäuse ein Anfahrelement vorgesehen ist, das mit einem stufenlosen Getriebe verbunden ist. Das stufenlose Getriebe steht mit einem Verteilergetriebe in Verbindung, das eine erste Antriebswelle für den Hinterachsantrieb aufweist und eine zweite Antriebswelle, die mit einem Differential für einen Vorderachsantrieb in Verbindung steht. Darüber hinaus durchsetzt mindestens eine Halbachse zwischen einem Differential für einen Vorderachsantrieb und dem zugehörigen Vorderrad das Gehäuse zwischen dem Anfahrelement und dem stufenlosen Getriebe. Hierdurch soll zum einen ein benötigter Bauraumbedarf gesenkt werden und zum anderen die Getriebeeinheit als Standardgetriebeeinheit oder als Allradgetriebeeinheit verwendbar sein.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Doppelkupplungsgetriebeeinrichtung eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine sehr kompakte Bauweise auszeichnet.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer Doppelkopplungsgetriebeeinrichtung mit zwei hintereinander angeordneten und in einem Antriebsstrang gelegenen Kupplungen, welche einen dazwischen liegenden Abstandsraum axial begrenzen, ein Differential, das eingangsseitig mit einem Abtriebsstrang der Getriebeeinrichtung antriebsverbunden ist, so anzuordnen, dass sich eine ausgangsseitige Abtriebswelle des Differentials durch den Abstandsraum zwischen den beiden Kupplungen hindurch erstreckt. Die beiden Kupplungen sind von einer gemeinsamen Antriebseinrichtung antreibbar, wobei die erste Kupplung ausgangsseitig mit einer Eingangsseite eines ersten Teilgetriebes antriebsverbunden ist und die zweite Kupplung ausgangsseitig mit einer Eingangsseite eines zweiten Teilgetriebes antriebsverbunden ist. Beide Teilgetriebe sind über den Abtriebsstrang ausgangsseitig mit dem Differential antriebsverbunden. Durch den Verlauf der ausgangsseitigen Abtriebswelle durch den Abstandsraum zwischen den beiden Kupplungen hindurch wird eine besonders kompakte Bauweise erreicht, was beispielsweise bei unveränderte Lage der Antriebseinrichtung einen längeren Radstand ermöglicht. Darüber hinaus bietet sich die Möglichkeit, die Antriebseinrichtung weiter in Richtung einer Fahrzeugmitte zu verschieben, was sich positiv auf die Fahrdynamik auswirkt. Insbesondere bei Sportwagen mit geringem Platzangebot in einem Motorraum, lassen sich durch die erfindungsgemäße Anordnung des Differentials „package"-Vorteile erzielen und insgesamt eine komprimierte Bauweise erreichen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung weist die erste Kupplung einen größeren Durchmesser auf als die zweite Kupplung. Da die erste Kupplung mit dem ersten Teilgetriebe antriebsverbunden und das erste Teilgetriebe einen ersten Gang, also einen Anfahrgang, aufweist, muss die erste Kupplung demnach die Anfahrbelastung und damit die größte Belastung bewältigen. Das zweite Teilgetriebe muss nur geringere Anfahrbelastung im Rückwärtsgang übertragen, weshalb die zweite Kupplung insgesamt kleiner und auch leichter ausgebildet werden kann, wodurch sich einerseits ein benötigter Bauraum und andererseits das Gewicht reduzieren lässt.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.

Dabei zeigen, jeweils schematisch,

1 eine schematisierte Darstellung einer Doppelkupplungsgetriebeeinrichtung mit erfindungsgemäß angeordnetem Differential,

2 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebeeinrichtung.

Entsprechend 1 weist eine erfindungsgemäße Doppelkupplungsgetriebeeinrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug einen Antriebsstrang 2 sowie einen damit antriebskoppelbaren Abtriebsstrang 3 auf. Im Antriebsstrang 2 sind von links nach rechts ein erstes Teilgetriebe 4, ein zweites Teilgetriebe 5, eine zweite Kupplung 6, sowie eine erste Kupplung 7 und nachfolgend ein Schwungrad 8, vorzugsweise ein Zweimassenschwungrad, angeordnet. Das Zweimassenschwungrad 8 ist dabei mit einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung antriebsgekoppelt. Das erste Teilgetriebe 4 ist eingangsseitig mit einer Ausgangsseite der ersten Kupplung 7 antriebsverbunden, und das zweite Teilgetriebe 5 ist eingangsseitig mit einer Ausgangsseite der zweiten Kupplung 6 antriebsverbunden. Die beiden Kupplungen 6, 7 sind unter Ausbildung eines axial dazwischen liegenden Abstandsraums 9 im Antriebsstrang 2 angeordnet.

Wie in 1 gezeigt verlaufen der Antriebsstrang 2 und der Abtriebsstrang 3 vorzugsweise parallel. Das zweite Teilgetriebe 5 ist ausgangsseitig mit einer Eingangsseite eines Differentials 10 antriebsverbunden, wobei die Kopplung zwischen dem Differential 10 und dem zweiten Teilgetriebe 5 vorzugsweise über ein Kegelradgetriebe 11 realisiert ist. Erfindungsgemäß erstreckt sich eine ausgangsseitige Abtriebswelle 18 des Differentials 10 durch den Abstandsraum 9 zwischen den beiden Kupplungen 6, 7 hindurch, wodurch eine besonders kompakte Bauweise ermöglicht wird. Diese kompakte Bauweise erlaubt bei einer unveränderten Lage der Antriebseinrichtung einen längeren Radstand und bietet gleichzeitig die Möglichkeit, die Antriebseinrichtung weiter in Richtung einer Fahrzeugmitte zu verschieben, was die Fahrdynamik positiv beeinflusst.

Jedes der beiden Teilgetriebe 4, 5 weist vier Gänge auf, wobei ein erster Gang a, ein dritter Gang c, ein fünfter Gang e und ein siebter Gang g dem ersten Teilgetriebe 4 zugeordneten sind, während ein zweiter Gang b, ein vierter Gang d, ein sechster Gang f sowie ein Rückwärtsgang h dem zweiten Teilgetriebe 5 zugeordnet sind. Demnach sind dem ersten Teilgetriebe 4 die ungeraden Gänge und dem zweiten Teilgetriebe die geraden Gänge sowie der Rückwärtsgang h zugeorndet. Sowohl im Antriebsstrang 2 als auch im Abtriebsstrang 3 weisen beide Teilgetriebe 4, 5 jeweils zwei benachbarte Festräder 12 und zwei benachbarte Losräder 13 auf. Dabei ist jedes Losrad 13 im Antriebsstrang 2 mit einem korrespondieren Festrad 12 im Abtriebsstrang 3 und jedes Festrad 12 im Antriebsstrang 2 mit einem Losrad 13 im Abtriebsstrang 3 antriebsgekoppelt. Exemplarisch ist dies in 1 anhand des ersten Gangs a und des siebten Gangs g im ersten Teilgetriebe 4 sowie anhand des zweiten Gangs b im zweiten Teilgetriebe 5 dargestellt. Der erste Gang a wird demnach durch ein Festrad 12 realisiert, welches fest mit dem Antriebsstrang 2 verbunden ist und mit einem Losrad 13 im Abtriebsstrang 3 kämmt. Dem gegenüber wird der siebte Gang g durch ein im Antriebsstrang 2 angeordnetes Losrad 13 gebildet, das mit einem Festrad 12 im korrespondieren Teil des Abtriebsstrangs 3 antriebsverbunden ist.

Um eine Kraftübertragung zwischen dem Antriebsstrang 2 und dem Abtriebsstrang 3 zu bewirken, sind in beiden Teilgetrieben 4, 5 jeweils zwei Mitnehmereinrichtungen 14angeordnet. Insgesamt weist daher die Doppelkupplungsgetriebeeinrichtung 1 vier Mitnehmereinrichtungen 14 auf. Den Mitnehmereinrichtungen 14 sind dabei jeweils zwei benachbarten Losräder 13 zugeordnet, wobei die jeweilige Mitnehmereinrichtung 14 z.B. mittels eines Mitnehmerelements 15 so ausgestaltet ist, dass sie wahlweise eines der beiden benachbarten Losräder 13 oder keines davon drehfest mit dem zugehörigen Antriebsstrang 2 bzw. Abtriebsstrang 3 verbinden kann. Wird demnach der fünfte Gang e eingelegt, so verschiebt sich z.B. das Mitnehmerelement 15' nach links in Richtung des Losrads 13' und verbindet dieses drehfest mit dem Antriebsstrang 2. Aufgrund der Antriebsverbundenheit des Losrads 13' mit dem Festrad 12' des Abtriebsstrangs 3 wird somit dieser sowie eine am Antriebsstrang 3 angeschlossene Welle mit einem dem fünften Gang e entsprechenden Übersetzungsverhältnis angetrieben. Ist kein Gang eingelegt, so befinden sich alle Mitnehmerelemente 15 und 15' in einer Mittelstellung, so dass keines der benachbarten Losräder 13, 13' drehfest mit dem jeweiligen Antriebsstrang 2 bzw. Abtriebsstrang 3 verbunden ist.

Das Differential 10 ist exemplarisch über das Kegelradgetriebe 11 mit einem Festrad 12'' des Abtriebstrangs 3 antriebsverbunden, wobei das Festrad 12'' mit dem Losrad 13'' des vierten Gangs d im Antriebsstrang 2 antriebsverbunden ist. Selbstverständlich kann die Anbindung des Differentials 10 auch an einen anderen Gang in gleicher oder ähnlicher Weise erfolgen, wobei die Abtriebswelle 3 immer mit dem Differential 10 antriebsverbunden ist.

Wie in 1 gezeigt, ist die erste Kupplung 7 mit dem ersten Teilgetriebe 4 antriebsverbunden, wobei eine ausgangsseitige Welle 16 der ersten Kupplung 7 koaxial zu einer ausgangsseitigen Welle 17 der zweiten Kupplung 6 verläuft. Hierbei ist die ausgangsseitige Welle 17 als Hohlwelle ausgebildet, durch die sich die ausgangsseitige Welle 16 hindurch erstreckt.

Ebenfalls 1 zu entnehmen ist, dass die erste Kupplung 7 einen größeren Durchmesser aufweist als die zweite Kupplung 6, was dadurch bedingt ist, dass der ersten Kupplung 7 im ersten Teilgetriebe 4 der erste Gang a zugeordneten ist und dieser die größte Anfahrbelastung birgt. Der zweiten Kupplung 6 hingegen sind höhere Gänge b, d, f sowie der Rückwärtsgang h zugeordnet, welche alle eine geringere Belastung hervorrufen als der erste Gang a. Dementsprechend kann die zugeordnete zweite Kupplung 6 geringer dimensioniert sein, d.h. einen kleineren Durchmesser aufweisen, wodurch ebenfalls eine kompaktere Bauweise erzielt werden kann und darüber hinaus Gewicht eingespart werden kann.

2 zeigt einen möglichen Aufbau der Doppelkupplungsgetriebeeinrichtung 1, wobei der Antriebsstrang 2 und der Antriebsstrang 3 parallel zueinander angeordnet sind. Eingangsseitig der Doppelkupplungsgetriebeeinrichtung 1 ist das Schwungrad 8, beispielsweise ein Zweimassenschwungrad angeordnet und nachfolgend die erste Kupplung 7 sowie beabstandet davon die zweite Kupplung 6. Zwischen den beiden Kupplungen 6, 7 befindet sich der Abstandsraum 9, durch welchen sich die ausgangsseitige Abtriebswelle 18 des Differentials 10 hindurch erstreckt. Durch diese erfindungsgemäße Anordnung der Abtriebswelle 18 im Abstandsstandsraum 9 kann das Differential 10 nahe bei der Antriebseinrichtung angeordnet werden, wodurch eine besonders kompakte Bauweise erreicht wird. Endseitig der Abtriebswelle 18 ist ein Achsflansch 19 angeordnet, welcher zur Anbindung eines nicht dargestellten antriebsverbundenen Rades dient. Weiter zu sehen ist, dass die erste Kupplung 7 größer dimensioniert ist als die zweite Kupplung 6, da wie oben erwähnt die erste Kupplung 7 die größte Belastung, nämlich die Anfahrbelastung im ersten Gang a aufnehmen muss.


Anspruch[de]
Doppelkupplungsgetriebeeinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug,

– mit einem Antriebsstrang (2) und einem damit antriebskoppelbaren Abtriebsstrang (3),

– wobei in dem Antriebsstrang (2) zwei hintereinander angeordnete Kupplungen (6, 7) unter Ausbildung eines dazwischen liegenden Abstandsraumes (9) angeordnet sind, welche eingangsseitig von einer gemeinsamen Antriebseinrichtung antreibbar sind,

– wobei in dem Antriebsstrang (2) ein erstes Teilgetriebe (4), das mit einer Ausgangsseite der ersten Kupplung (7) antriebsverbunden ist, und ein zweites Teilgetriebe (5) vorgesehen sind, das mit einer Ausgangsseite der zweiten Kupplung (6) antriebsverbunden ist,

– wobei der Abtriebsstrang (3) mit einem Differential (10) antriebsverbunden ist und

– wobei sich eine ausgangsseitige Abtriebswelle (18) des Differentials (10) durch den Abstandsraum (9) zwischen den beiden Kupplungen (6, 7) hindurch erstreckt.
Doppelkupplungsgetriebeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

– dass das erste Teilgetriebe (4) ungerade Gänge, nämlich z.B. einen ersten (a), einen dritten (c), einen fünften (e) und einen siebten Gang (g), aufweist,

– dass das zweite Teilgetriebe (5) gerade Gänge, nämlich z.B. einen zweiten (b), einen vierten (d) und einen sechsten Gang (f), sowie einen Rückwärtsgang (h) aufweist.
Doppelkupplungsgetriebeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

– dass beide Teilgetriebe (4, 5) im Antriebsstrang (2) und im Abtriebsstrang (3) jeweils zwei benachbarte Festräder (12) und jeweils zwei benachbarte Losräder (13) aufweisen,

– dass jedes Losrad (13) im Antriebsstrang (2) mit einem Festrad (12) im Abtriebsstrang (3) und jedes Festrad (12) im Antriebsstrang (2) mit einem Losrad (13) im Abtriebsstrang (3) antriebsgekoppelt ist.
Doppelkupplungsgetriebeeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

– dass beide Teilgetriebe (4, 5) jeweils zwei Mitnehmereinrichtungen (14) aufweisen,

– dass jeweils zwei benachbarten Losrädern (13) eine Mitnehmereinrichtung (14) zugeordnet ist, die wahlweise das eine oder das andere oder keines der zugeordneten Losräder (13) drehfest mit dem zugehörigen Antriebs- oder Abtriebsstrang (2, 3) verbindet.
Doppelkupplungsgetriebeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Differential (10) mit einem Festrad (12) des Abtriebsstrangs (3) antriebsgekoppelt ist. Doppelkupplungsgetriebeeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Differential (10) antriebsgekoppelte Festrad (12) dem vierten Gang (d) zugeordnet ist. Doppelkupplungsgetriebeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine ausgangsseitige Welle (16) der ersten Kupplung (7) koaxial zu einer ausgangsseitigen Welle (17) der zweiten Kupplung (6) verläuft. Doppelkupplungsgetriebeeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Welle (17) als Hohlwelle ausgebildet ist, durch die sich die andere Welle (16) hindurch erstreckt. Doppelkupplungsgetriebeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Kupplungen (6 und 7) und der Antriebseinrichtung ein Zweimassenschwungrad (8) angeordnet ist. Doppelkupplungsgetriebeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplung (7) einen größeren Durchmesser aufweist als die zweite Kupplung (6). Doppelkupplungsgetriebeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Differential (10) über ein Kegelradgetriebe (11) mit dem Abtriebsstrang (3) antriebsverbunden ist.






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