用于机动车的双离合变速器的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于机动车的双离合变速器。

背景技术：

这种双离合变速器除效率高外还具有如下优点，即其在无牵引力中断的情况下特别是能自动切换，其中在未激活的子变速器中已经可以预选变速级，然后通过转换可动力切换的离合器来激活该变速级。在此，借助于相应的齿轮组将奇数的挡位(1、3、5、等)定位在一个子变速器中，耦数的挡位(2、4、6、等)定位在另一子变速器中，齿轮组例如通过同步接合装置与相应的输入轴或输出轴传动连接。

双离合变速器的轴向长度取决于齿轮组或齿轮平面的数量，该齿轮组或齿轮平面沿轴向方向前后相继地布置在双离合变速器中。齿轮平面中的每个都由至少两个固定齿轮和/或浮动齿轮构成。切换元件布置在齿轮平面之间，在操纵该切换元件时可以切换出前进挡和倒车挡。

这种双离合变速器具有能通过切换元件切换的齿轮组，这些齿轮组尤其形成恰好八个齿轮平面。齿轮平面分别配设给第一子变速器和第二子变速器。子变速器中的每个各具有一个输入轴以及具有一个公共的输出轴。彼此同轴的输入轴能分别通过可动力切换的离合器交替地激活，其中为第一子变速器配设耦数的前进挡以及为第二子变速器配设奇数的前进挡，所述前进挡可以在挡位切换时通过切换元件切换出。借助于齿轮平面可以切换出至少一个曲径前进挡，在该曲径前进挡中借助于切换元件将恰好三个齿轮平面以串联组合的方式接入贯穿双离合变速器的力矩流中。

技术实现要素：

本发明的目的是，提供一种双离合变速器，使得具有在构造方面有利的结构的同时在功能性(切换策略)和变速级设计方面还具有较大的自由度。

上述目的通过权利要求1的特征实现。本发明的有利的改进方案在从属权利要求中公开。

根据权利要求1的特征部分，为了提供上述的曲径前进挡而接入的三个齿轮平面或者全部属于第一子变速器、或者全部属于第二子变速器。就是说，在切换出曲径前进挡时，仅将具有三个曲径齿轮平面的那个子变速器连接到力矩流中。而另一子变速器完全与力矩流脱耦。因此在切换出曲径前进挡时，不使两个子变速器彼此耦合，从而未激活的那个子变速器总是可以不受限制地用于所有的预选可能性。

优选地，对于所有的、双离合变速器中可切换出的曲径前进挡，都可以或者完全地切换第一子变速器中的三个齿轮平面，或者完全地切换第二子变速器中的三个齿轮平面。

附加地，每个齿轮平面都可以提供一个径直挡，其中将恰好一个齿轮平面接入贯穿激活的子变速器的力矩流中。在以这种方式设计的双离合变速器中，齿轮平面除了提供曲径挡外还提供径直挡。因此齿轮平面形成径直前进挡和曲径前进挡的双重功能。与径直前进挡不同，不为相应的曲径前进挡配设独有的齿轮平面。这样，尽管存在多个可切换的前进挡也沿轴向方向减小了变速器结构长度。

优选可以如此设计变速器结构，使得在总共八个齿轮平面的情况下可以切换出总共四个曲径前进挡。在曲径前进挡的提供方面，优选地，变速器的所有的齿轮平面都可以至少一次地作为曲径齿轮平面被接入力矩流中。

为切换出前进挡，在紧凑的变速器结构中可以设置恰好五个沿轴向方向在两侧可切换的切换元件，即se-a、se-b、se-d、se-c和se-f。还可以设置至少一个在单侧可切换的切换元件se-g。在五个在两侧可切换的切换元件中有恰好四个切换元件、即se-a、se-b、se-d和se-c可以与输入轴的输入轴线同轴地布置。在这种情况下，恰好一个在两侧可切换的切换元件se-f可以布置在输出轴上。变速器结构在此可以如此设计，优选可以对切换元件se-a至se-f中的恰好两个进行操纵以进行前进挡的挡位设置。

在技术应用中，双离合变速器的每个输入轴都可以具有恰好一个在两侧可切换的切换元件(例如双重同步接合装置)。借助于第一切换元件se-c使第一输入轴与第一子变速器的第一齿轮平面至第四齿轮平面耦合或与之脱耦。而借助于第二切换元件使第二输入轴与第二子变速器的第五齿轮平面至第八齿轮平面耦合或与之脱耦。

在这种情况下，两个同轴的输入轴不再带有固定齿轮，而是仅带有第一切换元件和第二切换元件这两个元件。由此，输入轴与上述的现有技术相比可以显著节省材料地设计。此外借助于第一切换元件se-c和第二切换元件se-a可以使在相应激活的子变速器中的齿轮平面至少部分地与力矩流脱耦(就是说保持不动)，由此可以减小激活的子变速器的惯性矩。这使得切换过程中的切换时间缩短或使切换过程所需的能耗降低。

布置在第一子变速器中的第一切换元件se-c可以或者耦合在第一齿轮平面的在第一输入轴上支承的驱动侧的浮动齿轮上，或者耦合在同轴地支承在第一输入轴上的空心轴上。在第一输入轴上以可转动的方式支承的、驱动侧空心轴可以带有至少一个、优选两个驱动侧的固定齿轮，其分别被配设给第二齿轮平面和第三齿轮平面。

在技术应用中，第四齿轮平面的驱动侧齿轮也可以浮动支承在第一子变速器的驱动侧空心轴上。第四齿轮平面驱动侧齿轮可以通过第三切换元件se-d耦合在空心轴上。

在本发明的一种变型方案中，为第二子变速器配设沿轴向方向与第一子变速器紧邻的第五齿轮平面。该第五齿轮平面可以具有驱动侧齿轮，该驱动侧齿轮以能转动的方式支承在第二输入轴上，并优选能借助于上述第三切换元件se-d耦合在第一子变速器的驱动侧空心轴上。以这种方式可以将第五齿轮平面或者切换到第一子变速器上、或者切换到第二子变速器上。

如上所述，第二输入轴同样可以带有恰好一个第二切换元件se-a，该第二切换元件例如设计为双重同步接合装置。在这种情况下，沿轴向方向在第二子变速器中的第二切换元件的两侧分别可以布置第八齿轮平面的在第二输入轴上支承的驱动侧的浮动齿轮和在第二输入轴上同轴地支承的驱动侧空心轴。驱动侧空心轴和第八齿轮平面的上述浮动齿轮可以(通过第二切换元件se-a)交替地与第二输入轴耦合。第二子变速器的驱动侧空心轴可以优选带有第七齿轮平面的驱动侧的固定齿轮以及第六齿轮平面的驱动侧的浮动齿轮。为了切换第六齿轮平面的驱动侧的浮动齿轮，驱动侧空心轴可以具有第四切换元件se-b，通过第四切换元件可以在第二子变速器中使第六齿轮平面的浮动支承的驱动侧齿轮与空心轴耦合。在一优选的变型方案中，可以借助于上述第四切换元件se-b附加地将能切换到两个子变速器上的第五齿轮平面的驱动侧的、浮动支承的齿轮耦合到第二子变速器的驱动侧空心轴上。

在技术应用中，输出轴与输入轴轴线平行地布置。第一子变速器中的第一齿轮平面和第二齿轮平面的输出侧齿轮优选可以以不能相对转动的方式布置在空心轴上，该空心轴以能转动的方式在输出轴上同轴地支承。输出轴还可以具有第五切换元件se-f，借助于第五切换元件可以在第一子变速器中使空心轴或第三齿轮平面的输出侧齿轮交替地与输出轴耦合。

与第一子变速器中类似地，在第二子变速器中第七齿轮平面和第八齿轮平面的输出侧齿轮可以以不能相对转动的方式布置在输出侧空心轴上，该空心轴同轴地以能转动的方式支承在输出轴上。在第二子变速器中，在输出轴上以可转动的方式支承的空心轴可以借助于单侧的第六切换元件se-e与输出轴耦合。

在一种变型方案中，可切换到两个子变速器上的第五齿轮平面的输出侧齿轮可以作为固定齿轮以不能相对转动的方式布置在输出轴上。在这种情况下，第五齿轮平面在行驶运行中持续地连带转动并在可能情况下过早地使转动支承件磨损。在这个背景下，第五齿轮平面的输出侧齿轮也可以浮动地支承在输出轴上，并可以通过第七切换元件se-g耦合在输出轴上。

如上所述，子变速器的至少一个齿轮组、即第五齿轮平面可以通过切换元件与其它的子变速器耦合。由此，能够以低传动技术成本、在不放弃牵引力无中断的机动车加速性能优点的情况下跳过至少一个前进挡，例如由奇数的前进挡，无延迟地切换到下一个奇数的前进挡。特别是在机动车强动力性以及有限的行驶条件下，这可以在行驶运行中实现改善的、无切换延迟的加速过程并可能实现改善的效率。

该齿轮组特别优选地可以至少形成子变速器的第3前进挡，该第3前进挡可以选择性地间接或直接地与一个或另一子变速器a、b的输入轴传动连接。由此除了得出常规的切换策略外还得出如下变型，其中可以从第1挡牵引力无中断地切换到第3挡并在必要时从第3挡牵引力无中断地切换到第5挡。

如果在相应的传动技术方面的设计中还将所述齿轮组连接到第1前进挡的功率流中，则还可以变换子变速器，由此对于功能性提供了附加的自由度。

在本发明的一种优选实施方式中，可切换到两个子变速器上的齿轮组的固定齿轮可以布置在变速器的公共的输出轴上，而对应的、可切换的浮动齿轮在控制技术方面可以简单地与子变速器a的切换元件se-d或与子变速器b的切换元件se-b耦合。切换元件在此可以是双重接合装置，借助于该双重接合装置可以切换一个子变速器的齿轮组或另一子变速器的齿轮组。

在本发明的一种有利的变型方案中，在12挡变速器中可以通过多次使用齿轮组而仅使用八个挡位平面，其中一个子变速器的公用的齿轮组紧邻于另一子变速器布置。因此变速器可以在结构较短的情况下以尽可能少的切换元件和挡位调节装置实施。

另外，两个子变速器的多个齿轮平面或挡位平面的固定齿轮可以固定在公共的空心轴上，该空心轴以能转动的方式支承在公共的输出轴上以及能通过切换接合装置(即切换元件)与输出轴耦合。

另外，挡位平面的其它固定齿轮也可以布置在空心轴上，该空心轴支承在一个子变速器的输入轴上，并能借助于切换接合装置与另一子变速器的上述齿轮组耦合。

最后，在传动技术方面的成本尽可能低的情况下，十二个前进挡可以借助于五个切换元件、例如双重接合装置和一个单一接合装置切换，其中四个双重接合装置定位在子变速器的两个同轴地布置的输入轴上，一个双重接合装置以及一个单一接合装置定位在公共的输出轴上。

附图说明

下面根据附图详细说明本发明的实施例。附图示出：

图1示出用于机动车的具有两个子变速器的变速器的框图，这两个子变速器可以通过两个可动力切换的离合器激活，所述变速器具有12个可切换的前进挡，其中该变速器的一个齿轮组可以用于两个子变速器；和

图2示出根据图1的变速器的切换阵列。

具体实施方式

图1示出用于机动车的变速器或者说双离合变速器20，借助于该变速器可以在八个齿轮平面中或者说以八个齿轮组re-1至re-8切换出十二个前进挡1至12。齿轮平面re-1至re-8中的每个都由与输入轴22、23同轴的驱动侧齿轮和与输出轴24同轴的输出侧齿轮构成。

变速器20具有两个例如与内燃机(未示出)和扭转减振器21传动连接的并能通过两个可动力切换的离合器k1、k2交替地耦合的输入轴22、23，所述输入轴中的输入轴22是空心轴，第二输入轴23贯穿该空心轴。转动支承件和对应的变速器壳体未示出。

齿轮组或齿轮平面re-1至re-8以已知的方式通过可切换的浮动齿轮和通过固定齿轮以下文描述的方式布置在输入轴22、23上和公共的输出轴24上，其中齿轮组re-1至re-4形成第一子变速器a，齿轮组re-5至re-8形成第二子变速器b。

子变速器b的齿轮组re-5所具有的、输出轴24上的固定齿轮38以及输入轴23上的可切换的浮动齿轮26轴向紧邻子变速器a布置，从而能够通过切换接合装置se-d使其浮动齿轮27与子变速器a耦合、或者通过切换接合装置se-b使其浮动齿轮与子变速器b耦合。

通常的齿轮组的布置结构是：在仅八个齿轮组re-1至re-8的情况下可以实现12个前进挡，其中:

-re-1的浮动齿轮27以不能相对转动的方式布置在输入轴22上，re-1的固定齿轮28以不能相对转动的方式布置在与输出轴24同轴地支承的空心轴29上；

-re-2的固定齿轮30通过空心轴31支承在输入轴22上，对应的固定齿轮32同样以不能相对转动的方式布置在空心轴29上；

-浮动齿轮27和空心轴31能借助于切换接合装置se-c交替地与输入轴22耦合；

-re-3的固定齿轮33布置在空心轴31上，而re-3的浮动齿轮34或空心轴29能通过切换接合装置se-f交替地与输出轴24耦合；

-齿轮组re-4的浮动齿轮35也支承在空心轴31上，浮动齿轮35与输出轴24上的固定齿轮36啮合；

-齿轮组re-5的浮动齿轮37轴向紧邻于齿轮组re-4的浮动齿轮35支承在子变速器b的中央输入轴23上，该浮动齿轮37与输出轴24上的另外的固定齿轮38啮合；

-两个浮动齿轮35、37能通过另一切换接合装置se-d交替地与输入轴22上的空心轴31耦合；

-此外浮动齿轮37能通过第二切换接合装置se-b与支承在输入轴23上的空心轴41耦合，其中空心轴41带有齿轮组re-6的浮动齿轮39，该浮动齿轮39同样能通过切换接合装置se-b耦合在空心轴41上；

-齿轮组re-6的浮动齿轮39与输出轴24上的另一固定齿轮40啮合；

-空心轴41还具有齿轮组re-7的固定齿轮43，该固定齿轮43与以能转动的方式支承在输出轴24上的空心轴44上的固定齿轮42啮合；

-输入轴23上的空心轴41还可以通过切换接合装置se-a与输入轴23连接，其中切换接合装置se-a使齿轮组re-8的浮动齿轮45交替地耦合在输入轴23上；

-齿轮组re-8的固定齿轮46与re-7的固定齿轮42类似地布置在空心轴44上，其中空心轴44能通过单一性的切换接合装置se-e与输出轴24连接。

切换接合装置se-c、se-f、se-d、se-b和se-a可以实施为已知的并在变速器中常见的双重同步接合装置(具有切换接合套的在图1中向左(li)或向右(re)的位置)，切换接合装置se-e实施为单一性的同步接合装置(切换位置li)，通过相应的电/液压操纵的致动器以电控的方式从中间位置(如图所示)起切换该切换接合装置。

离合器k1、k2可以是可液压地动力切换的膜片式离合器，该膜片式离合器以交替地操纵的方式根据挡位的相应预选使子变速器a或b耦合到驱动力流中。

前进挡1至12(可能存在的倒车挡由于简单性的原因未画出)可以根据切换阵列图(图2)切换，其中相应切换的挡位(g)1至12在阵列的左列说明。十字(x)表示连接到相应的力流中的齿轮组re-1至re-8，标记(li)或(re)表示相应的切换接合装置se-的切换位置。要注意的是：在g列中两次给出挡位1和3，这是因为这两个挡位可以选择性地通过子变速器b(离合器k1)或子变速器a(离合器k2)切换。

常规的切换顺序可以相应为1–2–3–4–5等，其中第1挡通过离合器k1(子变速器b)实现，其它挡位通过交替地接合离合器k2、k1、k2……来实现。在离合器分离的子变速器中，可以如已知的那样预选下一个挡位，由此离合器k1、k2间的转换可以在无牵引力中断的情况下进行切换。

在改变的切换顺序中，在不中断牵引力的情况下可以跳过第2挡，必要时也可以跳过第4挡，其中在通过离合器k1或k2(子变速器a或b)在相应连接齿轮组re-1至re-8的情况下控制第1挡中的力流和切换接合装置se(见阵列图)的位置。由此，能够提前预选第3挡和可能的第5挡，并通过转换可动力切换的离合器可在无牵引力中断的情况下将其激活。

因此，除了双离合变速器20的常规的切换顺序外，还可以控制以k2、k1、k2、k1、k2等顺序的改变的切换顺序1–3–4–5–6等或以k1、k2、k1、k2等顺序的切换顺序1–3–5–6等，其中根据机动车的运行数据和行驶参数可以通过电子的变速器控制装置预先规定和/或人工设置切换顺序。

如从图2的切换阵列中进一步已知，将前进挡3至8以及11和12设计为径直挡，其中有恰好一个齿轮平面连接到力矩流中。与此不同，前进挡1、2和9以及10不作为径直挡，而是实现为曲径挡，其中借助于切换元件se-a至se-g将恰好三个齿轮平面以串联的组合方式接入力矩流中。例如，在第一前进挡(曲径挡)中，第八齿轮平面re-8、第七齿轮平面re-7和第五齿轮平面re-5接入力矩流中。在第二前进挡(曲径挡)中，第一齿轮平面re-1、第二齿轮平面re-2和第三齿轮平面re-3接入力矩流中。在第九前进挡(曲径挡)，第八齿轮平面re-8、第七齿轮平面re-7和第六齿轮平面re-6接入力矩流中。在接入第10前进挡(曲径挡)时，第一齿轮平面re-1、第二齿轮平面re-2和第四齿轮平面re-4接入力矩流中。

为了提供相应的曲径前进挡1、2和9以及10要接入的三个齿轮平面或者完全地配设给第一子变速器，或者完全地配设给第二子变速器b。就是说，在接入曲径前进挡时仅将包括三个曲径齿轮平面的子变速器连接到被接入的挡位的力矩流中，而其它子变速器完全与力矩流脱耦。

为了形成倒车挡r，桥接两个子变速器a、b的倒车挡轴50与输入轴22、23和输出轴24轴线平行地支承在双离合变速器的未示出的变速器壳体中。倒车挡轴50带有两个倒挡齿轮51、53，倒挡齿轮中的第一倒挡齿轮51与第二齿轮平面re-2的驱动侧齿轮30啮合，第二倒挡齿轮53与第五齿轮平面re-5的驱动侧齿轮37啮合。

与子变速器a的第二齿轮平面re-2共同作用的第一倒挡齿轮51实施为浮动齿轮并可借助于单侧可切换的切换元件se-h耦合在倒车挡轴50上。而与第五齿轮平面re-5共同作用的倒挡齿轮53实施为固定齿轮。

倒车挡r以如下方式被激活，即在图1中第一输入轴22所带有的切换元件se-c被向左切换到第一齿轮平面re-1的驱动侧齿轮30上。此外，切换元件se-h向左切换到第一倒挡齿轮51上，使中间齿轮平面re-5的输出侧齿轮38通过切换元件se-g与输出轴24耦合。倒车挡r因此是曲径挡，其中力矩流在分离离合器k2接合的情况下通过空心的输入轴22和第二齿轮平面re-2的驱动侧齿轮30延伸到第一倒挡齿轮51上，并进一步通过倒车挡轴50以及第二倒挡齿轮53延伸到中间齿轮平面re-5的输出侧齿轮38上。