能在全负荷下换挡的双离合变速器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于机动车、尤其载货车的动力传动系的能在全负荷下换挡的双离合变速器DCT(1)，所述双离合变速器具有在动力传动系的驱动侧(AN)上的驱动轴和在从动侧(AB)上的从动轴(ABW)，所述双离合变速器具有：双离合器(DC，6)，所述双离合器包括至少两个离合器(K1，K2；)；主变速器组件(HG)，所述主变速器组件包括至少两个子变速器(2，3)，其中离合器分别与子变速器的输入轴(4，5)连接，其中子变速器还优选与四个输入齿轮平面(I，II，III，IV)和两个输出齿轮平面(V，VI)中的正齿轮相关联；以及后联接组(NG)；其中双离合变速器(1)还包括多个换挡元件(S1至S6)，并且其中通过适当地设置和构成正齿轮级和换挡元件(S1至S6)，双离合变速器(1)构成为能在全负荷下换挡并且具有至少12个挡位，其中所述正齿轮级由活动轮和固定轮构成。
【专利说明】
能在全负荷下换挡的双离合变速器
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种能在全负荷下换挡的双离合变速器。
【背景技术】
[0002]双离合变速器是从现有技术中已知的并且尤其使用在重型载卡车中、尤其重型卡车中。
[0003]这种已知的、包括至少12个挡位的变速器设计例如从EP 2 149 725 A2中已知。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是改进双离合变速器，使得能够实现至少具有12个挡位的双离合变速器，所述双离合变速器包括能在全负荷下换挡的实施方案和紧凑的构型。
[0005]所述目的通过在权利要求1中给出的特征实现。
[0006]通过在权利要求1中给出的特征能够提供一种双离合变速器，所述双离合变速器具有非常好的负荷换挡能力。尤其，挡位的所有换挡过渡以及后联接组(Nachschaltgruppe)的行星齿轮传动组件的换挡装置能够构成为能在全负荷下换挡。
[0007]此外，根据本发明的双离合变速器具有紧凑的构型。双离合变速器不仅沿轴向方向而且沿径向方向紧凑地构成。沿轴向方向的小的结构尺寸尤其可通过多个必要的齿轮平面和传递元件的多重利用实现。通过齿轮平面的构造，即其中在一个齿轮平面中在相邻的轴上分别设置有仅一个换挡元件，能够减少相邻轴的轴间距，由此整体上实现减小的径向结构尺寸。
[0008]双离合变速器能低成本地制造。由于双重利用齿轮对从而实现不同挡位，能够减少传递元件的数量。
[0009]双离合变速器有利地构成为，使得离合器K2分配有四个输入常量(Eingangskonstanten):
[0010]K2具有经由中间轴VWl的第一、第三和第九前进挡和经由中间轴VW2的倒挡Rl、R2和第五和第十一前进挡。
[0011 ]双离合变速器还有利地构成为，使得离合器Kl分配有两个输入常量:
[0012]Kl具有经由中间轴VWl的第二和第八前进挡以及第四和第十前进挡。
【附图说明】
[0013]在下文中示例地描述能在全负荷下换挡的双离合变速器的一个优选实施方式，其中参照附图进行说明。
[0014]附图示出:
[0015]图1示出双离合变速器的根据本发明的解决方案的示意图；以及
[0016]图2示出包括用于实现可根据图1实现的挡位的换挡逻辑线路的换挡示意图。
【具体实施方式】
[0017]图1示出双离合变速器I，所述双离合变速器包括双离合器6、主变速器组件HG以及后联接组。后联接组NG在此构成为调速组8，所述调速组能够借助于构成为正齿轮级的迂回级(Umgehungsstufe)进行负荷切换。通过双离合变速器的前述实施方案，能够实现十二个具有不同传动比的变速器前进挡和两个变速器倒挡。
[0018]因为图1仅是示意图，所以未示出壳体元件、液压系统供给装置、执行机构、支承部位等。
[0019]在图1中示意示出的双离合变速器I使用在机动车的、尤其载货车如卡车的动力传动系中。在图1的示图中示出动力传动系的局部，其中双离合变速器I的驱动侧用AN表示而从动侧用AB表示，并且具有驱动轴ANW和从动轴ABW。如从图1的示意图中能看到的，双离合变速器I包括双离合器、主变速器组件HG以及后联接组NG。
[0020]为了实现挡位示出多个齿轮平面，所述齿轮平面分别具有不同的传动级。如对于本领域技术人员而言根据符号已知的，主变速器组件的以及后联接组的齿轮平面通常包括彼此啮合的齿轮组，所述齿轮组构成为正齿轮，并且所述齿轮组构成为分别与主变速器组件HG的轴或后联接组NG的轴连接，或可分别与主变速器组件HG的或后联接组NG的轴连接。因此，所述齿轮平面称作正齿轮级。据此，术语挡位或齿轮平面理解为至少两个彼此有效连接的传递元件(例如彼此啮合的正齿轮)，所述传递元件用于传递扭矩。借助于传递元件能够传递力和/或扭矩。尤其，作为传递元件能够使用齿轮如正齿轮等。根据传递元件的配对或正齿轮的配对，能够实现用于与传递元件连接的轴的降速或升速。为了简单，在下文中抗扭地设置在轴上的正齿轮称作固定轮，而可转动地设置在轴上的正齿轮称作活动轮。活动轮设置在空心轴上并且借助于相应的换挡元件可耦联到同轴设置的轴上。借助于所述换挡元件，齿轮平面或传递元件能够结合到在驱动侧和从动侧之间的力或扭矩流中。由此能显示出在双离合变速器I的驱动侧AN和从动侧AB之间的期望的传动比。在此，换挡元件S1-S6能够构成为双侧或单侧可换挡的。这通过箭头的符号相应地示出。两侧地构成的换挡元件能够占据右侧的换挡位置、中间的中立的换挡位置和左侧的换挡位置。在此不对换挡元件进行更具体的说明，因为所述换挡元件是本领域技术人员已知的。通常，换挡元件S构成为同步元件。
[0021]在图1中示出的双离合变速器I在驱动侧AN上具有双离合器6以及主变速器组件HG并且包括5个齿轮平面1-V。所述齿轮平面构成为正齿轮级。在此，主变速器换挡组HG包括两个子变速器2、3，其中每个子变速器分配有一个输入轴4、5。在此，第一子变速器2与输入轴4親联，第二子变速器3与第二输入轴5親联。在此，输入轴4、5可经由双离合器6与驱动侧AN、例如与内燃机以有效驱动的方式耦联。在此，齿轮平面II1、IV、V配属于第一子变速器2，以及齿轮平面I和II配属于第二子变速器3。
[0022]在主变速器组件HG的下游在从动侧上设置有后联接组NG。在此，后联接组NG包括另一齿轮平面VI以及行星齿轮传动组件PG，并且后联接组在下文中也称作调速组(RangegrUppe)8。借助于行星齿轮传动组件PG能够提供两个不同的传动比。行星齿轮传动组件PG具有构成为正齿轮行星齿轮组的行星齿轮组30，所述行星齿轮组包括太阳轮31、行星齿轮架32和齿圈33。行星齿轮架32在圆形轨道上引导行星齿轮32a。行星齿轮32a设置为，使得其与太阳轮31和齿圈33啮合、即有效连接。
[0023]双离合器6通常由两个同心设置的离合器K1、K2构成。每个离合器Kl或K2分别能够将驱动侧AN与输入轴4或5连接。在此，这些离合器的操作是独立的。在此，离合器Kl用于双数的挡位，另一离合器Κ2用于单数的挡位。如从附图中能够看到的，第一组挡位位于构成为实心轴的内部的输入轴4上。第二组挡位位于第二输入轴5上。在此，第二轴5构成为与第一输入轴4同心的空心轴。由此，借助于离合器Kl或Κ2能够传递在挂入的挡位中的扭矩，同时已经能够预选下一挡位。接着能够借助于离合器Κ2或Kl以有效驱动的方式将扭矩从挂入的挡位切换到预选的下一挡位，其中牵引力不中断。
[0024]与输入轴4和5同轴地设置有主变速器组件HG的输出轴10。经由输出轴10能够将扭矩从主变速器组件导出并且传递到后联接组NG上。如从图1中能看到的，输出轴10是后联接组8的输入轴11。
[0025]双离合器变速器I还包括两个中间轴VWl和VW2。中间轴VWl和VW2彼此平行地且平行于输入轴4和5以及分别平行于输出轴10地设置。在此，中间轴VWl平行错开地设置在输入轴4、5之下，中间轴VW2平行错开地设置在输入轴4、5之上。中间轴VWl和VW2相对于输入轴不等距地设置。
[0026]如从示意图中能看出的，双离合变速器具有四个输入齿轮平面1、I1、II1、IV，其中输入齿轮平面1、II配属于第二子变速器3，以及输入齿轮平面II1、IV配属于第一子变速器。在输入侧上设置有齿轮平面1、I1、II1、IV。所述齿轮平面构成为输入常量。经由齿轮平面I和II，可将离合器K2的输入轴5与中间轴VWl和VW2连接。由此，能实现四个输入常量。经由齿轮平面II1、IV，可将离合器Kl的输入轴4与中间轴VWl连接。由此能实现两个输入常量。
[0027]双离合变速器I具有两个输出齿轮平面V、VI。在此，齿轮平面V配属于主变速器换挡组HG，而齿轮平面VI配属于后联接组NG。借助于齿轮平面V，输出轴10与中间轴VWl连接并且设置为可与中间轴VW2连接。齿轮平面VI具有与行星齿轮架32抗扭地连接的正齿轮13，其中正齿轮13设置在与输入轴11同轴设置的空心轴上。此外，经由齿轮平面VI可将行星齿轮架32与中间轴VW2连接。
[0028]在下文中进行齿轮平面的阐述:
[0029]第一齿轮平面I经由抗扭地设置在输入轴5上的固定轮14、可转动地设置在中间轴VWl上的活动轮15和可转动地设置在中间轴VW2上的活动轮16形成。固定轮14和活动轮16与未示出的中间轮啮合，所述中间轮用于为了倒挡而进行转动方向倒转。
[0030]第二齿轮平面II经由抗扭地设置在输入轴5上的固定轮17、可转动地设置在中间轴VWl上的活动轮18和可转动地设置在中间轴VW2上的活动轮19形成。
[0031]在活动轮15和活动轮18之间，在中间轴VWl上设置有换挡元件SI。借助于换挡元件SI，活动轮15或活动轮18可与中间轴VWl耦联;即换挡元件SI用于根据换挡位置建立在活动轮15或活动轮18与中间轴VWl之间的抗扭的有效连接。
[0032]换挡元件SI能够占据如下三个换挡位置:
[0033]-活动轮15与中间轴VWl连接，
[0034]-活动轮18与中间轴VWl连接，和
[0035]-中立，即两个活动轮15、18均不与中间轴VWl连接。
[0036]在活动轮16和活动轮19之间，在中间轴VW2上设置有换挡元件S3。借助于换挡元件S3可将活动轮16或活动轮19与中间轴VW2耦联；即换挡元件S3用于根据换挡位置建立在活动轮16或活动轮19与中间轴VW2之间的抗扭的有效连接。
[0037]换挡元件S3能够占据如下三个换挡位置:
[0038]-活动轮16与中间轴VW2连接，
[0039]-活动轮19与中间轴VW2连接，和
[0040]-中立，即两个活动轮16、19均不与中间轴VW2连接。
[0041 ]第三齿轮平面III经由抗扭地设置在输入轴4上的固定轮20和可转动地设置在中间轴VWl上的活动轮21形成。
[0042]第四齿轮平面IV经由抗扭地设置在输入轴4上的固定轮22和可转动地设置在中间轴VWl上的活动轮23形成。
[0043]在活动轮21和活动轮23之间，在中间轴VWl上设置有换挡元件S2。借助于换挡元件S2可将活动轮21或活动轮23与中间轴VWl耦联；即换挡元件S2用于根据换挡位置建立在活动轮21或活动轮23与中间轴VWl之间的抗扭的有效连接。
[0044]换挡元件S2能够占据如下三个换挡位置:
[0045]-活动轮21与中间轴VWl连接，
[0046]-活动轮23与中间轴VWl连接，和
[0047]-中立，即两个活动轮21、23均不与中间轴VWl连接。
[0048]在第四和第五齿轮平面之间，在主变速器组件HG的输入轴4和输出轴10之间设置有换挡元件S4 ο换挡元件S4能够占据两个换挡位置:
[0049]-输入轴4与输出轴10连接，
[0050]-输入轴4不与输出轴10连接。
[0051]第五齿轮平面V经由抗扭地设置在输出轴10上的固定轮24、抗扭地设置在中间轴VWl上的固定轮25和可转动地设置在中间轴VW2上的活动轮26形成。
[0052]第六齿轮平面VI经由抗扭地与行星齿轮传动组件PG的行星齿轮架32连接的正齿轮13和可转动地设置在中间轴VW2上的活动轮27形成。正齿轮13设置在与输入轴11同轴设置的空心轴上。
[0053]在活动轮26和活动轮27之间，在中间轴VW2上设置有换挡元件S5。借助于换挡元件S5可将活动轮26或活动轮27与中间轴VW2耦联；即换挡元件S5用于根据换挡位置建立在活动轮26或活动轮27与中间轴VW2之间的抗扭的有效连接。
[0054]换挡元件S5能够占据如下三个换挡位置:
[0055]-活动轮26与中间轴VW2连接，
[0056]-活动轮27与中间轴VW2连接，和
[0057]-中立，即两个活动轮26、27均不与中间轴VW2连接。
[0058]如上文已经阐述的，第六齿轮平面VI与后联接组NG相关联。输出轴10与后联接组NG的输入轴11抗扭地连接。在后联接组NG的输入轴11上抗扭地设置有行星齿轮传动组件PG的太阳轮31。行星齿轮架32抗扭地与从动轴ABW连接。齿圈33抗扭地设置在与从动轴同轴设置的空心轴34上。空心轴分配有换挡元件S6。
[0059]换挡元件S6能够占据如下三个换挡位置:
[0060]-齿圈33与行星齿轮架32连接，
[0061]-齿圈33与变速器壳体35连接，由此能够将齿圈以固定在壳体上的方式换挡，
[0062]-中立，即齿圈33不与行星齿轮架32或变速器壳体连接。
[0063]在齿圈33与行星齿轮架32之间建立连接的换挡位置中，行星齿轮组闭锁并且具有为一的传动比。在齿圈33与变速器壳体35实现连接的换挡位置中，通过经由输入轴11驱动太阳轮31来驱动行星齿轮32a，并且所述行星齿轮支撑在齿圈33中。由此，驱动行星齿轮架32和与行星齿轮架32连接的从动轴ABW。由此，在该换挡位置中，经由行星齿轮组提供大于一的传动比。
[0064]图2以表格示出双离合器6的两个离合器Kl和K2的以及换挡元件S1-S6的相应的位置。在此，水平方向示出用于两个离合器Kl和K2以及六个换挡元件的列。由此，示出双离合变速器I的换挡逻辑线路，所述换挡逻辑线路用于实现十二个前进挡和两个倒挡。在此，换挡元件能够占据左侧的、中间的和右侧的位置。在表格中空出的部位意味着，相应的换挡元件或离合器在中立位置中是断开的，进而不能够传递力/扭矩。在表格中的设有十字的标记表示被操纵的换挡元件。倒挡用Rl和R2编号，前进挡用1-12连续编号。
[0065]为了实现第一前进挡，离合器K2以及换挡元件SI接入左侧的位置中以及S6接入右侧的位置中。其他换挡元件在中立位置中。
[0066]为了实现第二前进挡，离合器Kl以及换挡元件S2接入左侧的位置中以及S6接入右侧的位置中。其他换挡元件在中立位置中。
[0067]为了实现第三前进挡，离合器K2以及换挡元件SI接入右侧的位置中以及S6接入右侧的位置中。其他换挡元件在中立位置中。
[0068]为了实现第四前进挡，离合器Kl以及换挡元件S2接入右侧的位置中以及S6接入右侧的位置中。其他换挡元件在中立位置中。
[0069]为了实现第五前进挡，离合器K2以及换挡元件S3接入右侧的位置中，S5接入左侧的位置中以及S6接入右侧的位置中。其他换挡元件在中立位置中。
[0070]为了实现第六前进挡，离合器Kl以及换挡元件S4接入左侧的位置中以及S6接入右侧的位置中。其他换挡元件在中立位置中。
[0071]为了实现第七前进挡，离合器K2以及换挡元件SI接入左侧的位置中，S5接入右侧的位置中，并且附加地作为替选方案地S6接入左侧的位置中。其他换挡元件在中立位置中。
[0072]为了实现第八前进挡，离合器Kl以及换挡元件S2接入左侧的位置中以及S6接入左侧的位置中。其他换挡元件在中立位置中。
[0073]为了实现第九前进挡，离合器K2以及换挡元件SI接入右侧的位置中以及S6接入左侧的位置中。其他换挡元件在中立位置中。
[0074]为了实现第十前进挡，离合器Kl以及换挡元件S2接入右侧的位置中以及S6接入左侧的位置中。其他换挡元件在中立位置中。
[0075]为了实现第十一前进挡，离合器K2以及换挡元件S3接入右侧的位置中，S5接入左侧的位置中以及S6接入左侧的位置中。其他换挡元件在中立位置中。
[0076]为了实现第十二前进挡，离合器Kl以及换挡元件S4和S6接入左侧的位置中。其他换挡元件在中立位置中。
[0077]为了实现第一倒挡Rl，离合器K2以及换挡元件S3接入左侧的位置中，S5接入左侧的位置中以及S6接入右侧的位置中。其他换挡元件在中立位置中。
[0078]为了实现第二倒挡R2，离合器K2以及换挡元件S3接入左侧的位置中，S5接入右侧的位置中以及S6接入左侧的位置中。其他换挡元件在中立位置中。
【主权项】
1.一种用于机动车、尤其载货车的动力传动系的能在全负荷下换挡的双离合变速器(I)，所述双离合变速器具有在所述动力传动系的驱动侧(AN)上的驱动轴(ANW)和在从动侧(AB)上的从动轴(ABW)，所述双离合变速器还包括双离合器(6)、主变速器组件(HG)和后联接组(NG)，所述后联接组具有多个传递元件、优选正齿轮和换挡元件， -其中所述双离合器(6)包括两个能切换的离合器(ΚΙ，K2)， -其中所述主变速器组件(HG)包括:两个子变速器(2，3)，所述子变速器各分配有一个输入轴(4，5)，并且所述子变速器分别具有至少一个齿轮平面;输出轴(10)和两个平行地彼此错开设置的第一和第二中间轴(VWl，VW2)， -其中能够借助于所述离合器(ΚΙ，K2)将驱动侧AN分别与所述子变速器(2，3)的输入轴(4，5)耦联， -其中所述后联接组(NG)构成为调速组(8)，所述调速组具有行星齿轮传动组件(PG)、输入轴(U)、输出轴和齿轮平面(VI)，其中所述行星齿轮传动组件(PG)包括:抗扭地设置在所述输入轴(11)上的太阳轮(31);具有行星齿轮(32a)的行星齿轮架(32)，所述行星齿轮架能经由换挡元件(S6)耦联到所述输出轴上;和齿圈(33)，所述齿圈能经由换挡元件(S6)耦联到所述输出轴上，并且其中所述齿轮平面(VI)在输入侧上配属于所述输入轴(11)并且具有抗扭地与所述行星齿轮架(32)连接的正齿轮(13)，所述正齿轮与设置在所述第一中间轴(VW2)上的活动轮(27)有效连接，其中所述活动轮(27)构成为能经由换挡元件(S5)耦联到所述中间轴(VW2)上，并且其中所述行星齿轮传动组件(PG)的所述太阳轮(31)与抗扭地设置在所述主变速器组件(HG)的所述输出轴(10)上的固定轮(24)连接，所述固定轮与设置在所述第二中间轴(VWl)上的固定轮(25)有效连接并且所述固定轮与设置在所述第一中间轴(VW2)上的活动轮(26)有效连接，其中所述活动轮(26)构成为能经由所述换挡元件(S5)耦联到所述中间轴(VW2)上，并且其中所述输入轴(11)与所述输出轴(1)抗扭地有效连接，并且所述输出轴(10)经由所述太阳轮(31)且经由所述行星齿轮(32a)与所述行星齿轮架(PT)有效连接并且构成为能经由所述换挡元件(S4)与所述输入轴(4)耦联，并且其中所述输出轴与所述行星齿轮架(PT)抗扭地连接且与所述从动轴(ABW)抗扭地连接。2.根据权利要求1所述的用于机动车的动力传动系的能在全负荷下换挡的双离合变速器(I)，其中所述双离合变速器(I)具有四个输入齿轮平面(I，II，III，IV)，其中每个子变速器(2，3)各分配有两个输入齿轮平面。3.根据权利要求1或2所述的用于机动车的动力传动系的能在全负荷下换挡的双离合变速器(I)，其中所述双离合变速器(I)具有两个输出齿轮平面(V，VI)。4.根据上述权利要求中任一项所述的用于机动车的动力传动系的能在全负荷下换挡的双离合变速器(I)，其中所述双离合变速器(I)具有用于子变速器(2)的输出齿轮平面和用于子变速器(3)的两个输出齿轮平面。5.根据上述权利要求中任一项所述的用于机动车的动力传动系的能在全负荷下换挡的双离合变速器(I)，其中所述双离合变速器(I)分配有子变速器(3)的输出齿轮平面和所述后联接组NG的齿轮平面(VI)。6.根据上述权利要求中任一项所述的用于机动车的动力传动系的能在全负荷下换挡的双离合变速器(I)，其中所述中间轴(VWl，VW2)相对于所述输入轴(4，5)或所述输出轴(10)不等距地设置。7.根据上述权利要求中任一项所述的用于机动车的动力传动系的能在全负荷下换挡的双离合变速器(I)，其中所述第一齿轮平面和第二齿轮平面(I，11)作为输入齿轮平面配属于所述第一子变速器(3)，并且所述第一齿轮平面(I)包括抗扭地设置在所述输入轴(5)上的固定轮(14)、能转动地设置在所述中间轴VWl上的活动轮(15)和能转动地设置在所述中间轴VW2上的活动轮(16)，并且所述第二齿轮平面(II)包括抗扭地设置在所述输入轴(5)上的固定轮(17)、能转动地设置在所述中间轴VWl上的活动轮(18)和能转动地设置在所述中间轴VW2上的活动轮(19)，并且其中在活动轮(16)和活动轮(19)之间设置有换挡元件(S3)，并且其中在活动轮(15)和活动轮(18)之间设置有换挡元件(SI)。8.根据上述权利要求中任一项所述的用于机动车的动力传动系的能在全负荷下换挡的双离合变速器(I)，其中所述第三齿轮平面和第四齿轮平面(III，IV)作为输入齿轮平面配属于所述子变速器(2)，其中所述第三齿轮平面(III)包括抗扭地设置在所述输入轴(4)上的固定轮(20)和能转动地设置在所述中间轴(VWl)上的活动轮(21)，并且所述第四齿轮平面(IV)包括抗扭地设置在所述输入轴(4)上的固定轮(22)和能转动地设置在所述中间轴(VWl)上的活动轮(23)，并且其中在所述活动轮(21)和所述活动轮(23)之间在所述中间轴(VWl)上设置有换挡元件(S2)。
【文档编号】F16H3/08GK106068402SQ201580009021
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2015年2月17日 公开号201580009021.2, CN 106068402 A, CN 106068402A, CN 201580009021, CN-A-106068402, CN106068402 A, CN106068402A, CN201580009021, CN201580009021.2, PCT/2015/53320, PCT/EP/15/053320, PCT/EP/15/53320, PCT/EP/2015/053320, PCT/EP/2015/53320, PCT/EP15/053320, PCT/EP15/53320, PCT/EP15053320, PCT/EP1553320, PCT/EP2015/053320, PCT/EP2015/53320, PCT/EP2015053320, PCT/EP201553320
【发明人】托马斯·冈波尔德斯贝格尔, 克里斯蒂安·朗申勒纳, 马库斯·潘胡贝尔
【申请人】工程中心斯太尔有限两合公司