DE10013734A1 - Automatic group-load changing gearbox has synchronization and load change functions performed via rotary machine, gear wheels and couplings enabling various couplings, engagements - Google Patents

Automatic group-load changing gearbox has synchronization and load change functions performed via rotary machine, gear wheels and couplings enabling various couplings, engagements

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Abstract

The gearbox has synchronization and load changing functions performed via a rotary machine, input (1) and output (13) shafts, an arrangement of gear wheels and couplings enabling various couplings and engagements and a rotary motor (9) for producing a differential rotation. A mirror-image construction is used and several gearwheel-shaft-coupling units can be arranged in sequence to produce several series group gearings. Independent claims are included for the following: a) A method of changing gear involving a control program for the changeable components and; b) An arrangement with several group gears in series.

Description

Zusatz zur Patentanmeldung 199 01 414.0-14 (G1) und zu den Zusatzanmeldungen 199 21 064.0-14 (G2), 199 33 373.4-14 (G3), 199 62 854.8 (G4) und 100 01 602.2 (G5)Addendum to patent application 199 01 414.0-14 (G1) and additional applications 199 21 064.0-14 (G2), 199 33 373.4-14 (G3), 199 62 854.8 (G4) and 100 01 602.2 (G5)

Die Erfindung der Hauptanmeldung betrifft ein automatisches Schaltgetriebe mit Schaltung vorzugs­ weise über eine Vorgelegewelle, bei dem ein Planetensatz im Zusammenwirken mit einer Dreh­ maschine und einer Bremse die Funktion einer Reibkupplung (Anfahrkupplung) oder eines Dreh­ momentwandlers übernimmt, ein synchronisiertes Schalten der Gänge ohne weitere Synchronisations­ einrichtungen ermöglicht und in Verbindung mit einer (Klauen-)Kupplung als Gruppengetriebe wirkt. Werden zwei solcher Planetensätze benutzt, so ist in der unteren Gruppe der Gänge eine Schaltung der Gänge ohne Drehmomentunterbrechung möglich. Die Drehmaschine kann eine Elektromaschine oder z. B. ein Hydraulikmotor sein. Einsatzmöglichkeiten bestehen vorwiegend in Kraftfahrzeugen.The invention of the main application relates to an automatic transmission with preference shift wise about a countershaft, in which a planetary gear in cooperation with a rotation machine and a brake the function of a friction clutch (starting clutch) or a rotation torque converter takes over, a synchronized shifting of gears without further synchronization equipment enables and in conjunction with a (claw) clutch as a group transmission works. If two such planetary sets are used, there is one in the lower group of gears Gear shifting possible without torque interruption. The lathe can Electric machine or z. B. be a hydraulic motor. There are predominantly possible uses in motor vehicles.

Stand der TechnikState of the art

In der Patentschrift DE 41 02 202 C2 (D1) wird eine Getriebeanordnung beschrieben, bei der eine Brennkraftmaschine direkt mit dem Seitenzahnrad 11 eines Differentialgetriebes 10 verbunden ist. Das parallel dazu angeordnete Seitenzahnrad 12 ist über ein Stirnradgetriebe 24, 25 mit einem Elektromotor 5 verbunden. Die Ritzelzahnräder 13 und 14 führen über die Ritzelwelle 15 und über ein Stirnradgetriebe 16, 20 zu einem weiteren Getriebe 3. Das Differentialgetriebe 10 kann weder verblockt noch auf einer Seite (Seitenzahnrad 12) festgesetzt werden, so daß das Seitenzahnrad 12 bei angetriebenem Kraftfahrzeug immer das gleiche Drehmoment aufweisen muß wie das Seiten­ zahnrad 11, damit eine Drehmomentübertragung zur Ritzelwelle 15 hin erfolgen kann. Dieses Drehmoment muß damit permanent vom Elektromotor 5 geliefert werden. Die in der Beschreibung angegebene Funktion, daß während des Antriebsvorganges der Elektromotor als Generator dienen kann, führt zu dem Zustand, daß die Ritzelwelle 15 (nahezu) steht und das Seitenzahnrad 12 gegen­ über dem Seitenzahnrad 11 rückwärts dreht und so den Generator antreibt. Für die Fortbewegung des Fahrzeuges muß also vom Elektromotor 5 permanent ein Antriebsdrehmoment geliefert werden, was letztendlich schnell zum Entladen der Bordnetzbatterie führen wird.Patent specification DE 41 02 202 C2 (D1) describes a gear arrangement in which an internal combustion engine is connected directly to the side gear 11 of a differential gear 10 . The parallel side gear 12 is connected to an electric motor 5 via a spur gear 24 , 25 . The pinion gears 13 and 14 lead to a further gear 3 via the pinion shaft 15 and a spur gear 16 , 20 . The differential gear 10 can neither be blocked nor fixed on one side (side gear 12 ), so that the side gear 12 must always have the same torque as the side gear 11 when the motor vehicle is driven so that a torque transmission to the pinion shaft 15 can take place. This torque must therefore be permanently supplied by the electric motor 5 . The function specified in the description that the electric motor can serve as a generator during the driving process leads to the state that the pinion shaft 15 (almost) stands and the side gear 12 rotates backwards relative to the side gear 11 and thus drives the generator. For the locomotion of the vehicle, a drive torque must therefore be permanently supplied by the electric motor 5 , which will ultimately quickly lead to the discharge of the on-board electrical system battery.

In der Offenlegungsschrift DE 196 50 723 A1 (D2) wird ein Steuersystem für Fahrzeugantriebs­ einheiten vorgestellt, bei dem ein Motor-Generator 21 direkt mit dem Sonnenrad eines Planeten­ satzes 30 verbunden ist. Der Planetensatz kann über eine Kupplung 36 verblockt werden. Im Gegen­ satz zur vorliegenden Anmeldung benötigt die in D2 beschriebene Fahrzeugantriebseinheit eine Anfahrkupplung 31, das Sonnenrad des Planetensatzes 30 kann nicht festgesetzt werden (der Plane­ tensatz 30 hat damit nicht die Funktion eines Gruppengetriebes zur Verdopplung der Zahl der Gänge) und der Motor-Generator 21 dient nicht zur Synchronisation der Gänge des Getriebes 4. In der Patentschrift DE 196 06 771 C2 (D3) wird ein Hybridantrieb beschrieben, bei dem zwischen der Eingangswelle 1 (mit der Brennkraftmaschine verbunden) und der Ausgangswelle 12 (zu den Antriebsrädern führend) zwei Elektromaschinen 3 und 4 und umschaltbare Planetensätze 5, 6, 16 angeordnet sind. Die umschaltbaren Planetensätze dienen als Stufengetriebe und in Zusammenarbeit mit den Elektromaschinen ergibt sich ein umschaltbares stufenloses Getriebe, wodurch günstige Arbeitspunkte gewählt werden können. Es handelt sich aber um einen Hybridantrieb, bei dem außer bei geschlossener Kupplung 11 immer ein von der Elektromaschine 3 erzeugtes Drehmoment zur Drehmomentübertragung notwendig ist, bei dem kein mit der Elektromaschine gekoppelter Planeten­ satz als Gruppengetriebe zur Verdopplung der Zahl der Gänge dient und bei dem keine Synchroni­ sationsvorgänge mit Hilfe eines Planetensatzes und einer Elektromaschine durchgeführt werden. In the published patent application DE 196 50 723 A1 (D2), a control system for vehicle drive units is presented in which a motor generator 21 is connected directly to the sun gear of a planetary gear set 30 . The planetary gear set can be blocked via a clutch 36 . In contrast to the present application, the vehicle drive unit described in D2 requires a starting clutch 31 , the sun gear of the planetary gear set 30 cannot be fixed (the planetary gear set 30 therefore does not have the function of a group transmission for doubling the number of gears) and the motor generator 21 is not used to synchronize the gears of transmission 4 . Patent specification DE 196 06 771 C2 (D3) describes a hybrid drive in which two electric machines 3 and 4 and switchable planetary gear sets 5 , 6 , between the input shaft 1 (connected to the internal combustion engine) and the output shaft 12 (leading to the drive wheels). 16 are arranged. The switchable planetary gears serve as a stepped gearbox and in cooperation with the electrical machines, a switchable stepless gearbox results, so that favorable operating points can be selected. However, it is a hybrid drive in which, except when the clutch 11 is closed, a torque generated by the electric machine 3 is always required for torque transmission, in which no planetary gear set coupled to the electric machine serves as a group transmission for doubling the number of gears and in which none Synchronization processes are carried out using a planetary gear set and an electric machine.

In der Offenlegungsschrift DE 198 18 108 A1 (D4) wird ebenfalls ein Hybridantrieb vorgestellt, wobei hier - ähnlich wie in D2 - eine Elektromaschine 2 auf das Sonnenrad eines Planetensatzes 35 wirkt (siehe z. B. Fig. 2) und daß dieser Planetensatz über eine Kupplung 36 verblockt werden kann. Ähnlich wie in D2 kann aber das Sonnenrad des Planetensatzes 35 nicht festgesetzt werden und dieser Planetensatz hat damit nicht die Funktion eines Gruppengetriebes zur Verdopplung der Zahl der Gänge und die Elektromaschine 2 dient nicht zur Synchronisation der Gänge des Getriebes 4.A hybrid drive is also presented in the published patent application DE 198 18 108 A1 (D4), an electric machine 2 acting on the sun gear of a planetary gear set 35 here (similar to D2) (see, for example, FIG. 2) and that this planetary gear set is used a clutch 36 can be blocked. Similar to D2, however, the sun gear of the planetary gear set 35 cannot be fixed and this planetary gear set therefore does not have the function of a group transmission for doubling the number of gears, and the electric machine 2 is not used for synchronizing the gears of the transmission 4 .

Die Anmeldung WO 98/406 47 betrifft ein Antriebsaggregat für Kraftfahrzeuge mit einem Getriebe 18, wobei das Getriebe über eine Reibkupplung mit der Brennkraftmaschine koppelbar ist und eine elektrische Maschine mit Hilfe einer Kupplung und eines Zwischengetriebes mit dem Getriebe 18 gekoppelt werden kann. Die elektrische Maschine dient als Startermotor, als Generator und zur Getrie­ besynchronisation. Dazu sind mindestens zwei Reibkupplungen erforderlich und es werden nicht die Vorteile genutzt, die ein Planetensatz mit drei Wellen besitzt.The application WO 98/406 47 relates to a drive unit for motor vehicles with a transmission 18 , the transmission being able to be coupled to the internal combustion engine via a friction clutch and an electrical machine being able to be coupled to the transmission 18 with the aid of a clutch and an intermediate transmission. The electrical machine serves as a starter motor, as a generator and for synchronization. This requires at least two friction clutches and does not take advantage of the advantages that a planetary set with three shafts has.

Die Patentanmeldung US 560 32 42 beschreibt eine Getriebeanordnung, bei der mindestens eine elektrische oder hydraulische Drehmaschine eine Synchronisation von Getrieben mit zwei Wellen ermöglicht. Hier sind mindestens zwei Rebkupplungen (bzw. eine doppelt wirkende Reibkupplung) erforderlich und es werden nicht die Möglichkeiten genutzt, die ein Planetengetriebe mit drei Wellen besitzt.The patent application US 560 32 42 describes a gear arrangement in which at least one electric or hydraulic lathe synchronization of gears with two shafts enables. Here are at least two vine clutches (or a double-acting friction clutch) required and it does not use the possibilities that a planetary gear with three shafts owns.

Die dieser Zusatzanmeldung vorausgegangene Anmeldung 199 01 414.0-14 (G1) beschreibt den integralen Aufbau von Getrieben bestehend aus mindestens einem Planetensatz gekoppelt mit mindestens einem (vorwiegend) unsynchmnisierten Vorgelegegetriebe. Eine Welle eines Planeten­ satzes (hier vorwiegend die Sonnenradwelle) ist direkt mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden, die zweite Welle (hier vorwiegend die Stegwelle) ist direkt mit dem integrierten Vorge­ legegetriebe verbunden, während die dritte Welle (hier vorwiegend die Hohlradwelle) mit einer Bremse und einer Drehmaschine verbunden ist. Außerdem kann der Planetensatz mit einer (Klauen-)­ Kupplung verblockt werden. Damit sind mehrere Funktionen auszuführen. Bei gelöster Bremse und gelöster (Klauen-)Kupplung kann mit Hilfe der Drehmaschine das Hohlrad so gedreht werden, daß ein Gang synchronisiert eingeschaltet werden kann (z. B. der 1. Gang bei stehendem Fahrzeug). Wird danach die Bremse angezogen, so wird dieser Gang in der unteren Gruppe aktiviert, d. h. die Antriebsräder setzen sich in Bewegung. So können alle Gänge des Vorgelegegetriebes geschaltet werden, dies ist dann die untere Gruppe der Gänge. Werden danach noch einmal die Gänge des Vorgelegegetriebes - wieder synchronisiert über die Drehmaschine - der Reihe nach geschaltet und danach jeweils der Planetensatz verblockt, so erhält man die obere Gruppe der Gänge. Werden zwei Planetensätze jeweils mit einem Vorgelegegetriebe gekoppelt, wobei die Gänge alternierend den beiden Planetensätzen zugeordnet sind, so ist in der unteren Gruppe der Gänge eine Lastschaltung ohne Drehmomentunterbrechung möglich. Neben den Synchronisationsaufgaben kann eine elektrische Drehmaschine auch die Funktionen Startermotor und Generator mit übernehmen.The application 199 01 414.0-14 (G1) preceding this additional application describes the integral structure of gears consisting of at least one planetary gear set coupled with at least one (predominantly) unsynchronized countershaft transmission. A wave of a planet set (mainly the sun gear shaft) is directly connected to the crankshaft of the internal combustion engine connected, the second shaft (here mainly the bridge shaft) is directly connected to the integrated shaft laying gear connected, while the third shaft (here mainly the ring gear shaft) with a Brake and a lathe is connected. In addition, the planetary gear set with a (claw) Clutch can be blocked. This means that several functions can be carried out. With the brake released and released (claw) clutch can be turned with the help of the lathe so that a gear can be switched on synchronized (e.g. 1st gear when the vehicle is stationary). Becomes then apply the brake, this gear is activated in the lower group, i. H. the Drive wheels start to move. So all gears of the countershaft transmission can be shifted then this is the bottom group of gears. If the gears of the Countershaft transmission - again synchronized via the lathe - switched in sequence and then the planetary set is blocked, so you get the upper group of gears. Become two Planetary gears each coupled with a countershaft transmission, the gears alternating the are assigned to both planetary gears, there is a power shift in the lower group of gears possible without torque interruption. In addition to the synchronization tasks, an electrical Lathe also take over the functions of starter motor and generator.

Die dieser Zusatzanmeldung vorausgegangene Zusatzanmeldung 199 21 064.0-14 (G2) beschreibt eine Anordnung der Drehmaschine in Flucht mit der Welle (den Wellen) des Planetengetriebes (der Planetengetriebe), mit der die Drehmaschine direkt mit dem (den) Planetengetriebe(n) gekoppelt werden kann. Eine notwendige Untersetzung für den Starterbetrieb erfolgt über eine innere Leistungs­ verzweigung des (der) Planetengetriebe(s). Bei mehrteilig ausgeführten elektrischen Drehmaschinen kann u. U. ohne zusätzliche mechanische Umschaltung rein elektrisch zwischen den Funktionen Synchronisationsbetrieb, Starterbetrieb und Generatorbetrieb umgeschaltet werden. Weitere Detail­ verbesserungen werden angegeben.The additional application 199 21 064.0-14 (G2) preceding this additional application describes an arrangement of the lathe in alignment with the shaft (s) of the planetary gear (the Planetary gear) with which the lathe is directly coupled to the planetary gear (s) can be. A necessary reduction for the starter operation takes place via an internal performance branching of the planetary gear (s). For multi-part electrical lathes can u. U. without additional mechanical switching purely electrically between the functions Synchronization mode, starter mode and generator mode can be switched. More detail improvements are indicated.

Die dieser Zusatzanmeldung vorausgegangene weitere Zusatzanmeldung 199 33 373.4-14 (G3) beschreibt den gegenüber den vorangegangenen Anmeldungen vereinfachten Aufbau eines 6-Gang- Getriebes (+ Rückwärtsgang), bei dem die unteren 3 Gänge durch Betätigung von Bremsen ohne Drehmomentunterbrechung umgeschaltet werden können. Außerdem ist eine Möglichkeit der Montage des Getriebes im Heckbereich angegeben. Weitere Detailverbesserungen werden aufgezeigt. The previous additional application prior to this additional application 199 33 373.4-14 (G3) describes the simplified structure of a 6-speed gearbox compared to the previous applications Gearbox (+ reverse gear), in which the lower 3 gears by applying brakes without Torque interruption can be switched. There is also a possibility of Installation of the gearbox specified in the rear area. Further detail improvements will be made shown.  

Vorbemerkung zu den weiteren ZusatzanmeldungenPreliminary remark on further additional registrations

In dem Buch
Alfred Krappel und 26 Mitautoren
Kurbelwellenstartgenerator (KSG)
Basis für zukünftige Fahrzeugkonzepte
expert-verlag Renningen
ISBN 3-8169-1808-5
werden verschiedene Möglichkeiten und Anwendungen von Kurbelwellenstartgeneratoren (KSG) beschrieben. Dies sind Elektromaschinen, die direkt mit der Kurbelwelle von Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen verbunden sind. Sie können sowohl als Starter mit großem Drehmoment (bei niedrigen Drehzahlen) als auch als Generator mit hoher Leistung (bei höheren Drehzahlen) benutzt werden. Bei den weiteren Zusatzanmeldungen (auch der aktuellen) werden die mit dem KSG gege­ bene Möglichkeiten dahingehend erweitert, daß der KSG in das Getriebe integriert wird und dort die zusätzlichen Aufgaben Getriebesynchronisation und Lastschaltung mit übernimmt. Er wird deshalb hier Getriebesynchronisationsstartgenerator GSSG genannt. Natürlich können die vom GSSG aus­ geführten Aufgaben Getriebesynchronisation und Lastschaltung auch von einer andersartigen Drehmaschine, z. B. einem Hydraulikaggregat, übernommen werden.
In the book
Alfred Krappel and 26 co-authors
Crankshaft start generator (KSG)
Basis for future vehicle concepts
expert publisher Renningen
ISBN 3-8169-1808-5
different possibilities and applications of crankshaft start generators (KSG) are described. These are electrical machines that are directly connected to the crankshaft of internal combustion engines of motor vehicles. They can be used both as a starter with high torque (at low speeds) and as a generator with high power (at higher speeds). In the case of further additional registrations (including the current ones), the possibilities given with the KSG are expanded in such a way that the KSG is integrated into the transmission and takes over the additional tasks of transmission synchronization and power shifting. It is therefore called the gear synchronization start generator GSSG here. Of course, the tasks performed by GSSG from transmission synchronization and power shift can also be carried out by a different type of lathe, e.g. B. a hydraulic unit to be taken over.

Die dieser Zusatzanmeldung vorausgegangene weitere Zusatzanmeldung 199 62 854.8 (G4) beschreibt Anwendungen, die das hohe Drehmoment des GSSG ausnutzen, um auch ohne Planetengetriebe Synchronisations- und Lastschaltvorgänge ausführen zu können. Dazu wird die Eingangswelle des Getriebes in zwei Teilabschnitte aufgeteilt, denen jeweils alternierend Gänge zugeordnet sind. Zur Erhöhung des Anfahrdrehmomentes kann eine Reibkupplung eingesetzt werden, ansonsten genügen Klauenkupplungen. Anordnungen mit Gruppengetrieben werden beschrieben, wobei aber jede Gruppe ihre eigene Synchronisations- und Lastschalteinrichtung benötigt.The additional application 199 62 854.8 (G4) preceding this additional application describes Applications that take advantage of the high torque of the GSSG, even without planetary gear To be able to carry out synchronization and powershift operations. The input shaft of the Transmission divided into two sections, each of which alternately gears are assigned. For A friction clutch can be used to increase the starting torque, otherwise it is sufficient Claw couplings. Arrangements with group gears are described, but each group needs their own synchronization and load switching device.

Die dieser Zusatzanmeldung vorausgegangene weitere Zusatzanmeldung 100 01 602.2 (G5) beschreibt weitere Anwendungen, die das hohe Drehmoment des GSSG für Synchronisations- und Lastschalt­ vorgänge ausnutzen, jetzt aber wieder unter Benutzung von wenigstens einem Planetensatz. Im Gegen­ satz zu den Anwendungen in G1, G2 und G3 genügt jetzt aber ein einfacher bzw. ein doppelt wirkender Planetensatz für alle Lastschaltvorgänge, während in G1, G2, G3 für Lastschaltvorgänge zwei Panetensätze erforderlich sind und Lastschaltungen nur in der unteren Gruppe möglich sind. Die beschriebenen Getriebe mit weiteren Gruppen benötigen für jede weitere Gruppe jeweils ihre eigenen Synchronisations- und Lastschalteinrichtungen.The additional additional application 100 01 602.2 (G5) preceding this additional application describes other applications that use the high torque of the GSSG for synchronization and powershift Take advantage of processes, but now again using at least one planetary gear set. In the opposite For the applications in G1, G2 and G3, a single or a double is now sufficient Acting planetary gear set for all powershift operations, while in G1, G2, G3 for powershift operations two panet sets are required and load switching is only possible in the lower group. The gearboxes described with further groups each need their own for each further group own synchronization and load switching devices.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

In dieser Anmeldung werden Getriebeanordnungen beschrieben, die aus (grundsätzlich beliebig vielen) hintereinander geschalteten (Vorgelege-)Gruppengetrieben bestehen, wobei alle Synchronisations- und Lastschaltvorgänge von einem GSSG verrichtet werden können. (Lediglich zur Steigerung der Schaltgeschwindigkeit beim Herunterschalten der letzten Gruppe kann ein kleiner zusätzlicher Drehmotor sinnvoll sein.) Dabei kann ein einfach oder auch doppelt wirkender Planetensatz nach G5 verwendet werden. Die in G4 beschriebene Aufteilung der Eingangswelle in zwei Wellen wurde hier wesentlich vereinfacht mit dem Erfolg, daß für Synchronisations- und Last­ schaltvorgänge wesentlich weniger (Klauen-)Kupplungen als in G4 verwendet werden müssen. Wie bei allen dieser Zusatzanmeldung vorausgegangenen Anmeldungen muß man unterscheiden zwischen den Eingriffsmöglichkeiten der Drehmaschine - dies passiert entweder über mindestens einen Planetensatz oder eine zweigeteilte Eingangswelle - und dem eigentlichen Getriebe. Abgesehen vom Planetensatz für die Eingriffsmöglichkeit der Drehmaschine können ansonsten einfache unsynchronisierte Vorgelegegetriebe zum Einsatz kommen. Ob die Vorgelegegetriebe mit axial verschiebbaren Zahnrädern oder z. B. mit Schaltmuffen geschaltet werden, wird vom jeweiligen Einsatzzweck abhängig sein.In this application, gear arrangements are described that consist of (basically any many) series transmissions (countershaft), all Synchronization and powershift operations can be performed by a GSSG. (Only to increase the switching speed when downshifting the last group, a small additional rotary motor can be useful.) A single or double acting Planet set according to G5 can be used. The division of the input shaft into Two waves have been simplified considerably with the success that for synchronization and load switching operations significantly fewer (claw) clutches than must be used in G4. As with all previous registrations, a distinction must be made between the possibilities of intervention of the lathe - this happens either over at least a planetary gear set or a two-part input shaft - and the actual transmission. Except from the planetary gear set for the possibility of intervention of the lathe can otherwise be simple unsynchronized countershaft transmissions are used. Whether the countershaft transmission with axial sliding gears or z. B. be switched with shift sleeves, is from the respective Depending on the application.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Bei den nachfolgend beschriebenen Varianten werden Kurbelwellenstartgeneratoren (KSG) oder vergleichbar konzipierte Bauteile in das Getriebe integriert, die die Funktionen
In the variants described below, crankshaft start generators (KSG) or similarly designed components are integrated into the transmission that perform the functions

  • - Starten der Brennkraftmaschine- Starting the internal combustion engine
  • - Generator zum Laden der Bordnetzbatterie- Generator for charging the on-board electrical system battery
  • - Synchronisation des Getriebes- Gearbox synchronization
  • - Ersatz der Anfahrkupplung- Replacement of the starting clutch
  • - Drehmomentübertragung während der Lastschaltvorgänge- Torque transmission during powershift operations

übernehmen können. Wie bereits weiter oben beschrieben, werden diese KSG hier Getriebesynchro­ nisationsstartgenerator GSSG genannt. Grundsätzlich können auch z. B. hydraulische Aggregate zum Einsatz kommen. Dann entfallen die Funktionen Starten der Brennkraftmaschine und Generator zum Laden der Bordnetzbatterie.can take over. As already described above, these KSG are here gear synchro nization start generator called GSSG. In principle, z. B. hydraulic units for Come into play. Then the functions of starting the internal combustion engine and generator are omitted Charging the on-board electrical system battery.

Die Beschreibung erfolgt in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Prinzipzeichnungen.The description is given in exemplary embodiments using the associated basic drawings.

Es zeigenShow it

Fig. 1a eine Prinzipdarstellung eines 18-Gang-Getriebes (+ 8 Rückwärtsgänge) im abgewickelten Schnitt in einer Variante 1.3 FIG. 1a is a schematic diagram of a 18-speed transmission (+ 8 reverse gears) in the unwound section in a variant 1.3

Fig. 1b eine vereinfachte Prinzipdarstellung der Variante 1.3 in Achsrichtung FIG. 1b is a simplified schematic view of the variant 1.3 in the axial direction

Fig. 1c eine platzsparende Ausführung von (Klauen-)Kupplungen der Variante 1.3 Fig. 1c is a space-saving design of (claw) clutches the variant 1.3

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung eines 6-Gang-Getriebes (+ 2 Rückwärtsgänge) in einer Variante 2.3 Fig. 2 is a schematic diagram of a 6-speed transmission (+ 2 reverse gears) in a variant 2.3

Fig. 3 eine Detail-Prinzipdarstellung einer veränderten Zugriffsmöglichkeit zur letzten Gruppe von Gruppen-Vorgelegegetrieben in einer Variante 3.3 FIG. 3 is a detailed schematic diagram of a modified accessibility to the last group of countershaft gears in a version 3.3

Fig. 4 eine Prinzipdarstellung eines 9-Gang-Getriebes (+ 3 Rückwärtsgänge) in einer Variante 4.3 Fig. 4 is a schematic diagram of a 9-speed transmission (+ 3 reverse gears) in a variant 4.3

Fig. 5 eine Detail-Prinzipdarstellung einer anderen Eingriffsmöglichkeit des GSSG 9, Variante 5.3 Fig. 5 is a detailed schematic diagram of another possibility of intervention of GSSG 9, version 5.3

Bei allen Varianten werden mehrere Getriebestufen als Gruppengetriebe hintereinander geschaltet. Bekanntermaßen wird damit die Zahl der Gänge der einzelnen Gruppen bei richtiger Auslegung multipliziert zur Gesamtzahl der Gänge. Bei allen Varianten erfolgt eine Synchronisation und Last­ schaltung aller Gänge mit einem GSSG von der 1. Gruppe her. In all variants, several gear stages are connected in series as group gears. As is well known, the number of gears of the individual groups is correct when interpreted correctly multiplied by the total number of gears. All variants are synchronized and loaded Shifting all gears with a GSSG from the 1st group.  

Variante 1.3Variant 1.3

Das Getriebe besitzt eine Eingangswelle 1, die direkt mit der Kurbelwelle der (nicht gezeichneten) Brennkraftmaschine verbunden sein kann, und eine Ausgangswelle 13, die direkt mit dem (nicht gezeichneten) Differentialgetriebe der Antriebsräder verbunden sein kann.The transmission has an input shaft 1 which can be connected directly to the crankshaft of the internal combustion engine (not shown) and an output shaft 13 which can be connected directly to the differential gear (not shown) of the drive wheels.

Das Zahnrad 3 kann grundsätzlich fest mit der Welle 1 verbunden sein. Bei der Variante 1.3 ist das Zahnrad 3 über die (Klauen-)Kupplung 5 abkoppelbar mit Welle 1 verbunden und kann bei gelöster Kupplung 5 mit Hilfe des Motors 21 gezielt gegenüber Welle 1 verdreht werden. Der Zweck dieser Vorrichtung wird weiter unten beschrieben. Zunächst ist die Kupplung 5 immer geschlossen, damit rotiert das Zahnrad 3 mit der Drehzahl von Welle 1.The gear 3 can in principle be firmly connected to the shaft 1 . In variant 1.3 , the gear wheel 3 is connected to shaft 1 via the (claw) coupling 5 and can be rotated with respect to shaft 1 by means of motor 21 when the coupling 5 is released. The purpose of this device is described below. First, the clutch 5 is always closed, so that the gear 3 rotates at the speed of shaft 1 .

Das Zahnrad 4 und die zugehörige Welle 2 ist über eine (Klauen-)Kupplung 8 mit der Welle 1 drehfest verbunden und kann bei gelöster Kupplung 8 mit Hilfe eines GSSG 9 gezielt eine gegen Welle 1 geänderte Drehzahl annehmen. Bei dieser Variante ist der GSSG 9 nicht direkt mit dem Zahnrad 4 verbunden, sondern über das "invertierende" Planetengetriebe 18, 19, 20. Die Stegwelle 17 dieses Planetengetriebes 18, 19, 20 rotiert etwa mit der halben Drehzahl von Welle 1. Diese Drehzahl wird hier vom Planetengetriebe 14, 15, 16 erzeugt, kann grundsätzlich aber auch z. B. von einem Vorgelegegetriebe bereitgestellt werden. Mit den gezeichneten Abmessungen sind die Über­ setzungen so gewählt, daß das Hohlrad 20 steht, wenn das Zahnrad 4 mit der Drehzahl von Welle 1 rotiert. Elektromaschinen liefern sowohl im Generatorbetrieb als auch im Motorbetrieb bei niedrigen Drehzahlen die höchsten Drehmomente. Der GSSG 9 kann so also das Zahnrad 4 bei Drehzahlen in der Nähe der Drehzahl von Welle 1 mit hohen Drehmomenten beaufschlagen. Vorteilhaft dabei ist, daß der GSSG 9 dieser Variante wie ein herkömmlicher KSG mit energieversorgtem Stator und kontaktlosem Rotor aufgebaut werden kann. Nachteilig sind Kosten, Gewicht und Bauraum des Planetengetriebes 18, 19, 20 (und die Bereitstellung der Stegwellendrehzahl). (Andere Lösungen werden bei den Varianten 2.3, 4.3 und 5.3 bzw. in G4 und G5 vorgestellt.)The gear 4 and the associated shaft 2 is rotatably connected via a (claw) clutch 8 to the shaft 1 and 9 can selectively assume a changed against the shaft 1 speed with released clutch 8 by means of a GSSG. In this variant, the GSSG 9 is not connected directly to the gear 4 , but via the "inverting" planetary gear 18 , 19 , 20 . The land shaft 17 of this planetary gear 18 , 19 , 20 rotates at approximately half the speed of shaft 1 . This speed is generated here by the planetary gear 14 , 15 , 16 , but can in principle also, for. B. be provided by a countershaft transmission. With the dimensions shown, the translations are chosen so that the ring gear 20 is when the gear 4 rotates at the speed of shaft 1 . Electric machines deliver the highest torques both in generator operation and in motor operation at low speeds. The GSSG 9 can thus apply high torques to the gear 4 at speeds close to the speed of shaft 1 . The advantage here is that the GSSG 9 of this variant can be constructed like a conventional KSG with an energized stator and a contactless rotor. The costs, weight and space of the planetary gear 18 , 19 , 20 (and the provision of the shaft shaft speed) are disadvantageous. (Other solutions are presented in variants 2.3 , 4.3 and 5.3 or in G4 and G5.)

Im Leerlaufzustand sollten alle Kupplungen mit Ausnahme der Kupplungen 5, 7a, 7c, 7e geöffnet sein. Die genannten Kupplungen 5, 7a, 7c. 7e sollten geschlossen sein, damit sich ein definierter Zustand einstellt. (Bedingt durch die Lagerreibungen stellt sich allerdings auch bei geöffneten Kupplungen ein halbwegs definierter Zustand ein.)In the idling state, all clutches with the exception of clutches 5 , 7 a, 7 c, 7 e should be open. The mentioned couplings 5 , 7 a, 7 c. 7e should be closed so that a defined state occurs. (Due to the bearing friction, however, a reasonably defined state occurs even when the clutches are open.)

Der 1. Gang wird eingeschaltet indem bei stehendem Fahrzeug der GSSG 9 elektrisch so gedreht wird, daß das Zahnrad 4 steht (bzw. bei antriebslos rollendem Fahrzeug sich entsprechend dreht). In diesem Zustand kann das Zahnrad 4f nach rechts verschoben werden, so daß es mit dem Zahnrad 4g kämmt. Der 1. Gang wird aktiviert, indem mit Hilfe des GSSG 9 die Drehzahl des Zahnrades 4 auf die Drehzahl von Welle 1 beschleunigt und dann die Kupplung 8 geschlossen wird. Bei dieser Variante muß dabei der GSSG 9 auf die Drehzahl Null abgebremst werden. Dieser Vorgang kann gegebenenfalls durch eine (nicht gezeichnete) zusätzliche Bremse zur Erhöhung des Anfahrdreh­ momentes unterstützt werden. Der 1. Gang arbeitet über die Kupplung 8 mit den Zahnrädern 4 und 4a (1. Gruppe), die Kupplung 7a mit den Zahnrädern 4b und 4c (2. Gruppe), die Kupplung 7c mit den Zahnrädern 4d und 4e (3. Gruppe) und die Kupplung 7e mit den in kämmende Position gebrachten Zahnrädern 4f und 4g (4. Gruppe). Wie üblich sind beim 1. Gang alle Gruppen in die niedrigste (niedrigere) Übersetzung geschaltet. Wenn alle zugehörigen Kupplungen geschlossen sind, arbeitet der 1. Gang (wie alle anderen Gänge auch) ohne elektrische Unterstützung mit dem bei dieser Getriebebausführung größtmöglichen Wirkungsgrad.The 1st gear is switched on by turning the GSSG 9 electrically so that the gear 4 is stationary when the vehicle is stationary (or rotates accordingly when the vehicle is idling). In this state, the gear 4 f can be shifted to the right so that it meshes with the gear 4 g. The 1st gear is activated by accelerating the speed of the gear wheel 4 to the speed of shaft 1 with the help of the GSSG 9 and then closing the clutch 8 . In this variant, the GSSG 9 must be braked to zero speed. This process can optionally be supported by an additional brake (not shown) to increase the starting torque. The 1st gear works via the clutch 8 with the gears 4 and 4 a (1st group), the clutch 7 a with the gears 4 b and 4 c (2nd group), the clutch 7 c with the gears 4 d and 4 e (3rd group) and the clutch 7 e with the meshed gears 4 f and 4 g (4th group). As usual, in 1st gear all groups are switched to the lowest (lower) gear ratio. When all associated clutches are closed, 1st gear (like all other gears) works without electrical support with the greatest possible efficiency with this transmission design.

Grundsätzlich kann bei arbeitendem 1. Gang und gelöster Kupplung 5 mit Hilfe des Motors 21 das Zahnrad 3 so gedreht werden, daß die Kupplung 8a synchronisiert geschlossen werden kann. Der 2. Gang würde dann leer mitlaufen. Da der GSSG 9 ein hohes Drehmoment aufbringen kann, ist aber eine andere Vorgehensweise sinnvoll, bei der die Kupplung 5 geschlossen bleibt. In den 2. Gang wird unter Last geschaltet, indem zunächst mit Hilfe des GSSG 9 die Kupplung 8 drehmomententlastet und geöffnet wird und danach, wieder mit Hilfe des GSSG 9, die Drehzahl des Zahnrades 4 (der Welle 2) soweit erhöht wird, daß die Kupplung 8a synchronisiert geschlossen werden kann Jetzt arbeitet die 1. Gruppe mit der höheren Übersetzung und damit ist der 2. Gang aktiviert. Wenn dann noch die Kupplung 7a gelöst wird, arbeitet der 2. Gang ohne elektrische Unterstützung mit dem größtmöglichen Wirkungsgrad. Nur während des Lastschaltvorganges wird ein Drehmoment über den GSSG 9 ausgeübt. Basically, the gear 3 can be rotated with the help of the motor 21 when the 1st gear is working and the clutch 5 is released so that the clutch 8 a can be closed synchronously. The 2nd gear would run empty. Since the GSSG 9 can apply a high torque, a different procedure is expedient in which the clutch 5 remains closed. In the 2nd gear is shifted under load by first relieving and opening the clutch 8 with the help of the GSSG 9 and then, again with the help of the GSSG 9 , the speed of the gear 4 (the shaft 2 ) is increased so that the Clutch 8 a can be closed synchronized Now the 1st group works with the higher gear ratio and the 2nd gear is activated. When then the coupling 7 a is released, the 2nd gear, without electrical assistance works with the highest possible efficiency. Torque is only exerted via the GSSG 9 during the power shift.

In den 3. Gang wird geschaltet, indem bei gelöster Kupplung 8 mit Hilfe des GSSG 9 die Drehzahl des Zahnrades 4 gegenüber der Drehzahl von Welle 1 soweit abgesenkt wird, daß die Kupplungen 6a und 8c synchronisiert geschlossen werden können. Der 3. Gang wird aktiviert, indem zunächst mit Hilfe des GSSG 9 die Kupplungen 8a und 7c entlastet und geöffnet werden, danach die Drehzahl des Zahnrades 4 auf die Drehzahl von Welle 1 beschleunigt und dann die Kupplung 8 geschlossen wird. Jetzt arbeitet der 3. Gang ohne elektrische Unterstützung mit dem größtmöglichen Wirkungs­ grad, wobei die 1. Gruppe in der niedrigeren und die 2. Gruppe in der höheren Übersetzung arbeitet. Vom 3. in den 4. Gang wird geschaltet wie vom 1. in den 2. Gang, auch dieser Vorgang wird mit Hilfe des GSSG 9 als Lastschaltvorgang bewerkstelligt. Im 4. Gang arbeiten 1. und 2. Gruppe in der höheren Übersetzung, die Kupplungen 5, 5a, 8c und 7e sind geschlossen.In 3rd gear is switched by the speed of the gear wheel 4 is reduced compared to the speed of shaft 1 with the clutch 8 released using the GSSG 9 to such an extent that the clutches 6 a and 8 c can be closed synchronously. The 3rd gear is activated by first relieving and opening the clutches 8 a and 7 c with the help of the GSSG 9 , then accelerating the speed of the gear wheel 4 to the speed of shaft 1 and then closing the clutch 8 . Now the 3rd gear works without electrical support with the greatest possible efficiency, with the 1st group working in the lower and the 2nd group in the higher gear ratio. From the 3rd Shifting to 4th gear is the same as shifting from 1st to 2nd gear, this process is also accomplished using the GSSG 9 as a power shifting process. In the 4th Gear work 1st and 2nd group in the higher ratio, the clutches 5 , 5 a, 8 c and 7 e are closed.

In diesem Zustand kann bei geöffneter Kupplung 8 mit Hilfe des GSSG 9 das Zahnrad 4 so gedreht werden (langsamer als Welle 1), daß die Kupplungen 7a und 6c geschlossen werden können. Damit ist der 5. Gang eingeschaltet und läuft leer mit. Der 5. Gang wird aktiviert, indem zunächst mit Hilfe des GSSG 9 die Kupplungen 5a und 8c entlastet und geöffnet werden, danach die Drehzahl des Zahnrades 4 auf die Drehzahl von Welle 1 erhöht und danach die Kupplung 8 geschlossen wird. Dann arbeitet der 5. Gang ohne elektrische Unterstützung mit dem größtmöglichen Wirkungsgrad. Dabei ist die 3. Gruppe in den höheren Gang geschaltet während alle anderen Gruppen im niedrigeren Gang arbeiten.In this state, the gear 4 can be rotated (slower than shaft 1 ) with the clutch 8 open using the GSSG 9 so that the clutches 7 a and 6 c can be closed. With this, 5th gear is switched on and runs along empty. The 5th gear is activated by first relieving and opening the clutches 5 a and 8 c with the help of the GSSG 9 , then increasing the speed of the gear 4 to the speed of shaft 1 and then closing the clutch 8 . Then 5th gear works without electrical support with the greatest possible efficiency. The 3rd group is shifted into the higher gear while all other groups work in the lower gear.

Die Gänge 6, 7, und 8 erhält man wie zuvor die Gänge 2, 3, und 4, nur das jetzt die Zahnräder 3d und 3e für die Drehmomentübertragung zuständig sind und nicht die Zahnräder 4d und 4e.The gears 6, 7 and 8 are the same as the gears 2, 3 and 4, only that now the gears 3 d and 3 e are responsible for the torque transmission and not the gears 4 d and 4 e.

Im 8. Gang sind die Kupplungen 5, 5a, 5c und 8e geschlossen. Jetzt kann mit Hilfe des GSSG 9 bei geöffneter Kupplung 8 das Zahnrad 4 so gedreht werden, daß die Kupplungen 7a, 7c und 6e synchro­ nisiert geschlossen werden können, damit ist der 9. Gang eingeschaltet. Der 9. Gang wird aktiviert, indem mit Hilfe des GSSG 9 zunächst die Kupplungen 5a, 5c und 8e entlastet und gelöst werden, danach die Drehzahl des Zahnrades 4 an die Drehzahl von Welle 1 angepaßt und dann die Kupplung 8 geschlossen wird. Jetzt arbeitet der 9. Gang ohne elektrische Unterstützung mit dem größtmöglichen Wirkungsgrad, wobei die 4. Gruppe mit der höheren und alle anderen Gruppen mit der niedrigeren Übersetzung arbeiten. Wenn nicht mehr erwartet wird, daß in den 8. Gang zurückgeschaltet werden soll, wird noch das Zahnrad 4f nach links verschoben, damit es bei den noch höheren Gängen nicht zu schnell mitdrehen muß.In the 8th The clutches 5 , 5 a, 5 c and 8 e are closed. Now with the help of the GSSG 9 with the clutch 8 open, the gear 4 can be turned so that the clutches 7 a, 7 c and 6 e can be closed synchronized, so that the 9th gear is switched on. The 9th gear is activated by first relieving and releasing the clutches 5 a, 5 c and 8 e with the help of the GSSG 9 , then adjusting the speed of the gear wheel 4 to the speed of shaft 1 and then closing the clutch 8 . Now the 9th gear works with the greatest possible efficiency without electrical support, the 4th group working with the higher gear ratio and all other groups with the lower gear ratio. If it is no longer expected that it should be shifted back to 8th gear, the gear 4 f is shifted to the left, so that it does not have to turn too fast with the even higher gears.

Die Gänge 10 bis 16 erhält man wie zuvor beschrieben die Gänge 2 bis 8, nur daß jetzt statt des Zahn­ radpaares 4f und 4g das Zahnradpaar 3f und 3g für die Drehmomentübertragung zuständig ist. Beim 16. Gang sind die Kupplungen 5, 5a, 5c und 5e geschlossen. Mit den gezeichneten Abmessungen liegt der 16. Gang um einen Gangsprung unterhalb der Drehzahl von Welle 1.The gears 10 to 16 get the gears 2 to 8 as described above, only that now instead of the gear pair 4 f and 4 g the gear pair 3 f and 3 g is responsible for the torque transmission. At the 16th The clutches 5 , 5 a, 5 c and 5 e are closed. With the dimensions shown, the 16th gear is one gear step below the speed of shaft 1 .

Im 16. Gang kann bei gelöster Kupplung 8 mit Hilfe des GSSG 9 die Welle 2 so gedreht werden, daß die Kupplung 11 synchronisiert geschlossen werden kann, damit ist der 17. Gang eingeschaltet. Der 17. Gang wird aktiviert, indem zunächst mit Hilfe des GSSG 9 z. B. die Kupplung 5e entlastet und geöffnet wird, danach die Drehzahl von Welle 2 auf die Drehzahl von Welle 1 erhöht und dann die Kupplung 8 geschlossen wird. Jetzt arbeitet der 17. Gang ohne elektrische Unterstützung als direkte Durchschaltung von Welle 1 auf Welle 13 mit dem überhaupt größtmöglichen Wirkungsgrad.In the 16th With the clutch 8 disengaged, the gear 2 can be rotated with the aid of the GSSG 9 so that the clutch 11 can be closed synchronously, so that the 17th gear is engaged. The 17th gear is activated by first using the GSSG 9 z. B. the clutch 5 e is relieved and opened, then the speed of shaft 2 increased to the speed of shaft 1 and then the clutch 8 is closed. Now the 17th gear works without electrical support as a direct connection from shaft 1 to shaft 13 with the greatest possible efficiency.

Den 18. Gang erhält man, indem mit Hilfe des GSSG 9 bei gelöster Kupplung 8 die Drehzahl von Welle 2 soweit über die Drehzahl von Welle 1 angehoben wird, daß die Kupplungen 5a und 6a (bzw. 7a und 8a) gleichzeitig geschlossen werden können. Damit arbeiten die Zahnräder 3 und 3a gekoppelt mit den Zahnrädern 4a und 4 als Vorgelegegetriebe mit einer Übersetzung um einen Gangsprung ins Schnelle. Mit gekoppelten Wellen 1a und 2a arbeitet der 18. Gang ohne elektrische Unterstützung mit dem größtmöglichen Wirkungsgrad.The 18th Gear is obtained by using the GSSG 9 with the clutch 8 released, the speed of shaft 2 is increased above the speed of shaft 1 to such an extent that the clutches 5 a and 6 a (or 7a and 8a) can be closed simultaneously. Thus, the gears 3 and 3 a work coupled with the gears 4 a and 4 as countershaft transmissions with a gear ratio by one gear jump in the fast. With coupled shafts 1 a and 2 a, the 18th gear works with the greatest possible efficiency without electrical support.

Beim Runterschalten der Gänge wird analog in entgegengesetzter Reihenfolge verfahren. Beim Schalten vom 9. in den 8. Gang muß das Zahnrad 4f bei Synchrondrehzahl nach rechts verschoben werden. Während dieser Zeit muß der GSSG 9 die Drehmomentübertragung gewährleisten. Die zugehörige Laufzeit des GSSG 9 kann mit Hilfe der (optionalen) Bauteile Kupplung 5 und Motor 21 stark verkürzt werden. Im 9. Gang kann nämlich bei gelöster Kupplung 5 und geschlossenen Kupplungen 5a, 5c und 8e mit Hilfe des Motors 21 das Zahnrad 4f so gedreht werden, daß es synchro­ nisiert nach rechts verschoben werden kann. Der 8. Gang läuft so leer mit und wird aktiviert, indem mit Hilfe des GSSG 9 zunächst die Kupplung 8 entlastet und gelöst und danach die Drehzahl von Welle 2 so verändert wird, daß die Kupplung 5 synchronisiert geschlossen werden kann. When shifting down the gears, the procedure is analogous in the opposite order. When shifting from 9th to 8th gear, gear 4 f must be shifted to the right at synchronous speed. During this time, the GSSG 9 must ensure torque transmission. The associated runtime of the GSSG 9 can be greatly reduced with the help of the (optional) clutch 5 and motor 21 components. In the 9th Gear can namely with released clutch 5 and closed clutches 5 a, 5 c and 8 e with the help of the motor 21, the gear 4 f can be rotated so that it can be moved synchronized to the right. The 8th gear runs so empty and is activated by first relieving and releasing the clutch 8 with the help of the GSSG 9 and then changing the speed of shaft 2 so that the clutch 5 can be closed synchronously.

Für die Rückwärtsgänge bleibt das Zahnrad 4f in der linken Position und eine Drehrichtungsumkehr wird über das zwischengeschaltete Zahnrad 22 mit der Welle 23 erreicht. (Ausführungsbeispiele sind in G4 und G5 beschrieben.) Ansonsten werden die 8 möglichen Rückwärtsgänge wie die Vorwärts­ gänge 1 bis 8 geschaltet und aktiviert.For the reverse gears, the gear 4 f remains in the left position and a reversal of the direction of rotation is achieved via the intermediate gear 22 with the shaft 23 . (Exemplary embodiments are described in G4 and G5.) Otherwise, the 8 possible reverse gears as the forward gears 1 to 8 are switched and activated.

Fig. 1a zeigt die "abgewickelte" Anordnung der Wellen, Zahnräder und Kupplungen. Fig. 1b zeigt (um 90° gedreht in Achsrichtung), wie die Wellen so angeordnet werden können, daß Welle 13 in der Flucht von Welle 1 liegt (dies ist in Fig. 1a gestrichelt angedeutet). Dadurch sind, bei entspre­ chender Auslegung, die zusätzlichen Gänge 17 und 18 möglich und das Getriebe kann platzsparend aufgebaut werden. Bei dieser "aufgewickelten" Anordnung muß das Zahnrad 3g vor der Kupplung 8a und das Zahnrad 4g zusätzlich vor der Kupplung 8c angeordnet sein. Wegen der Übersichtlichkeit sind die Kupplungen 8a, 8c und 8e rechts von den zugehörigen Zahnrädern 4b, 4d und 4f angeordnet. In der Detail-Prinzipdarstellung 1c wird gezeigt, wie z. B. die Kupplungen 7c und 8c beide konzen­ trisch links vom zugehörigen Zahnrad 4d angeordnet werden können. Dadurch kann erheblich Baulänge eingespart werden. (Gilt natürlich auch für die Kupplungen 8a und 8e). Im Prinzip können auch die Kupplungen 5a, 5c und 5e rechts von den Zahnrädern 3b, 3d und 3f konzentrisch zu und innerhalb der Kupplungen 6a, 6c und 6e angeordnet werden, dann wären dies Gleichteile zu den Kupplungen 8a, 8c und 8e. Fig. 1a shows the "developed" arrangement of the shafts, gears and couplings. Fig. 1b shows (rotated by 90 ° in the axial direction) how the shafts can be arranged so that shaft 13 is in alignment with shaft 1 (this is indicated by dashed lines in Fig. 1a). As a result, with appropriate design, the additional gears 17 and 18 are possible and the transmission can be constructed to save space. In this "wound" arrangement, the gear 3 g must be arranged in front of the clutch 8 a and the gear 4 g additionally in front of the clutch 8 c. Because of the clarity, the clutches 8 a, 8 c and 8 e are arranged to the right of the associated gear wheels 4 b, 4 d and 4 f. In the detailed schematic diagram 1 c it is shown how. B. the clutches 7 c and 8 c both concentric left of the associated gear 4 d can be arranged. This can save considerable overall length. (Of course, this also applies to clutches 8 a and 8 e). In principle, the couplings 5 a, 5 c and 5 e to the right of the gears 3 b, 3 d and 3 f can be arranged concentrically to and within the couplings 6 a, 6 c and 6 e, then these would be identical parts to the couplings 8 a, 8 c and 8 e.

Mit den gezeichneten Abmessungen wird der 18. Gang um den Faktor 1.18 ins Schnelle übersetzt, dieser Faktor ist gleichzeitig der Gangsprung zwischen den einzelnen Gängen. Die Gesamtspreizung beträgt etwa 16.With the dimensions shown, the 18th gear is quickly translated by a factor of 1.18, this factor is also the gear jump between the individual gears. The total spread is about 16.

Der GSSG 9 mit dem "invertierenden" Getriebe Planetengetriebe 18, 19, 20 ist optimal für die Synchronisations- und Lastschaltvorgänge ausgelegt, nicht aber für den Generator- und Starterbetrieb. Günstige Arbeitspunkte für den Generator- und Starterbetrieb kann man z. B. erhalten, indem der Planetensatz 14, 15, 16 verblockt wird und der GSSG 9 damit (nahezu) mit der Drehzahl von Welle 1 dreht (wurde nicht extra gezeichnet).The GSSG 9 with the "inverting" gear planetary gear 18 , 19 , 20 is optimally designed for synchronization and powershift operations, but not for generator and starter operation. Favorable operating points for generator and starter operation can be found e.g. B. received by the planetary gear set 14 , 15 , 16 is blocked and the GSSG 9 thus (almost) rotates at the speed of shaft 1 (was not specially drawn).

ZwischenbemerkungenInterim remarks

Die Variante 1.3 besteht aus 4 hintereinander geschalteten Gruppengetrieben mit jeweils 2 Gängen. Da alle Kombinationen möglich sind, erhält man so 16 Gänge. Da außerdem die Welle 13 in Flucht der Welle 1 liegt, sind 2 weitere Gänge möglich (bzw. so viele Gänge, wie die 1. Gruppe hat). Mit Ausnahme des letzten Gruppengetriebes müssen alle Gänge der Gruppengetriebe beliebig schaltbar sein, beim letzten Gruppengetriebe werden die Gänge beim vollständigen Durchlaufen der Gänge nur einmal der Reihe nach durchgeschaltet. Version 1.3 consists of 4 group gears connected in series, each with 2 gears. Since all combinations are possible, you get 16 courses. Since shaft 13 is also in line with shaft 1 , 2 further gears are possible (or as many gears as the 1st group has). With the exception of the last group gearbox, all gears of the group gearboxes must be shiftable as desired. In the last group gearbox, the gears are only shifted through once when the gears are completely run through.

Neu bei dieser Anmeldung ist, daß alle Gruppen von einem einzigen GSSG synchronisiert werden können. Dies wird dadurch erreicht, daß 2 unabhängige "Pfade" durch das Getriebe geschaltet werden können. Unter Einbeziehung von Kupplung 5 und Motor 21 sind dies:
What is new about this application is that all groups can be synchronized by a single GSSG. This is achieved in that 2 independent "paths" can be switched through the gear. Including clutch 5 and engine 21 , these are:

  • - ein "Arbeitspfad", auf dem das Drehmoment von Welle 1 auf Welle 13 übertragen wird und- A "work path" on which the torque is transmitted from shaft 1 to shaft 13 and
  • - ein "Synchronisationspfad", auf dem der zu erwartende Gang (in der Regel Arbeitsgang +/-1) schon vorab synchronisiert und dann als Lastschaltvorgang umgeschaltet wird.- a "synchronization path" on which the expected gear (usually work +/- 1) synchronized in advance and then switched as a power shift.

Ohne Kupplung 5 und Motor 21 erzielt man (fast) das gleiche Ergebnis, nur sind jetzt 2 unter­ schiedliche Synchronisationsvorgänge durchzuführen:
Without clutch 5 and motor 21 you get (almost) the same result, only now 2 different synchronization processes have to be carried out:

  • - der "Arbeitspfad" läuft über das Zahnrad 3. Dann wird vorab mit Hilfe des GSSG 9 über das Zahnrad 4 synchronisiert und danach wird der Lastschaltvorgang ausgeführt oder- The "work path" runs over the gear 3 . Then is synchronized in advance with the help of the GSSG 9 via the gear 4 and then the power shift is carried out or
  • - der "Arbeitspfad" läuft über das Zahnrad 4. Dann wird der Lastschaltvorgang gleichzeitig Synchronisationsvorgang und der neue Gang wird eingeschaltet, wenn unter Last die Synchronisationsdrehzahl erreicht wird. (Wenn die Schaltvorgänge schnell ablaufen, ist mit dieser Vorgehensweise kein Nachteil verbunden.)- The "work path" runs over the gear 4 . Then the powershift process becomes the synchronization process and the new gear is switched on when the synchronization speed is reached under load. (If the switching operations are fast, there is no disadvantage with this procedure.)

(Grundsätzlich kann der GSSG (Basically, the GSSG

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auch auf das Zahnrad also on the gear

33rd

einwirken, dann sind die Drehmomente höher und die Drehzahlen niedriger.) act, then the torques higher and the revs lower.)  

Zwischen dem "Arbeitspfad" und dem "Synchronisationspfad" kann mit kurzfristiger Drehmoment­ übertragung über den GSSG 9 hin und her geschaltet werden. Wenn die zugehörigen (Klauen-)­ Kupplungen geschlossen sind, wird die Drehmomentübertragung mit Hilfe des GSSG 9 nicht mehr benötigt und das Getriebe arbeitet ohne elektrische (bzw. hydraulische etc.) Unterstützung mit dem Wirkungsgrad eines herkömmlichen Gruppengetriebes (wird im Text als größtmöglicher Wirkungs­ grad bezeichnet).You can switch between the "work path" and the "synchronization path" with short-term torque transmission via the GSSG 9 . When the associated (claw) clutches are closed, the torque transmission using the GSSG 9 is no longer required and the transmission works without electrical (or hydraulic etc.) support with the efficiency of a conventional group transmission (is in the text as the greatest possible efficiency designated).

Neben dem Vorteil, daß nur ein GSSG benötigt wird, kommt als weiterer Vorteil hinzu, daß der eine GSSG nur den Drehmoment- und Drehzahlbereich der Welle 1 abdecken muß und nicht den wesent­ lich größeren Drehmoment- und Drehzahlbereich der Welle 13 oder einer dazwischenliegenden Welle.In addition to the advantage that only one GSSG is required, there is a further advantage that the one GSSG only has to cover the torque and speed range of shaft 1 and not the substantially larger torque and speed range of shaft 13 or an intermediate shaft.

Die 2 unabhängigen Pfade bis hin zum letzten Gruppengetriebe sind schaltbar, weil in jeder der inneren Gruppen 4 Kombinationsmöglichkeiten geschaltet werden können, die am Beispiel der 2. Gruppe der Variante 1.3 aufgeführt werden sollen:
The 2 independent paths up to the last group transmission can be switched, because 4 combination options can be switched in each of the inner groups, which should be listed using the example of the 2nd group of variant 1.3 :

  • - vom Zahnrad 3a über die Kupplung 5a auf das Zahnrad 3b- From the gear 3 a via the clutch 5 a to the gear 3 b
  • - vom Zahnrad 3a über die Kupplung 8a auf das Zahnrad 4b- From the gear 3 a via the clutch 8 a on the gear 4 b
  • - vom Zahnrad 4a über die Kupplung 6a auf das Zahnrad 3b- From the gear 4 a via the clutch 6 a to the gear 3 b
  • - vom Zahnrad 4a über die Kupplung 7a auf das Zahnrad 4b.- From the gear 4 a via the clutch 7 a on the gear 4 b.

Dies wird erreicht, weil die Zahnräder ineinander "verschachtelt" sind (z. B. Zahnrad 3b liegt zwischen den Zahnrädern 3a und 4a) und weil die zum Zahnrad 3a gehörige Welle durch die anderen Zahnräder hindurch nach rechts geführt wird, womit auch für das Zahnrad 4b eine wahlweise Zugriffsmöglich­ keit zu den Zahnrädern 3a und 4a besteht. Diese durchgesteckte Welle und der Zugang über (mindestens) 2 Zahnräder und der Abgang über (mindestens) 2 Zahnräder bewirkt außerdem, daß zusätzlich zum "Arbeitspfad" auch der jeweils für den benachbarten Gang benötigte "Synchroni­ sationspfad" geschaltet werden kann. (Natürlich dürfen nicht alle Kupplungen gleichzeitig geschlossen sein, da es dann "Getriebesalat" geben würde. Eine zusätzliche unabhängige elektronische Schaltung, die "verbotene" Kupplungskombinationen ausschließt, sollte auf jeden Fall vorhanden sein. Denkbar ist auch eine mechanische Überwachung durch z. B. einen mit den Gängen mitbewegten Schieber, der mit entsprechenden Aussparungen nur die "erlaubten" Kupplungskombinationen zuläßt.) Wegen der beliebigen Zuordnung der Zahnräder der inneren Gruppen können die einzelnen Gruppen grundsätzlich beliebig entweder nach rechts oder nach links ausrückend aufgebaut sein. Bei der Variante 1.3 kommt die Welle 1 von links, die Gruppengetriebe sind alle nach rechts ausrückend gezeichnet und die Welle 13 geht nach rechts weg. Bei diesem Aufbau (oder natürlich auch genau andersrum) kann ohne zusätzliche Maßnahmen das Getriebe so gestaltet werden, daß die Welle 13 mit der Welle 1 fluchtet, indem die Anordnung nach Fig. 1b zusammengefaltet wird. Diese Möglich­ keit ist grundsätzlich nach 3 Gruppen (mit dann 4 Wellen) gegeben. Dann ist eine direkte Durchschal­ tung von Welle 1 auf Welle 13 möglich (wie bei der Variante 1.3 beschrieben). Wegen der Dreh­ richtung würde die direkte Durchschaltung bei 3 Gruppen (in der Regel sehr schnelle) Rückwärts­ gänge ergeben, was normalerweise nicht sinnvoll ist. (Wenn z. B. ein Planetengetriebe zur Drehzahl­ reduktion zwischengeschaltet wird, sind so aber durchaus Rückwärtsgänge zu realisieren.) Deshalb ist bei der Variante 1.3 eine 4. Gruppe vorgesehen. Mit den 4 Gruppen und der Durchschaltung erhält man 2 × 2 × 2 × 2 + 2 = 18 Vorwärtsgänge. Dies ist für Nutzfahrzeuge durchaus angebracht, für PKW ist die Zahl der Gänge aber zu hoch. Deshalb werden in den Varianten 2.3 und 3.3 Getriebe vorgestellt, bei denen auch mit weniger Gruppen eine Durchschaltung von Welle 1 auf Welle 13 möglich ist. (Wenn diese Durchschaltung nicht gewollt ist, können die Getriebe beliebig aufgebaut sein). Die Variante 4.3 hat keine Durchschaltmöglichkeit von Welle 1 auf Welle 13. Hier wird gezeigt, wie pro Gruppe mehr als 2 Gänge verwirklicht werden können. This is achieved because the gears are "nested" (eg gear 3 b lies between the gears 3 a and 4 a) and because the shaft belonging to the gear 3 a is guided through the other gears to the right, which means also for the gear 4 b there is an optional access to the gears 3 a and 4 a. This inserted shaft and access via (at least) 2 gearwheels and the output via (at least) 2 gearwheels also means that in addition to the "work path", the "synchronization path" required for the adjacent gear can also be switched. (Of course, not all clutches may be closed at the same time, as there would then be "gear salad". An additional independent electronic circuit, which excludes "prohibited" clutch combinations, should be available in any case. Mechanical monitoring by, for example, a slide that moves with the gears and only allows the "permitted" clutch combinations with corresponding recesses.) Because of the arbitrary assignment of the gears of the inner groups, the individual groups can in principle be designed to disengage either to the right or to the left. In variant 1.3 , shaft 1 comes from the left, the group transmissions are all drawn out to the right and shaft 13 goes to the right. With this construction (or of course exactly the other way round), the transmission can be designed without additional measures so that the shaft 13 is aligned with the shaft 1 by folding the arrangement according to FIG. 1b. This possibility is basically given according to 3 groups (with 4 waves). Then a direct connection from shaft 1 to shaft 13 is possible (as described for variant 1.3 ). Because of the direction of rotation, direct connection would result in 3 groups (usually very fast) in reverse gears, which is normally not advisable. (If, for example, a planetary gear is interposed to reduce the speed, reverse gears are definitely possible.) Therefore, a fourth group is provided for variant 1.3 . With the 4 groups and the shifting you get 2 × 2 × 2 × 2 + 2 = 18 forward gears. This is certainly appropriate for commercial vehicles, but the number of gears is too high for cars. For this reason, versions 2.3 and 3.3 present gearboxes in which switching from shaft 1 to shaft 13 is possible even with fewer groups. (If this switching is not wanted, the gearboxes can be of any design). Variant 4.3 has no possibility of switching through from shaft 1 to shaft 13 . Here it is shown how more than 2 courses can be realized per group.

Variante 2.3Variant 2.3

Variante 2.3 ist ein 6-Gang-Getriebe (+2 Rückwärtsgänge), bei dem mit 2 Gruppen-Vorgelege­ getrieben mit 3 Wellen die Möglichkeit einer direkten Durchschaltung von Welle 1 auf Welle 13 geschaffen werden kann. Dazu wird ausgenutzt, daß in der letzten (hier also der 2.) Gruppe die Gänge nicht mehr wahlweise sondern nur hintereinander geschaltet werden. Außerdem ist der 1. Gang der 2. Gruppe wieder mit einem verschiebbaren Zahnrad 4b ausgestattet. Damit kann der 1. Gang der 2. Gruppe entkoppelt werden (ist hier wichtig, siehe unten) und es können Rückwärtsgänge integriert werden (wurde hier nicht gezeichnet).Variant 2.3 is a 6-speed gearbox (+2 reverse gears), in which with 2 group countershaft drives with 3 shafts the possibility of a direct shift from shaft 1 to shaft 13 can be created. This is done by making use of the fact that in the last (here the 2nd) group the gears are no longer shifted alternatively but only one after the other. In addition, the 1st gear of the 2nd group is again equipped with a sliding gear 4 b. This enables the 1st gear of the 2nd group to be decoupled (important here, see below) and reverse gears can be integrated (was not shown here).

Der GSSG 9 ist hier für "Pendelbetrieb" ausgelegt (siehe auch G4 und G5), d. h. er besitzt einen her­ kömmlichen Stator und einen mit Welle 1 "mitrotierenden Stator". Beide wirken auf einen gemein­ samen Rotor, der mit dem Zahnrad 4 (der Welle 2) verbunden ist. Verbunden damit sind die Vorteile, daß bei allen Betriebszuständen ein Teil des GSSG 9 als Generator dienen kann, daß ein einfacher Starterbetrieb möglich ist (siehe dort), daß immer ein Abschnitt eine kleine Relativdrehzahl besitzt und damit im Synchronisations- und Lastschaltbetrieb ein hohes Drehmoment übertragen kann. Nach­ teilig ist lediglich, daß der "mitrotierende Stator" über Kontakte elektrischer Energie erhalten muß. (Hier kann auch eine entsprechend ausgelegte z. B. hydraulische Drehmaschine zum Einsatz kommen, die zumindest den mitrotierenden Anteil ersetzen kann.) Wie bei der Variante 1.3 kann auch hier der GSSG 9 am Zahnrad 3 angreifen statt am Zahnrad 4, d. h. die beiden Zahnräder vertauschen ihre Plätze. (Das Getriebe muß dann etwas anders ausgelegt werden und der 6. Gang ist dann der direkte Gang, im Gegensatz zum 5. bei der gezeichneten Ausführung). Hier ist eine Reibkupplung 24 vorgesehen zur Erhöhung des Anfahrdrehmomentes. Sie kann ersetzt werden durch eine (Klauen-)­ Kupplung 8 (bzw. 5), wenn das durch den GSSG 9 gelieferte Anfahrdrehmoment groß genug ist.The GSSG 9 is designed for "pendulum operation" (see also G4 and G5), ie it has a conventional stator and a stator that "rotates" with shaft 1 . Both act on a common rotor, which is connected to the gear 4 (the shaft 2 ). Associated with this are the advantages that part of the GSSG 9 can serve as a generator in all operating states, that simple starter operation is possible (see there), that a section always has a low relative speed and thus transmit a high torque in synchronization and power shift operation can. After part is only that the "co-rotating stator" must receive electrical energy contacts. (An appropriately designed hydraulic lathe, for example, can also be used here, which can at least replace the rotating part.) As with variant 1.3 , the GSSG 9 can also engage the gear 3 instead of the gear 4 , ie the two gears switch places. (The gearbox must then be designed a little differently and the 6th gear is then the direct gear, in contrast to the 5th in the illustrated version). Here, a friction clutch 24 is provided to increase the starting torque. It can be replaced by a (claw) clutch 8 (or 5) if the starting torque supplied by the GSSG 9 is large enough.

Der 1. Gang wird eingeschaltet, indem bei gelöster (optionaler) Reibkupplung 24 das Zahnrad 4 auf die Drehzahl 0 abgebremst wird (bzw. bei antriebslos rollendem Fahrzeug in eine Synchronisations­ drehzahl gebracht wird) und bei geschlossener Kupplung 7a das Zahnrad 4b nach rechts in einen kämmenden Eingriff mit dem Zahnrad 4b gebracht wird. Der 1. Gang wird aktiviert, indem der innere Anteil des GSSG 9 in einen Generator- und der äußere Anteil in einen Motorbetrieb geschaltet wird und damit die Drehzahl von Welle 2 auf die Drehzahl von Welle 2 beschleunigt wird. Dieser Vorgang kann durch die (optionale) Reibkupplung 24 unterstützt werden. Wenn die Kupplung 24 (bzw. 8 oder 5) vollständig geschlossen ist, arbeitet der 1. Gang ohne elektrische Unterstützung mit dem größtmöglichen Wirkungsgrad.The first gear is switched on by the gear 4 being braked to the speed 0 when the (optional) friction clutch 24 is released (or brought to a synchronization speed when the vehicle is idling) and the gear 4 b to the right when the clutch 7 a is closed is brought into meshing engagement with the gear 4 b. The 1st gear is activated by switching the inner part of the GSSG 9 into a generator and the outer part into a motor operation and thus accelerating the speed of shaft 2 to the speed of shaft 2 . This process can be supported by the (optional) friction clutch 24 . When clutch 24 (or 8 or 5) is fully closed, 1st gear works with the greatest possible efficiency without electrical support.

In den 2. Gang wird geschaltet und er wird aktiviert, indem bei gelöster Kupplung 24 mit Hilfe des GSSG 9 die Drehzahl von Zahnrad 4 (Welle 2) soweit über die Drehzahl von Welle 1 erhöht wird, daß die Kupplung 8a geschlossen werden kann. Dann kann noch die Kupplung 7a gelöst werden und der 2. Gang arbeitet ohne elektrische Unterstützung mit dem größtmöglichen Wirkungsgrad. In den 3. Gang wird geschaltet, indem mit Hilfe des GSSG 9 bei gelöster Kupplung 24 die Drehzahl von Zahnrad 4 (Welle 2) soweit gegenüber der Drehzahl von Welle 1 verringert wird, daß die Kupp­ lung 6a synchronisiert geschlossen werden kann. Der 3. Gang wird aktiviert, indem zunächst mit Hilfe des GSSG 9 die Kupplung 8a drehmomententlastet und geöffnet und danach durch den GSSG 9 (eventuell unterstützt über die Kupplung 24) die Drehzahl des Zahnrades 4 (der Welle 2) auf die Drehzahl von Welle 1 beschleunigt wird. Wenn die Kupplung 24 endgültig geschlossen ist, arbeitet der 3. Gang ohne elektrische Unterstützung mit dem größtmöglichen Wirkungsgrad.In the 2nd gear is switched and it is activated by the speed of gear 4 (shaft 2 ) is increased so far above the speed of shaft 1 that the clutch 8 a can be closed with the clutch 24 released using the GSSG 9 . Then the clutch 7 a can be released and the 2nd gear works without electrical support with the greatest possible efficiency. In 3rd gear is switched by using the GSSG 9 with clutch 24 released, the speed of gear 4 (shaft 2 ) is reduced as far as the speed of shaft 1 that the clutch development 6 a can be closed synchronized. The 3rd gear is activated by first relieving and opening the clutch 8 a with the help of the GSSG 9 and then by the GSSG 9 (possibly supported via the clutch 24 ) the speed of the gear wheel 4 (the shaft 2 ) to the speed of the shaft 1 is accelerated. When clutch 24 is finally closed, 3rd gear operates with the greatest possible efficiency without electrical assistance.

Wenn nicht mehr erwartet wird, daß in den 2. Gang zurückgeschaltet werden soll, kann das Zahnrad 4b nach links verschoben und danach die Kupplung 8a wieder geschlossen werden (wenn der Zwischenträger 10 auf der Achse 1a gelagert ist, wird sich die Synchronisationsdrehzahl durch die unvermeidlichen Reibvorgänge einstellen). In diesem Zustand wird in den 4. Gang geschaltet und er wird aktiviert, indem mit Hilfe des GSSG 9 und gelöster Kupplung 24 die Drehzahl von Zahnrad 4 (Welle 2) soweit erhöht wird, daß die Kupplung 25 geschlossen werden kann. Wenn dann noch die Kupplung 6a gelöst wird, arbeitet der 4. Gang ohne elektrische Unterstützung mit dem größtmög­ lichen Wirkungsgrad. Durch diese Anordnung ist also ein Zugriff von Zahnrad 3a auf Zahnrad 3b möglich, ohne daß das Zahnrad 3b zwischen Zahnrad 3a und Zahnrad 4a angeordnet ist. Das nach links verschobene (bzw. ausgekuppelte) Zahnrad 4b gibt also über den Zwischenträger 10 und die Kupplungen 8a und 25 einen Weg vom Zahnrad 3a zum Zahnrad 3b frei. If it is no longer expected that it should be shifted back into 2nd gear, the gear 4 b can be shifted to the left and then the clutch 8 a can be closed again (if the intermediate carrier 10 is mounted on the axle 1 a, the synchronization speed will change through the inevitable rubbing). In this state, the gear is switched to 4th gear and it is activated by using the GSSG 9 and released clutch 24 to increase the speed of gear 4 (shaft 2 ) to such an extent that clutch 25 can be closed. If clutch 6 a is then released, 4th gear works without electrical support with the greatest possible efficiency. With this arrangement, an access from gear 3 a to gear 3 b is possible without the gear 3 b being arranged between gear 3 a and gear 4 a. The gear 4 b shifted to the left (or disengaged) thus releases a path from the gear 3 a to the gear 3 b via the intermediate carrier 10 and the couplings 8 a and 25 .

In den 5. Gang wird geschaltet indem mit Hilfe des GSSG 9 bei gelöster Kupplung 24 die Drehzahl von Zahnrad 4 (Welle 2) soweit abgesenkt wird, daß die Kupplung 11 synchronisiert geschlossen werden kann. Der 5. Gang wird aktiviert, indem mit Hilfe des GSSG 9 zunächst die Kupplung 25 drehmomententlastet und gelöst und danach die Drehzahl des Zahnrades 4 (der Welle 2) auf die Drehzahl von Welle 1 angehoben und die Kupplung 24 geschlossen wird. Der letzte Vorgang kann wieder durch die Reibkupplung 24 unterstützt werden. Wenn die Kupplung 24 endgültig geschlossen ist arbeitet der 5. Gang als direkte Durchschaltung von Welle 1 auf Welle 13 mit dem überhaupt größtmöglichen Wirkungsgrad.In 5th gear is switched by using the GSSG 9 with clutch 24 released, the speed of gear 4 (shaft 2 ) is reduced to such an extent that clutch 11 can be closed synchronously. The 5th gear is activated by first relieving and releasing the clutch 25 with the aid of the GSSG 9 and then increasing the speed of the gear wheel 4 (the shaft 2 ) to the speed of shaft 1 and closing the clutch 24 . The last process can again be supported by the friction clutch 24 . When the clutch 24 is finally closed, the 5th gear works as a direct connection from shaft 1 to shaft 13 with the greatest possible efficiency.

In den 6. Gang wird geschaltet und er wird aktiviert, indem bei geöffneter Kupplung 24 mit Hilfe des GSSG 9 die Drehzahl des Zahnrades 4 (der Welle 2) soweit erhöht wird, daß die Kupplungen 8a und 7a (bzw. eine optionale Kupplung 26) synchronisiert geschlossen werden können. Damit sind die Zahnräder 3a und 4a miteinander gekoppelt und erzeugen für die Welle 2 eine Übersetzung ins Schnelle. Das Getriebe arbeitet dann ohne elektrische Unterstützung mit dem größtmöglichen Wirkungsgrad.In 6th gear is switched and it is activated by the speed of the gear 4 (the shaft 2 ) is increased with the clutch 24 open using the GSSG 9 to such an extent that the clutches 8a and 7a (or an optional clutch 26 ) can be closed synchronized. Thus, the gears 3 a and 4 a are coupled to each other and generate a translation into the fast for the shaft 2 . The gearbox then works with the greatest possible efficiency without electrical support.

Das Runterschalten funktioniert in umgekehrter Reihenfolge. Während des Lastschaltvorganges vom 3. in den 2. Gang muß der GSSG 9 etwas länger eine Drehmomentübertragung sicherstellen, da das Zahnrad 4b unter Synchronisationsbedingungen nach rechts verschoben werden muß. Zwei Rück­ wärtsgänge können mit einem zusätzlichen Zahnrad wie nach Variante 1.3 verwirklicht werden. Mit den gezeichneten Abmessungen übersetzt der 6. Gang um den Faktor 1,43 ins Schnelle, dieser Faktor ist zugleich der Gangsprung. Die Gesamtspreizung ist 6.The downshift works in reverse order. During the power shift from 3rd to 2nd gear, the GSSG 9 must ensure a slightly longer torque transmission, since the gear 4 b must be shifted to the right under synchronization conditions. Two reverse gears can be realized with an additional gear as in variant 1.3 . With the dimensions shown, 6th gear translates by a factor of 1.43, this factor is also the gear jump. The total spread is 6.

Für den Warmstartvorgang kann die Kupplung 24 geschlossen werden, der äußere Anteil des GSSG 9 arbeitet dann als Startermotor. Für den Kaltstart kann die Kupplung 24 geöffnet werden. Der äußere Anteil kann dann etwa die halbe Starterdrehzahl liefern und die Drehzahl des inneren Anteils wird zur Drehzahl des äußeren Anteiles hinzuaddiert. Die beiden Anteile können also jeweils bei etwa der halben Drehzahl ein hohes Drehmoment liefern.The clutch 24 can be closed for the warm start process, the outer portion of the GSSG 9 then works as a starter motor. The clutch 24 can be opened for the cold start. The outer part can then deliver about half the starter speed and the speed of the inner part is added to the speed of the outer part. The two parts can therefore each deliver a high torque at about half the speed.

Bei der Variante 2.3 wird also in der letzten (zweiten) Gruppe durch das verschiebbare (bzw. auch auskuppelbare) Zahnrad 4b, den Zwischenträger 10 und die zusätzliche Kupplung 25 eine (in der Zeichnung) nach rechts gerückte Anordnung der Zahnräder 3b und 4b mit gleichzeitig wählbarer Koppelmöglichkeit zu den Zahnrädern 3a und 4a geschaffen. Bei der Variante 3.3 wird für diesen Vorgang eine weitere Lösungsmöglichkeit aufgezeigt.In variant 2.3 , in the last (second) group, the displaceable (or also disengageable) gear 4 b, the intermediate carrier 10 and the additional clutch 25 result in an arrangement of the gears 3 b and 4 (to the right in the drawing) b created with a selectable coupling option to the gears 3 a and 4 a. Version 3.3 shows another possible solution for this process.

Variante 3.3Variant 3.3

Dargestellt ist diese Variante als Detail-Prinzipdarstellung in Anlehnung an Fig. 2. Deshalb ist weiterhin ein verschiebbares Zahnrad 4b auf einem Zwischenträger 10 dargestellt. Für die Variante 3.3 sind diese Vorrichtungen (bzw. ein auskuppelbares Zahnrad 4b) nicht erforderlich. Grundsätzlich sind auch mehr als 2 Zahnräder (hier 3b und 4b) mit der Variante 3.3 ansteuerbar. Auch hier wird davon Gebrauch gemacht, daß die Zahnräder der letzten Gruppe nur in einer bestimmten Reihenfolge angesteuert werden müssen.This variant is shown as a detailed representation of the principle based on FIG. 2. Therefore, a displaceable gearwheel 4 b on an intermediate carrier 10 is also shown. For the version 3.3, these devices (or a disengageable gear 4 b) are not required. Basically, more than 2 gears (here 3b and 4b) can be controlled with variant 3.3 . Here too, use is made of the fact that the gears of the last group only have to be actuated in a specific sequence.

Bei der Variante 3.3 müssen die Zahnräder 3b und 4b (und eventuelle weitere Zahnräder) mit verhält­ nismäßig großem Durchmesser gelagert sein. Die mit Längsnuten versehenen und mit den Zahnrädern 3b und 4b (bzw. Zwischenträger 10) fest verbundenen Mitnehmer 27 und 28 sind so aus­ geführt, daß die ebenfalls mit passenden Längsnuten versehenen und axial verschiebbaren Mitnehmer 29 und 30 durch die Mitnehmer 27 und 28 hindurch verschoben werden können. Der Mitnehmer 29 ist mit außenliegenden Längsnuten über die zugehörigen innenliegenden Längsnuten 32 mit dem Zahnrad 4a drehfest und längsverschiebbar verbunden, während der Mitnehmer 30 mit innenliegenden Längsnuten über die zugehörigen außenliegenden Längsnuten 31 der Welle 1a drehfest und längs­ verschiebbar mit dem Zahnrad 3a verbunden ist. Zwischen den Mitnehmern 27, 28 und den Mitneh­ mern 29, 30 besteht eine drehfeste Verbindung wenn sie gekoppelt sind. Es können auch jeweils beide Mitnehmer 29, 30 mit dem Mitnehmer 27 oder mit dem Mitnehmer 28 eine drehfeste Verbindung herstellen. In variant 3.3 , the gears 3 b and 4 b (and any other gears) must be mounted with a relatively large diameter. The provided with longitudinal grooves and with the gears 3 b and 4 b (or intermediate carrier 10 ) drivers 27 and 28 are guided so that the axially displaceable drivers 29 and 30 also provided with suitable longitudinal grooves and axially displaceable by the drivers 27 and 28th can be moved through. The driver 29 is connected with external longitudinal grooves via the associated internal longitudinal grooves 32 to the gear 4 a in a rotationally fixed and longitudinally displaceable manner, while the driver 30 is connected with internal longitudinal grooves via the associated external longitudinal grooves 31 of the shaft 1 a in a rotationally fixed and longitudinally displaceable manner with the gear 3 a is. Between the drivers 27 , 28 and the drivers 29 , 30 there is a rotationally fixed connection when they are coupled. Both drivers 29 , 30 can also each produce a rotationally fixed connection with driver 27 or driver 28 .

Im Leerlauf sollte sich Mitnehmer 29 links und Mitnehmer 30 rechts vom Mitnehmer 28 befinden. Der 1. Gang wird eingeschaltet, indem bei gelöster Kupplung 24 (8) das Zahnrad 4 mit Hilfe des GSSG 9 so gedreht wird, daß der Mitnehmer 29 synchronisiert in den Mitnehmer 28 geschoben werden kann (es sollte rechts noch Platz bleiben). Der 1. Gang wird aktiviert, indem das Zahnrad 4 auf die Drehzahl von Welle 1 beschleunigt und dann die Kupplung 24 (8) geschlossen wird. (Viele Einzelheiten sind so wie bei der Variante 2.3, deshalb wird hier nicht alles wiederholt.) Der 2. Gang wird eingeschaltet und aktiviert, indem zunächst die Kupplung 24 gelöst und danach mit Hilfe des GSSG 9 die Drehzahl von Zahnrad 4 soweit erhöht wird, daß der Mitnehmer 30 von rechts her eben­ falls in den Mitnehmer 28 geschoben werden kann. Jetzt kann der Mitnehmer 29 nach links aus dem Mitnehmer 28 herausgezogen werden. Der 3. Gang wird eingeschaltet, indem über den GSSG 9 der Mitnehmer 29 so gedreht wird, daß er synchronisiert bis auf die linke Seite des Mitnehmers 27 geschoben werden kann. Der 3. Gang wird aktiviert, indem drehmomententlastet über den GSSG 9 der Mitnehmer 30 nach links aus dem Mitnehmer 28 herausgenommen und danach die Drehzahl von Zahnrad 4 auf die Drehzahl von Welle 1 beschleunigt und die Kupplung 24 geschlossen wird. Der 4. Gang wird eingeschaltet und aktiviert, indem bei gelöster Kupplung 24 über den GSSG 9 zunächst die Drehzahl von Zahnrad 4 soweit erhöht wird, daß der Mitnehmer 30 synchronisiert in den Mitnehmer 27 geschoben und danach der Mitnehmer 29 nach links aus dem Mitnehmer 27 herausgezogen werden kann. (Gezeichnete Stellung).In idle mode, driver 29 should be on the left and driver 30 on the right of driver 28 . The 1st gear is switched on by turning the gear 4 with the aid of the GSSG 9 with the clutch 24 ( 8 ) released so that the driver 29 can be pushed into the driver 28 synchronized (there should still be space on the right). The 1st gear is activated by accelerating the gear 4 to the speed of shaft 1 and then closing the clutch 24 ( 8 ). (Many details are the same as in variant 2.3 , which is why not everything is repeated here.) The 2nd gear is switched on and activated by first disengaging the clutch 24 and then using the GSSG 9 to increase the speed of gear 4 as far as possible. that the driver 30 from the right just in case can be pushed into the driver 28 . Now the driver 29 can be pulled out of the driver 28 to the left. The 3rd gear is switched on by turning the driver 29 via the GSSG 9 in such a way that it can be pushed synchronously up to the left side of the driver 27 . The 3rd gear is activated by removing the torque 30 via the GSSG 9 of the driver 30 to the left from the driver 28 and then accelerating the speed of gear 4 to the speed of shaft 1 and closing the clutch 24 . The 4th gear is switched on and activated by first increasing the speed of gear 4 with the clutch 24 released via the GSSG 9 so that the driver 30 is pushed into the driver 27 synchronized and then the driver 29 is pulled out of the driver 27 to the left can be. (Drawn position).

Dieser Ablauf ist bei entsprechend langen Längsnuten auch für mehr als 2 Zahnräder möglich. Hier wird davon Gebrauch gemacht, daß in der letzten Gruppe die Kombination zwischen den Zahnrädern 3a, 4a und den Zahnrädern 3b, 4b nur in einer bestimmten Reihenfolge beim Rauf- und Runter­ schalten benötigt wird und die Mitnehmer 29 und 30 in genau dieser Reihenfolge hintereinander weg bewegt werden können. Der. 5. und 6. Gang und die Rückwärtsgänge werden analog zur Variante 2.3 geschaltet und aktiviert.This process is also possible for more than 2 gears if the longitudinal grooves are long enough. Here, use is made of the fact that in the last group the combination between the gears 3 a, 4 a and the gears 3 b, 4 b is only required in a certain sequence when switching up and down and the drivers 29 and 30 in exactly can be moved away in this order. The. 5th and 6th gear and reverse gears are switched and activated in the same way as variant 2.3 .

Variante 4.3Variant 4.3

Bei dieser Variante wird auf eine Durchschaltung von Welle 1 auf Welle 13 verzichtet. So wie die Variante gezeichnet ist, kann das Getriebe parallel zur Brennkraftmaschine mit einem Abschnitt neben der Brennkraftmaschine angebracht werden, weil die Zahnräder 3b1 und 3b2 nach links aus­ ladend angebracht sind. Das ergibt eine platzsparende Bauweise z. B. für Fahrzeuge mit Frontantrieb und quer eingebauter Brennkraftmaschine oder für Fahrzeuge mit Allradantrieb. Bei dieser Variante mit 2 Gruppen (3 Wellen) wird gezeigt, wie pro Gruppe mehr als 2 Gänge realisiert werden können.In this variant, switching from shaft 1 to shaft 13 is dispensed with. As the variant is drawn, the gearbox can be mounted parallel to the internal combustion engine with a section next to the internal combustion engine, because the gears 3 b1 and 3 b2 are mounted to the left for loading. This results in a space-saving construction z. B. for vehicles with front-wheel drive and transversely installed internal combustion engine or for vehicles with all-wheel drive. This variant with 2 groups (3 waves) shows how more than 2 gears can be realized per group.

Der GSSG 9 wirkt jetzt über das Sonnenrad 37 eines Planetensatzes 37, 38, 39 auf das Getriebe, das Hohlrad 39 ist direkt mit der Welle 1 verbunden und die Stegwelle 2 der Planetenräder 38 ist direkt mit dem Zahnrad 4 verbunden. Das Zahnrad 3 ist direkt mit der Welle 1 verbunden. Der Aufbau ist ähnlich wie bei den Varianten 1.2 und 2.2 aus G5. Mit der (Klauen-)Bremse 41 kann das Sonnenrad 37 festgesetzt werden, dann untersetzt der Planetensatz 37, 38, 39 von der Welle 1 zur Welle 2. Mit der (Klauen-)Kupplung 40 kann der Planetensatz 37, 38, 39 verblockt werden, dann besteht das Über­ setzungsverhältnis 1 zwischen Welle 1 und Welle 2. Der Planetensatz 37, 38, 39 kann also wie eine weitere Gruppe aufgefaßt werden. Es ist aber günstiger, die Zahnräder 3 und 4 als eine Gruppe mit 3 Gängen aufzufassen. (In G5 werden weitere Möglichkeiten, z. B. ein doppelt wirkender Planetensatz oder weitere zu Zahnrad 3 parallele Zahnräder beschrieben. Alle diese Möglichkeiten sind hier einsetzbar und fahren zu einer Gruppe mit entsprechend (fast beliebig) vielen Gängen.)The GSSG 9 now acts on the transmission via the sun gear 37 of a planetary gear set 37 , 38 , 39 , the ring gear 39 is connected directly to the shaft 1 and the web shaft 2 of the planet gears 38 is connected directly to the gear 4 . The gear 3 is connected directly to the shaft 1 . The structure is similar to variants 1.2 and 2.2 from G5. The sun gear 37 can be fixed with the (claw) brake 41 , then the planetary gear set 37 , 38 , 39 reduces from the shaft 1 to the shaft 2 . With the (claw) clutch 40 , the planetary gear set 37 , 38 , 39 can be blocked, then there is the transmission ratio 1 between shaft 1 and shaft 2 . The planetary gear set 37 , 38 , 39 can thus be understood as another group. However, it is cheaper to consider gears 3 and 4 as a group with 3 gears. (G5 describes further options, e.g. a double-acting planetary gear set or additional gear wheels parallel to gear 3. All of these options can be used here and drive to a group with a corresponding (almost unlimited) number of gears.)

Die 2. Gruppe hat wie bisher die Eingangszahnräder 3a und 4a und die Kupplungen 5a, 6a, 7a und 8a (die geänderte Lage dieser Kupplungen ergibt sich, weil diese Gruppe nach links ausladend gezeichnet ist). Die Zahl der Gänge dieser Gruppe wird deshalb erhöht, weil Zwischenträger 33 und 34 und Schaltmuffen 35 und 36 eingebaut sind, die es gestatten, wahlweise die Zahnräder 3b1, 3b2, 4b1 oder 4b2 zur Drehmomentübertragung zu benutzen. Mit dem Zahnrad 3b1 sind bei dieser Variante die Rückwärtsgänge gekoppelt, über das Zahnrad 4b1 läuft der 1. Gang dieser Gruppe, über die Zahnräder 3b2 und 4b2 jeweils der 2. und 3. Gang. Alle Gänge werden auf der Welle 13 mit den Zahnrädern 3c1, 3c2, 4c1 und 4c2 gesammelt. Auf diese Art und Weise können (fast beliebig) viele Gänge in der 2. Gruppe installiert werden. Dabei ist es wichtig, daß die Vorwärtsgänge alternierend den Zwischen­ trägern 33 und 34 zugeordnet werden. Die 2. Gruppe hat also 3 Vorwärtsgänge und einen Rück­ wärtsgang, damit erhalten wir insgesamt 3 × 3 = 9 Vorwärtsgänge und 3 Rückwärtsgänge, die nach der folgenden Vorgehensweise geschaltet werden.The second group has the input gears 3 a and 4 a and the clutches 5 a, 6 a, 7 a and 8 a as before (the changed position of these clutches results because this group is drawn out to the left). The number of gears in this group is increased because intermediate carriers 33 and 34 and shift sleeves 35 and 36 are installed, which allow the gears 3 b1, 3 b2, 4 b1 or 4 b2 to be used for torque transmission. With the gear 3 b1 the reverse gears are in this variant, coupled, via the gear 4 of the b1 1st gear running of this group, the gears 3 and 4 b2 b2 each of the 2nd and 3rd gear. All gears are collected on the shaft 13 with the gears 3 c1, 3 c2, 4 c1 and 4 c2. In this way (almost any number of) gears can be installed in the 2nd group. It is important that the forward gears are alternately assigned to the intermediate carriers 33 and 34 . The second group has 3 forward gears and one reverse gear, so we get a total of 3 × 3 = 9 forward gears and 3 reverse gears, which are shifted according to the following procedure.

Der 1. Gang wird synchronisiert eingeschaltet, indem über den GSSG 9 das Sonnenrad 37 so schnell rückwärts gedreht wird, daß die Stegwelle 2 steht (bzw. sich bei rollendem Fahrzeug synchronisiert dreht). Jetzt kann die Kupplung 7a und die Schaltmuffe nach links geschlossen werden. Der 1. Gang wird aktiviert, indem mit Hilfe des GSSG 9 die Drehzahl des Sonnenrades 37 auf Null abgebremst wird. Wenn dann noch die Bremse 41 geschlossen wird, arbeitet der 1. Gang ohne elektrische Unter­ stützung mit dem größtmöglichen Wirkungsgrad. In den 2. Gang wird geschaltet und er wird aktiviert, indem bei gelöster Bremse 41 die Drehzahl des Sonnenrades 37 mit Hilfe des GSSG 9 auf die Dreh­ zahl von Welle 1 beschleunigt wird. Wenn dann noch die Kupplung 40 geschlossen wird, arbeitet der 2. Gang ohne elektrische Unterstützung mit dem größtmöglichen Wirkungsgrad. In den 3. Gang wird geschaltet und er wird aktiviert, indem bei gelöster Kupplung 40 die Drehzahl des Sonnenrades 37 soweit erhöht wird, daß die Kupplung 8a geschlossen werden kann. Wenn nun noch die Kupplung 7a geöffnet wird, arbeitet der 3. Gang ohne elektrische Unterstützung mit dem größtmöglichen Wirkungs­ grad.The 1st gear is switched on synchronously by turning the sun gear 37 backwards so quickly via the GSSG 9 that the web shaft 2 is stationary (or rotates synchronously when the vehicle is rolling). Now the clutch 7 a and the shift sleeve can be closed to the left. The 1st gear is activated by using the GSSG 9 to slow the speed of the sun gear 37 to zero. If the brake 41 is then closed, the 1st gear works without electrical support with the greatest possible efficiency. In the 2nd gear is switched and it is activated by accelerating the speed of the sun gear 37 with the help of the GSSG 9 to the speed of shaft 1 with the brake 41 released . If clutch 40 is then closed, 2nd gear works with the greatest possible efficiency without electrical support. In the 3rd gear is switched and it is activated by the speed of the sun gear 37 is increased so far when the clutch 40 is released that the clutch 8 a can be closed. Now, when even the clutch 7 a is opened, the 3rd gear without electrical assistance with the greatest possible effect operates degrees.

In den 4. Gang wird geschaltet, indem mit Hilfe des GSSG 9 das Sonnenrad 37 so gedreht wird, daß die Schaltmuffe 35 nach links und die Kupplung 6a geschlossen werden kann. Der 4. Gang wird aktiviert, indem zunächst drehmomententlastet über den GSSG 9 die Kupplung 8a geöffnet und danach wieder mit Hilfe des GSSG 9 die Drehzahl des Sonnenrades 37 auf Null abgebremst wird. Wenn dann noch die Kupplung 41 geschlossen wird, arbeitet der 4. Gang ohne elektrische Unter­ stützung mit dem größtmöglichen Wirkungsgrad. Den 5. und 6. Gang erhält man wie zuvor den 2. und 3. Gang, nur daß jetzt statt der Kupplung 8a die Kupplung 5a betätigt werden muß.In the 4th gear is switched by using the GSSG 9, the sun gear 37 is rotated so that the shift sleeve 35 to the left and the clutch 6 a can be closed. The 4th gear is activated by first releasing the clutch 8 a via the GSSG 9 and then using the GSSG 9 to slow the speed of the sun gear 37 down to zero. If the clutch 41 is then closed, the 4th gear works without electrical support with the greatest possible efficiency. The 5th and 6th gear is as before the 2nd and 3rd speed is obtained, except that now instead of the clutch 8 a the clutch 5 must be operated a.

In den 7. Gang wird geschaltet, indem mit Hilfe des GSSG 9 das Sonnenrad 37 so gedreht wird, daß die Schaltmuffe 36 nach rechts und die Kupplung 7a geschlossen werden kann. Der 7. Gang wird aktiviert, indem zunächst drehmomententlastet über den GSSG 9 die Kupplung 5a geöffnet und danach wieder mit Hilfe des GSSG 9 die Drehzahl des Sonnenrades 37 auf Null abgebremst wird. Wenn dann noch die Bremse 41 geschlossen wird, arbeitet der 7. Gang ohne elektrische Unterstützung mit dem größtmöglichen Wirkungsgrad. Die Gänge 8 und 9 erhält man wie zuvor die Gänge 2 und 3.In the 7th gear is switched by using the GSSG 9, the sun gear 37 is rotated so that the shift sleeve 36 can be closed to the right and the clutch 7 a. The 7th gear is activated by first torque relieved via the GSSG 9, the clutch 5 a is opened and then braked again by means of the GSSG 9, the speed of the sun wheel 37 to zero. If the brake 41 is then closed, the 7th gear works without electrical support with the greatest possible efficiency. Gears 8 and 9 are the same as gears 2 and 3.

Beim Runterschalten wird die genannte Reihenfolge rückwärts durchlaufen. Die 3 Rückwärtsgänge erhält man wie den 1., 2., und 3. Gang, nur daß nun die Schaltmuffe 35 nach rechts geschlossen werden muß und die ersten beiden Rückwärtsgänge über die Kupplung 6a arbeiten, während für den 3. Rückwärtsgang die Kupplung 5a geschlossen sein muß. Mit den gezeichneten Abmessungen erreicht man Gangsprünge von 1,25 und eine Spreizung um den Faktor 6, diese Parameter sind aber in weiten Grenzen einstellbar.When downshifting, the sequence is reversed. The three reverse speeds to as the 1st, 2nd, and 3rd gear gets, except that now the sliding sleeve must be closed 35 to the right and the first two reverse gears via the clutch 6 a work, while for the third reverse gear, the clutch 5 a must be closed. With the dimensions shown, gait jumps of 1.25 and a spread by a factor of 6 can be achieved, but these parameters can be set within wide limits.

Der Warmstart kann bei geschlossener Kupplung 40 wie bei der Variante 2.3 ablaufen, der Kaltstart bei geöffneter Kupplung 40 ebenfalls wie bei Variante 2.3.The warm start can take place with the clutch 40 closed as in variant 2.3 , the cold start with the clutch 40 open as in variant 2.3 .

Bedingt durch die kleinen Gangsprünge ist das Sonnenrad 37 klein, d. h. am Sonnenrad 37 werden hohe Drehzahlen bei kleinen Drehmomenten des GSSG 9 benötigt. Diese Auslegung ist also für Brennkraftmaschinen mit großen Momenten und kleinen Drehzahlen sinnvoll. In G5 wird gezeigt, wie man andere Auslegungen erreichen kann. Due to the small gear jumps, the sun gear 37 is small, ie high speeds at low torques of the GSSG 9 are required on the sun gear 37 . This design is therefore useful for internal combustion engines with large torques and low speeds. G5 shows how other interpretations can be achieved.

Variante 5.3Variant 5.3

Fig. 5 ist eine Detailänderung der Fig. 2. Die damit verbundenen Merkmale können aber bei allen anderen Varianten angewendet werden. Hier wird die Welle 1 durch das Zahnrad 3 hindurch in den Zwischenraum zwischen Zahnrad 3 und Zahnrad 4 gezogen. Eine lösbare Verbindung zwischen Welle 1 und Zahnrad 3 kann durch die (Klauen-)Kupplung 5 hergestellt werden, eine solche zwischen Welle 1 und Zahnrad 4 durch die Kupplung 8. Die Kupplungen 5 und 8 müssen so geschaltet werden, daß immer mindestens eine dieser Verbindungen besteht. Außerdem können die Zahnräder 3 und 4 über eine optionale Reibkupplung 24 verbunden werden. Der "mitrotierende Stator" des GSSG 9 ist z. B. mit Zahnrad 3 verbunden, der Rotor mit dem Zahnrad 4 (geht auch andersrum, dieser Anteil des GSSG 9 kann z. B. auch durch einen Hydraulikmotor ersetzt werden). FIG. 5 is a change in the detail of FIG. 2. The associated features can, however, be applied to all other variants. Here, the shaft 1 is pulled through the gear 3 into the space between the gear 3 and gear 4 . A detachable connection between shaft 1 and gear 3 can be established by the (claw) coupling 5 , such between shaft 1 and gear 4 by means of the coupling 8 . The clutches 5 and 8 must be switched so that there is always at least one of these connections. In addition, the gears 3 and 4 can be connected via an optional friction clutch 24 . The "co-rotating stator" of the GSSG 9 is e.g. B. connected to gear 3 , the rotor with gear 4 (the other way around, this part of GSSG 9 can also be replaced by a hydraulic motor, for example).

Zum Funktionsablauf. Angenommen, das Getriebe arbeitet bei geschlossener Kupplung 8 über das Zahnrad 4. Dann kann bei geöffneter Kupplung 5 mit Hilfe des GSSG 9 über das Zahnrad 3 ein "Synchronisationspfad" aufgebaut werden, d. h. der zugehörige Gang wird eingeschaltet. Er wird aktiviert, indem zunächst drehmomententlastet über den GSSG 9 die zugehörigen Kupplung 6a oder 7a des Zahnrades 4a geöffnet wird und danach mit Hilfe des GSSG 9 die Drehzahl von Zahnrad 3 an die Drehzahl von Welle 1 angepaßt wird. Dabei kann die optionale Reibkupplung 24 unterstützend wirken. Dann können die Kupplung 5 geschlossen und danach die Kupplungen 24 und 8 geschlossen werden.To the functional sequence. Assume that the transmission operates via the gear 4 when the clutch 8 is closed. Then, with the clutch 5 open, a "synchronization path" can be established using the GSSG 9 via the gear 3 , ie the associated gear is switched on. It is activated by first releasing the associated clutch 6 a or 7 a of the gear 4 a via the GSSG 9 and then using the GSSG 9 to adjust the speed of gear 3 to the speed of shaft 1 . The optional friction clutch 24 can act as a support. Then the clutch 5 can be closed and then the clutches 24 and 8 can be closed.

Nun arbeitet das Getriebe über das Zahnrad 3 bei geschlossener Kupplung 5 und mit Hilfe des GSSG 9 kann über das Zahnrad 4 ein "Synchronisationspfad" aufgebaut werden. Der zugehörige Gang ist dann eingeschaltet. Er wird aktiviert, indem zunächst drehmomententlastet über den GSSG 9 die zugehörige Kupplung 8a oder 5a bzw. 25 des Zahnrades 3a gelöst wird und danach mit Hilfe des GSSG 9 die Drehzahl von Zahnrad 4 an die Drehzahl von Welle 1 angepaßt wird. Dabei kann die optionale Reibkupplung 24 unterstützend wirken. Dann kann die Kupplung 8 geschlossen und danach können die Kupplungen 24 und 5 geöffnet werden und über das Zahnrad 3 kann wieder ein "Synchro­ nisationspfad" aufgebaut werden usw..Now the gear works via the gear 3 with the clutch 5 closed and with the help of the GSSG 9 a "synchronization path" can be established via the gear 4 . The associated gear is then switched on. It is activated by first releasing the associated clutch 8 a or 5 a or 25 of the gear 3 a via the GSSG 9 and then using the GSSG 9 to adjust the speed of gear 4 to the speed of shaft 1 . The optional friction clutch 24 can act as a support. Then the clutch 8 can be closed and then the clutches 24 and 5 can be opened and a "synchronization path" can be built up again via the gear 3 , etc.

Verbunden mit dieser Anordnung sind die Vorteile, daß immer vor den Gangwechseln ein "Synchro­ nisationspfad" aufgebaut werden kann und daß die eine optionale Reibkupplung fast immer den Last­ schaltvorgang unterstützen kann. Durch diese Bauart kann der zusätzliche Motor 21 der Variante 1.3 entfallen. In der Variante 1.3 können diese Vorteile dadurch erreicht werden, daß das Sonnenrad 14 direkt mit dem Zahnrad 3 verbunden wird.Associated with this arrangement are the advantages that a "synchronization path" can always be built up before the gear changes and that an optional friction clutch can almost always support the load shifting process. With this design, the additional motor 21 of variant 1.3 can be omitted. In variant 1.3 , these advantages can be achieved in that the sun gear 14 is connected directly to the gear 3 .

Wenn der innere Anteil des GSSG 9 durch z. B. einen Hydraulikmotor ersetzt wird, arbeitet der äußere Anteil des GSSG 9 wie ein herkömmlicher KSG. Wenn dieser KSG zwischen Zahnrad 3 und Zahnrad 4 umgeschaltet werden kann, können durch den KSG die Synchronisations- und Schaltvorgänge zusätzlich unterstützt werden.If the inner portion of GSSG 9 by z. B. a hydraulic motor is replaced, the outer portion of the GSSG 9 works like a conventional KSG. If this KSG can be switched between gear 3 and gear 4 , the synchronization and switching processes can be additionally supported by the KSG.

Schlußbemerkungenclosing remarks

Viele der angegebenen Merkmale der Varianten (auch der vorausgegangenen Anmeldungen) können miteinander kombiniert werden, z. B. die Anordnung des GSSG 9 und der zugehörigen Kupplungen nach Variante 5.3 mit den andern Merkmalen der Varianten 1.3, 3.3 und 4.3. Außerdem können z. B. an vielen Stellen Reibkupplungen oder Reibbremsen zur Erhöhung der Anfahr- bzw. Lastschalt­ drehmomente eingesetzt werden. Die daraus resultierende Variantenvielfalt wird hier nicht aufgeführt.Many of the specified features of the variants (including previous registrations) can be combined with each other, e.g. B. the arrangement of GSSG 9 and the associated couplings according to variant 5.3 with the other features of variants 1.3 , 3.3 and 4.3 . In addition, e.g. B. in many places friction clutches or friction brakes to increase the starting or powershift torques are used. The resulting variety of variants is not listed here.

Claims (16)

1. Automatisches Gruppen-Lastschaltgetriebe mit Synchronisations- und Lastschaltfunktion über eine Drehmaschine mit einer Eingangswelle 1 und einer Ausgangswelle 13, wobei der Eingangswelle 1 mindestens zwei Zahnräder 3 und 4 zugeordnet sind, wobei ein Zahnrad (z. B. Zahnrad 3) fest mit Welle 1 verbunden sein kann und ein zweites Zahnrad (z. B. Zahnrad 4) eine von Welle 1 abweichende Drehzahl annehmen kann, indem es durch eine Kupplung 8 (24) entweder mit Welle 1 drehfest verbunden oder von dieser gelöst sein kann oder daß zwischen Welle 1 und dem (z. B.) Zahnrad 4 ein Planetensatz 37, 38, 39 geschaltet ist, der bei Verblockung (z. B. über Kupplung 40) die Drehzahl von Welle 1 annimmt und bei Festsetzung z. B. der Bremse 41 für das Zahnrad 4 eine gegenüber Welle 1 reduzierte Drehzahl liefert und einem Drehmotor 9, der bei gelöster Kupplung 8 (24) oder bei gleichzeitig gelöster Kupplung 40 und Bremse 41 eine Differenzdrehzahl zwischen Welle 1 und dem Zahnrad 4 erzeugen kann und mindestens zwei weiteren Zahnrädern 3a und 4a, die mit den Zahnrädern 3 und 4 in kämmenden Eingriff sind, und zwei Kupplungen 6a und 7a, die mit dem Zahnrad 4a verbunden sind, und einer Kupplung 5a, die mit dem Zahnrad 3a verbunden ist, und einer Kupplung 8a, die über eine Welle 1a durch das Zahnrad 4a hindurch mit dem Zahnrad 3a verbunden ist, und einem Zahnrad 3b, das zwischen den Zahnrädern 3a und 4a angeordnet ist und mit den Kupp­ lungen 5a oder 6a wahlweise drehfest mit dem Zahnrad 3a oder 4a verbunden werden kann und einem Zahnrad 4b, das vom Zahnrad 4a aus gesehen auf der anderen Seite angebracht ist als das Zahnrad 3b und das wahlweise über die Kupplung 7a mit dem Zahnrad 4a oder über die Kupplung 8a und die Achse 1a mit dem Zahnrad 3 verbunden werden kann.1. Automatic group powershift transmission with synchronization and powershift function via a lathe with an input shaft 1 and an output shaft 13 , the input shaft 1 being assigned at least two gear wheels 3 and 4 , one gear wheel (e.g. gear wheel 3 ) being fixed to the shaft 1 can be connected and a second gearwheel (e.g. gearwheel 4 ) can assume a rotational speed that deviates from shaft 1 by either being connected in a rotationally fixed manner to shaft 1 by means of a coupling 8 ( 24 ) or by being released from the shaft 1 or that between shaft 1 and the (e.g.) gear 4, a planetary gear set 37 , 38 , 39 is connected, which assumes the speed of shaft 1 when blocked (e.g. via clutch 40 ) and, when fixed, e.g. B. the brake 41 for the gear 4 delivers a reduced speed compared to shaft 1 and a rotary motor 9 which can generate a differential speed between shaft 1 and the gear 4 when the clutch 8 ( 24 ) or with the clutch 40 and brake 41 released and at least two other gears 3 a and 4 a, which are in meshing engagement with the gears 3 and 4 , and two clutches 6 a and 7 a, which are connected to the gear 4 a, and a clutch 5 a, with the gear 3 a is connected, and a clutch 8 a, which is connected via a shaft 1 a through the gear 4 a through the gear 3 a, and a gear 3 b, which is arranged between the gears 3 a and 4 a and with the couplings 5 a or 6 a optionally rotatably connected to the gear 3 a or 4 a and a gear 4 b, which is attached from the gear 4 a seen on the other side than the gear 3 b and optionally via the Coupling 7 a with the gear 4 a or via the clutch 8 a and the axis 1 a can be connected to the gear 3 . 2. Automatisches Gruppen-Lastschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung nach Anspruch 1 spiegelbildlich aufgebaut werden kann, also zur anderen Seite ausladend gebaut wird.2. Automatic group powershift transmission according to claim 1, characterized in that the Arrangement according to claim 1 can be constructed as a mirror image, that is to the other side is built. 3. Automatisches Gruppen-Lastschaltgetriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Zahnrad-Wellen-Kupplungseinheiten 1a, 2a, 3a, 4a, 5a, 6a, 7a, 8a, 3b, 4b; 1c, 2c, 3c, 4c, 5c, 6c, 7c, 8c, 3d, 4d; 1e, 2e, 3e, 4e, 5e, 6e, 7e, 8e, 3f, 4f usw. hintereinander angeordnet sein können und mehrere hintereinandergeschaltete Gruppengetriebe ergeben, wobei die Welle 13 der Ausgang der letzten Gruppe ist.3. Automatic group powershift transmission according to claim 1 and 2, characterized in that a plurality of gear shaft coupling units 1 a, 2 a, 3 a, 4 a, 5 a, 6 a, 7 a, 8 a, 3 b, 4 b; 1 c, 2 c, 3 c, 4 c, 5 c, 6 c, 7 c, 8 c, 3 d, 4 d; 1 e, 2 e, 3 e, 4 e, 5 e, 6 e, 7 e, 8 e, 3 f, 4 f etc. can be arranged in succession and result in several group transmissions connected in series, the shaft 13 being the output of the last group is. 4. Automatisches Gruppen-Lastschaltgetriebe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad 3 über eine Kupplung 5 mit der Welle 1 lösbar verbunden ist und daß das Zahnrad 4 über eine Kupplung 8 mit der Welle 1 lösbar verbunden ist und daß die Zahnräder 3 und 4 über eine Reibkupplung 24 verbunden werden können und daß (ein Anteil) eine(r) Drehmaschine 9 ein Drehmoment zwischen den Zahnrädern 3 und 4 ausüben und eine Drehzahldifferenz zwischen diesen beiden Zahnrädern erzeugen kann.4. Automatic groups powershift transmission according to claim 1 to 3, characterized in that the gear 3 is connected detachably via a clutch 5 with the shaft 1 and the gear wheel 4 is releasably connected via a coupling 8 to the shaft 1 and the gears 3 and 4 can be connected via a friction clutch 24 and that (a part) a lathe 9 can exert a torque between the gear wheels 3 and 4 and can generate a speed difference between these two gear wheels. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerprogramm für die schaltbaren Bauteile vorliegt, das dafür sorgt, das mindestens eine der Kupplungen 5 oder 8 immer geschlossen ist und das bei einer geöffneten Kupplung 5 oder 8 mit Hilfe der Drehmaschine 9 parallel zu den drehmomentübertragenden Getriebeanteilen ein Pfad synchronisiert geschaltet wird, der dem nächsten zu erwartenden Gang entspricht und der als Lastschaltvorgang mit Hilfe der Drehmaschine 9 und gegebenenfalls mit Unterstützung der Kupplung 24 erfolgen kann. 5. The method according to claim 4, characterized in that a control program for the switchable components is present, which ensures that at least one of the clutches 5 or 8 is always closed and that with an open clutch 5 or 8 using the lathe 9 in parallel a path is synchronized to the torque-transmitting transmission components, which corresponds to the next gear to be expected and which can take place as a power shift operation with the help of the lathe 9 and possibly with the support of the clutch 24 . 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerprogramm für die schaltbaren Bauteile vorliegt und daß dieses Steuerprogramm entweder nach Anspruch 5 verfährt oder daß der Lastschaltvorgang einschließlich Synchronisation des neu einzuschaltenden Ganges unter Last mit Hilfe der Drehmaschine 9 und gegebenenfalls mit Unterstützung eines Reibbremse oder einer Reibkupplung erfolgen kann.6. The method according to claim 1 to 3, characterized in that a control program for the switchable components is present and that this control program either proceeds according to claim 5 or that the power shift including synchronization of the gear to be switched on under load with the help of the lathe 9 and optionally with support a friction brake or a friction clutch. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere hintereinanderge­ schaltete Gruppengetriebe ausladend immer zur selben Seite aufgebaut werden und daß die Wellen 1, 2; 1a, 2a, 1b, 2b; 1c, 2c, 1d, 2d; 1e, 2e, 1f, 2f; . . .; 13 so zueinander angeordnet werden, daß die Welle 13 in der Flucht der Welle 1 liegt und daß über eine Kupplung 11 eine direkte Durch­ schaltung von der Welle 1 auf die Welle 13 erfolgen kann.7. The device according to claim 1 to 6, characterized in that a plurality of group transmissions connected one behind the other are always built up to the same side and that the shafts 1 , 2 ; 1 a, 2 a, 1 b, 2 b; 1 c, 2 c, 1 d, 2 d; 1 e, 2 e, 1 f, 2 f; , , .; 13 are arranged so that the shaft 13 is in alignment with the shaft 1 and that a direct connection can be made by the shaft 1 to the shaft 13 via a coupling 11 . 8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei ausgekuppeltem Zahnrad 4b über die Kupplung 8a und eine Kupplung 25 auch dann ein Zugriff von Zahnrad 3a auf Zahnrad 3b besteht, wenn das Zahnrad 3b nicht zwischen den Zahnrädern 3a und 4a angeordnet ist.8. Apparatus according to claim 1 to 6, characterized in that with disengaged gear 4 b via the clutch 8 a and a clutch 25 there is also access from gear 3 a to gear 3 b when the gear 3 b is not between the gears 3 a and 4 a is arranged. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß über längsgenutete Bauteile Mitnehmer 27 und 28, verschiebbare mitnehmer 29 und 30 und Achsteile 31 und 32 auch dann ein zugriff von Zahnrad 3a auf Zahnrad 3b besteht, wenn das Zahnrad 3b nicht zwischen den Zahnrädern 3a und 4a angeordnet ist.9. The device according to claim 1 to 6, characterized in that via longitudinally grooved drivers 27 and 28 , displaceable drivers 29 and 30 and axle parts 31 and 32, there is also an access from gear 3 a to gear 3 b when the gear 3 b is not arranged between the gears 3 a and 4 a. 10. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung auch spiegelbildlich aufgebaut sein kann.10. The device according to claim 7 to 9, characterized in that the device also can be constructed in mirror image. 11. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß schon mit zwei Gruppen­ getrieben eine Anordnung geschaffen werden kann, bei der die Achse 13 in der Flucht von Welle 1 liegt und über eine Kupplung 11 eine direkte Durchschaltung von Welle 1 auf Welle 13 erfolgen kann.11. The device according to claim 8 to 10, characterized in that already driven with two groups, an arrangement can be created in which the axis 13 is in alignment with shaft 1 and via a clutch 11 a direct connection from shaft 1 to shaft 13th can be done. 12. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmaschine 9 über einen invertierenden Planetensatz 18, 19, 20 mit dem Zahnrad 4 (oder dem Zahnrad 3) verbunden ist und daß dieser invertierende Planetensatz zusätzlich mit einer Reibbremse parallel zur Drehmaschine 9 ausgestattet sein kann.12. The apparatus according to claim 1 to 11, characterized in that the lathe 9 is connected via an inverting planetary gear set 18 , 19 , 20 to the gear 4 (or the gear 3 ) and that this inverting planetary gear set additionally with a friction brake parallel to the lathe 9th can be equipped. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Planetensatz 14, 15, 16, der über eine gemeinsame Stegwelle 17 mit dem Planetensatz 18, 19, 20 verbunden ist, über z. B. das Sonnenrad 14 direkt mit dem Zahnrad 3 verbunden ist und daß dieses Zahnrad 3 über eine Kupplung 5 von der Welle 1 abgekoppelt werden kann.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that a second planetary gear set 14 , 15 , 16 , which is connected via a common land shaft 17 to the planetary gear set 18 , 19 , 20 , for. B. the sun gear 14 is connected directly to the gear 3 and that this gear 3 can be uncoupled from the shaft 1 via a coupling 5 . 14. Vorrichtung nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen 12 und 13 auch spiegelbildlich aufgebaut werden können.14. The apparatus of claim 12 and 13, characterized in that the devices 12 and 13 can also be constructed in mirror image. 15. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Welle z. B. 1a, 2a mit Zwischenträgern 33 und 34 versehen werden kann und daß auf diesen Zwischenträgern jeweils mindestens zwei Zahnräder 3b1, 3b2 oder 4b1, 4b2 über mindestens zwei Schaltmuffen 35, 36 wahl­ weise mit den Zwischenträgern verbunden werden können und daß die Zahnräder für die Vorwärts­ gänge dieser Gruppe alternierend auf den Zwischenträgern angeordnet sind.15. The apparatus according to claim 1 to 14, characterized in that at least one shaft z. B. 1a, 2a can be provided with intermediate supports 33 and 34 and that on these intermediate supports at least two gears 3 b1, 3 b2 or 4 b1, 4 b2 can be optionally connected to the intermediate supports via at least two shift sleeves 35 , 36 and that the gears for the forward gears of this group are arranged alternately on the intermediate carriers. 16. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmaschine 9 aus einem zwischen Zahnrad 3 und Zahnrad 4 mitrotierendem Anteil und einem mit dem Gehäuse 12 verbundenem Anteil besteht und daß der mitrotierende Anteil ein Hydraulikaggregat sein kann und daß der andere Anteil ein KSG - ähnliches Bauteil ist und zwischen Zahnrad 3 und 4 hin und her geschaltet werden kann.16. The apparatus according to claim 1 to 15, characterized in that the lathe 9 consists of a co-rotating portion between gear 3 and gear 4 and a portion connected to the housing 12 and that the co-rotating portion can be a hydraulic unit and that the other portion KSG - is similar component and can be switched back and forth between gear 3 and 4 .
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