用於機動車的雙離合變速器的製作方法

2023-05-20 18:01:36

本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的用於機動車的雙離合變速器。

背景技術：

這種雙離合變速器除效率高外還具有如下優點，即其在無牽引力中斷的情況下特別是能自動切換，其中在未激活的子變速器中已經可以預選變速級，然後通過轉換可動力切換的離合器來激活該變速級。在此，藉助於相應的齒輪組將奇數的擋位(1、3、5、等)定位在一個子變速器中，耦數的擋位(2、4、6、等)定位在另一子變速器中，齒輪組例如通過同步接合裝置與相應的輸入軸或輸出軸傳動連接。

雙離合變速器的軸向長度取決於齒輪組或齒輪平面的數量，該齒輪組或齒輪平面沿軸向方向前後相繼地布置在雙離合變速器中。齒輪平面中的每個都由至少兩個固定齒輪和/或浮動齒輪構成。切換元件布置在齒輪平面之間，在操縱該切換元件時可以切換出前進擋和倒車擋。

這種雙離合變速器具有能通過切換元件切換的齒輪組，這些齒輪組尤其形成恰好八個齒輪平面。齒輪平面分別被配設給第一子變速器和第二子變速器。子變速器中的每個各具有一個輸入軸以及具有一個公共的輸出軸。彼此同軸的輸入軸能分別通過可動力切換的離合器交替地激活，其中為第一子變速器配設耦數的前進擋以及為第二子變速器配設奇數的前進擋，所述前進擋可以在擋位切換時通過切換元件切換出。該雙離合變速器還具有中間齒輪平面，該中間齒輪平面可以或者切換到第一子變速器上，也可以或者切換到第二子變速器上。

文獻de102012004096a1公開了一種雙離合變速器，其中倒車擋由兩個在公共的倒車擋軸上布置的倒擋齒輪形成。

技術實現要素：

本發明的目的是，提供一種雙離合變速器，使得具有在構造方面有利的結構的同時在功能性(切換策略)和變速級設計方面還具有較大的自由度。

上述目的由權利要求1的特徵實現。從屬權利要求的主題是本發明的特別優選的實施方式和方案。

根據權利要求1的特徵部分，為了形成倒車擋設置有布置在公共的倒車擋軸上的兩個倒擋齒輪。第一倒擋齒輪可以與子變速器之一的齒輪平面耦合，而第二倒擋齒輪可以與中間齒輪平面耦合。在切換到倒車擋時，力矩流可以從激活的子變速器的齒輪平面經由第一倒擋齒輪、倒車擋軸和第二倒擋齒輪傳遞到中間齒輪平面並進一步傳遞到輸出軸上。

以這種方式可以取消單獨的、具有僅一個倒擋齒輪的倒車擋齒輪平面或倒車擋齒輪組。取而代之，通過倒車擋軸和兩個倒擋齒輪使兩個本就存在的齒輪平面彼此傳動連接，從而除了常規的前進擋外，還可以實現倒車擋。通過取消單獨的倒車擋齒輪組可以或者縮短變速器的結構長度，或者在該位置提供另外的前進擋。

在技術應用中，第一倒擋齒輪作為浮動齒輪以可轉動的方式支承在倒車擋軸上並可以利用倒車擋切換元件se-h與倒車擋軸耦合。第二倒擋齒輪可以作為固定齒輪以不能相對轉動的方式布置在倒車擋軸上。

在與齒輪平面的簡單的傳動連接方面，第一倒擋齒輪可以與第一子變速器的齒輪平面re-2的在第一輸入軸上支承的驅動側齒輪嚙合，而第二倒擋齒輪與中間齒輪平面的在輸出軸上支承的輸出側齒輪嚙合。

齒輪平面re-2的驅動側齒輪能以不能相對轉動的方式布置在第一子變速器的驅動側空心軸上。第一子變速器的驅動側空心軸以能轉動的方式同軸地支承在第一輸入軸上並可以通過切換元件se-c與第一輸入軸連接。

中間齒輪平面的輸出側齒輪可以作為浮動齒輪支承在輸出軸上並可以通過切換元件se-g與輸出軸傳動耦合。在這種情況下，可以通過對切換元件se-c、se-h和se-g的切換來形成倒車擋。

中間齒輪平面可以沿軸向方向直接相鄰於第一子變速器。在這種情況下，中間齒輪平面可以或者藉助於切換元件se-d與第一子變速器耦合，或者能藉助於切換元件se-b與第二子變速器耦合。

另選和/或附加於上述的發明內容，可以切換到兩個子變速器上的中間齒輪平面通過其驅動側齒輪浮動地支承在第二輸入軸上並可以藉助於上述的切換元件se-d與第一子變速器的驅動側空心軸耦合。沿軸向方向與切換元件se-d相對，中間齒輪平面的驅動側齒輪可以利用另一切換元件se-b與第二子變速器耦合。

在技術實施方案中，具有上述的切換元件se-c的第一輸入軸包括恰好一個沿軸向方向在兩側可切換的切換元件(例如雙重同步接合裝置)。藉助於第一切換元件se-c使第一輸入軸與第一子變速器的齒輪平面耦合或與之脫耦。第二輸入軸也可以相應地具有恰好一個、沿軸向方向在兩側可切換的切換元件se-a(例如雙重同步接合裝置)，利用該切換元件可以使第二輸入軸與第二子變速器的齒輪平面耦合。

藉助於布置在第一子變速器中的切換元件se-c可以或者使第一齒輪平面的在第一輸入軸上支承的驅動側的浮動齒輪與第一輸入軸耦合，或者使第一子變速器的已經提到的驅動側空心軸與第一輸入軸耦合。在第一輸入軸上以可轉動的方式支承的驅動側空心軸可以帶有至少一個、優選兩個驅動側的固定齒輪，它們分別被配設給第二齒輪平面和第三齒輪平面。

此外，在第一子變速器的驅動側空心軸上也可以浮動支承第四齒輪平面的驅動側齒輪。為了與驅動側空心軸傳動連接，該空心軸可以具有上述的切換元件se-d，利用該切換元件可以使第四齒輪平面的浮動支承的驅動側齒輪與空心軸耦合。

第二輸入軸直接帶有的切換元件se-a優選沿軸向方向在兩側可切換(例如雙重同步接合裝置)。在這種情況下，沿軸向方向在第二子變速器中的第二切換元件的兩側分別可以布置第八齒輪平面的在第二輸入軸上支承的驅動側的浮動齒輪和在第二輸入軸上同軸地支承的空心軸。第二子變速器的驅動側空心軸和第八齒輪平面的上述浮動齒輪可以(通過切換元件se-a)交替地與第二輸入軸耦合。第二子變速器的空心軸可以優選帶有第七齒輪平面的驅動側的固定齒輪以及第六齒輪平面的驅動側的浮動齒輪。為了切換第六齒輪平面的驅動側的浮動齒輪，空心軸可以通過另一切換元件se-b與第六齒輪平面的驅動側的浮動齒輪耦合。在一優選的變型方案中，藉助於切換元件se-b可以附加地將能切換到兩個子變速器上的中間齒輪平面的驅動側的、浮動支承的齒輪耦合到第二子變速器的空心軸上。

在技術實施方案中，輸出軸與輸入軸和倒車擋軸軸線平行地布置。第一子變速器中的第一齒輪平面和第二齒輪平面的輸出側齒輪優選可以以不能相對轉動的方式布置在輸出側的空心軸上，該空心軸以能轉動的方式同軸地支承在輸出軸上。輸出軸還可以具有切換元件se-f，藉助於該切換元件可以在第一子變速器中使輸出側的空心軸或第三齒輪平面的輸出側齒輪交替地與輸出軸耦合。

與第一子變速器中類似地，在第二子變速器中第七齒輪平面和第八齒輪平面的輸出側齒輪可以以不能相對轉動的方式布置在空心軸上，該空心軸以能轉動的方式同軸地支承在輸出軸上。在第二子變速器中，在輸出軸上以可轉動的方式支承的空心軸可以藉助於單側的第六切換元件se-e與輸出軸耦合。

在一種變型方案中，可切換到兩個子變速器上的中間齒輪平面re-5的輸出側齒輪可以作為固定齒輪以不能相對轉動的方式布置在輸出軸上。在這種情況下，該中間齒輪平面在行駛運行中持續地連帶轉動並在可能情況下過早地使轉動支承件磨損。在這個背景下，第五齒輪平面的輸出側齒輪也可以浮動地支承在輸出軸上，並可以通過切換元件se-g耦合在輸出軸上。

中間齒輪平面或中間齒輪組re-5優選地可以至少形成子變速器的第3前進擋，該第3前進擋可以選擇性地間接或直接地與一個或另一子變速器a、b的輸入軸傳動連接。由此，除了得出常規的切換策略外還得出如下變型，其中可以從第1擋牽引力無中斷地切換到第3擋並在必要時從第3擋牽引力無中斷地切換到第5擋。

如果在相應的傳動技術方面的設計中還將所述齒輪組連接到第1前進擋的功率流中，則還可以變換子變速器，由此對於功能性提供了附加的自由度。

最後，在傳動技術方面的成本儘可能低的情況下，十二個前進擋可以藉助於五個雙重接合裝置和一個單一接合裝置切換，其中四個雙重接合裝置定位在子變速器的兩個同軸地布置的輸入軸上，一個雙重接合裝置以及一個單一接合裝置定位在公共的輸出軸上。

附圖說明

下面根據附圖詳細說明本發明的實施例。附圖示出：

圖1示出用於機動車的具有兩個子變速器的變速器的框圖，這兩個子變速器可以通過兩個可動力切換的離合器激活，所述變速器具有12個可切換的前進擋，其中該變速器的一個齒輪組可以用於兩個子變速器；和

圖2示出根據圖1的變速器的切換陣列。

具體實施方式

圖1示出用於機動車的變速器或者說雙離合變速器20，藉助於該變速器可以在八個齒輪平面中或者說以八個齒輪組re-1至re-8切換出十二個前進擋1至12。齒輪平面re-1至re-8中的每個都由與輸入軸22、23同軸的驅動側齒輪和與輸出軸24同軸的輸出側齒輪構成。

變速器20具有兩個例如與內燃機(未示出)和扭轉減振器21傳動連接的並能通過兩個可動力切換的離合器k1、k2交替地耦合的輸入軸22、23，所述輸入軸中的輸入軸22是空心軸，第二輸入軸23貫穿該空心軸。轉動支承件和對應的變速器殼體未示出。

齒輪組或齒輪平面re-1至re-8以已知的方式通過可切換的浮動齒輪和通過固定齒輪以下文描述的方式布置在輸入軸22、23上和公共的輸出軸24上，其中齒輪組re-1至re-4形成第一子變速器a，齒輪組re-5至re-8形成第二子變速器b。

子變速器b的齒輪組re-5所具有的、輸出軸24上的固定齒輪38以及輸入軸23上的可切換的浮動齒輪26軸向緊鄰子變速器a布置，從而能夠通過切換接合裝置se-d使其浮動齒輪27與子變速器a耦合、或者通過切換接合裝置se-b使其浮動齒輪與子變速器b耦合。

通常的齒輪組的布置結構是：在僅八個齒輪組re-1至re-8的情況下可以實現12個前進擋，其中:

-re-1的浮動齒輪27以不能相對轉動的方式布置在輸入軸22上，re-1的固定齒輪28以不能相對轉動的方式布置在與輸出軸24同軸地支承的空心軸29上；

-re-2的固定齒輪30通過空心軸31支承在輸入軸22上，對應的固定齒輪32同樣以不能相對轉動的方式布置在空心軸29上；

-浮動齒輪27和空心軸31能藉助於切換接合裝置se-c交替地與輸入軸22耦合；

-re-3的固定齒輪33布置在空心軸31上，而re-3的浮動齒輪34或空心軸29能通過切換接合裝置se-f交替地與輸出軸24耦合；

-齒輪組re-4的浮動齒輪35也支承在空心軸31上，浮動齒輪35與輸出軸24上的固定齒輪36嚙合；

-齒輪組re-5的浮動齒輪37軸向緊鄰於齒輪組re-4的浮動齒輪35支承在子變速器b的中央輸入軸23上，該浮動齒輪37與輸出軸24上的另外的固定齒輪38嚙合；

-兩個浮動齒輪35、37能通過另一切換接合裝置se-d交替地與輸入軸22上的空心軸31耦合；

-此外浮動齒輪37能通過第二切換接合裝置se-b與支承在輸入軸23上的空心軸41耦合，其中空心軸41帶有齒輪組re-6的浮動齒輪39，該浮動齒輪39同樣能通過切換接合裝置se-b耦合在空心軸41上；

-齒輪組re-6的浮動齒輪39與輸出軸24上的另一固定齒輪40嚙合；

-空心軸41還具有齒輪組re-7的固定齒輪43，該固定齒輪43與以能轉動的方式支承在輸出軸24上的空心軸44上的固定齒輪42嚙合；

-輸入軸23上的空心軸41還可以通過切換接合裝置se-a與輸入軸23連接，其中切換接合裝置se-a使齒輪組re-8的浮動齒輪45交替地耦合在輸入軸23上；

-齒輪組re-8的固定齒輪46與re-7的固定齒輪42類似地布置在空心軸44上，其中空心軸44能通過單一性的切換接合裝置se-e與輸出軸24連接。

切換接合裝置se-c、se-f、se-d、se-b和se-a可以實施為已知的並在變速器中常見的雙重同步接合裝置(具有切換接合套的在圖1中向左(li)或向右(re)的位置)，切換接合裝置se-e實施為單一性的同步接合裝置(切換位置li)，通過相應的電/液壓操縱的致動器以電控的方式從中間位置(如圖所示)起切換該切換接合裝置。

離合器k1、k2可以是可液壓地動力切換的膜片式離合器，該膜片式離合器以交替地操縱的方式根據擋位的相應預選使子變速器a或b耦合到驅動力流中。

前進擋1至12(可能存在的倒車擋由於簡單性的原因未畫出)可以根據切換陣列圖(圖2)切換，其中相應切換的擋位(g)1至12在陣列的左列說明。十字(x)表示連接到相應的力流中的齒輪組re-1至re-8，標記(li)或(re)表示相應的切換接合裝置se-的切換位置。要注意的是：在g列中兩次給出擋位1和3，這是因為這兩個擋位可以選擇性地通過子變速器b(離合器k1)或子變速器a(離合器k2)切換。

常規的切換順序可以相應為1–2–3–4–5等，其中第1擋通過離合器k1(子變速器b)實現，其它擋位通過交替地接合離合器k2、k1、k2……來實現。在離合器分離的子變速器中，可以如已知的那樣預選下一個擋位，由此離合器k1、k2間的轉換可以在無牽引力中斷的情況下進行切換。

在改變的切換順序中，在不中斷牽引力的情況下可以跳過第2擋，必要時也可以跳過第4擋，其中在通過離合器k1或k2(子變速器a或b)在相應連接齒輪組re-1至re-8的情況下控制第1擋中的力流和切換接合裝置se(見陣列圖)的位置。由此，能夠提前預選第3擋和可能的第5擋，並通過轉換可動力切換的離合器可在無牽引力中斷的情況下將其激活。

因此，除了雙離合變速器20的常規的切換順序外，還可以控制以k2、k1、k2、k1、k2等順序的改變的切換順序1–3–4–5–6等或以k1、k2、k1、k2等順序的切換順序1–3–5–6等，其中根據機動車的運行數據和行駛參數可以通過電子的變速器控制裝置預先規定和/或人工設置切換順序。

如從圖2的切換陣列中進一步已知，將前進擋3至8以及11和12設計為徑直擋，其中有恰好一個齒輪平面連接到力矩流中。與此不同，前進擋1、2和9以及10不作為徑直擋，而是實現為曲徑擋，其中藉助於切換元件se-a至se-g將恰好三個齒輪平面以串聯的組合方式接入力矩流中。例如，在第一前進擋(曲徑擋)中，第八齒輪平面re-8、第七齒輪平面re-7和第五齒輪平面re-5接入力矩流中。在第二前進擋(曲徑擋)中，第一齒輪平面re-1、第二齒輪平面re-2和第三齒輪平面re-3接入力矩流中。在第九前進擋(曲徑擋)，第八齒輪平面re-8、第七齒輪平面re-7和第六齒輪平面re-6接入力矩流中。在接入第10前進擋(曲徑擋)時，第一齒輪平面re-1、第二齒輪平面re-2和第四齒輪平面re-4接入力矩流中。

為了提供相應的曲徑前進擋1、2和9以及10要接入的三個齒輪平面或者完全地配設給第一子變速器，或者完全地配設給第二子變速器b。就是說，在接入曲徑前進擋時僅將包括三個曲徑齒輪平面的子變速器連接到被接入的擋位的力矩流中，而其它子變速器完全與力矩流脫耦。

為了形成倒車擋r，橋接兩個子變速器a、b的倒車擋軸50與輸入軸22、23和輸出軸24軸線平行地支承在雙離合變速器的未示出的變速器殼體中。倒車擋軸50帶有兩個倒擋齒輪51、53，倒擋齒輪中的第一倒擋齒輪51與第二齒輪平面re-2的驅動側齒輪30嚙合，第二倒擋齒輪53與第五齒輪平面re-5的驅動側齒輪37嚙合。

與子變速器a的第二齒輪平面re-2共同作用的第一倒擋齒輪51實施為浮動齒輪並可藉助於單側可切換的切換元件se-h耦合在倒車擋軸50上。而與第五齒輪平面re-5共同作用的倒擋齒輪53實施為固定齒輪。

倒車擋r以如下方式被激活，即在圖1中第一輸入軸22所帶有的切換元件se-c被向左切換到第一齒輪平面re-1的驅動側齒輪30上。此外，切換元件se-h向左切換到第一倒擋齒輪51上，使中間齒輪平面re-5的輸出側齒輪38通過切換元件se-g與輸出軸24耦合。倒車擋r因此是曲徑擋，其中力矩流在分離離合器k2接合的情況下通過空心的輸入軸22和第二齒輪平面re-2的驅動側齒輪30延伸到第一倒擋齒輪51上，並進一步通過倒車擋軸50以及第二倒擋齒輪53延伸到中間齒輪平面re-5的輸出側齒輪38上。