-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein vielstufiges Zahnräderwechselgetriebe mit einer als grobstufige Hauptgruppe ausgebildeten Synchrongetriebegruppe und einem dieser vorgeschalteten feinstufigen Lastschaltteil in Vorgelegebauweise. Dieses Lastschaltteil hat mindestens trieblich mit einer Antriebswelle der Synchrongetriebegruppe gekoppelte Vorgelegewelle, die sich üblicherweise parallel fluchtend zu der Antriebswelle erstreckt. Die Eingangswelle des Lastschaltteils, die die Hauptantriebswelle, d. h. die Abtriebswelle des Motors sein kann oder aber mit dieser über einen Schwingungsdämpfer gekoppelt ist, ist gegenüber besagter Vorgelegewelle achsversetzt angeordnet. Der Eingangswelle und der Vorgelegewelle sind Lastschaltkupplungen zugeordnet.
-
Ein solches vielstufiges Zahnräderwechselgetriebe ist aus der auf die Anmelderin zurückgehenden
DE 40 20 558 A1 bekannt. Derartige Zahnräderwechselgetriebe werden üblicherweise in Nutzfahrzeugen verbaut, insbesondere in Traktoren bzw. Schleppern speziell der Landwirtschaft. In diesem Fall weist das Getriebe des Weiteren eine mit einer Hauptantriebswelle trieblich koppelbare Zapfwelle auf. Grundsätzlich zeichnet sich das Getriebe dadurch aus, dass sich durch den Lastschaltteil, der auch als Splitter bezeichnet wird, an die jeweiligen Einsatzbedingungen angepasste Übersetzungen verwirklichen lassen. Heutzutage wird der Lastschaltteil so vorgesehen, dass ein langsamer Vorwärtsgang, ein mittelschneller Vorwärtsgang und ein hoher Vorwärtsgang durch Schalten des Lastschaltteiles schaltbar sind. Moderne und zeitgemäße Lastschaltteile bieten darüber hinaus die Möglichkeit, einen schnellen Vorwärtsgang zu schalten, so dass insgesamt vier verschiedene Geschwindigkeits-Gangstufen durch die Lastschaltgruppe schaltbar sind. Auch die Umkehrung der Antriebsrichtung erfolgt üblicherweise durch Schalten des Lastschaltteiles. So kann der Lastschaltteil eine oder mehrere Rückwärtsgangstufen schalten.
-
Bei dem eingangs genannten Stand der Technik ist eine Vorgelegewelle des Lastschaltteiles als Abtriebswelle ausgebildet und mit einer Antriebswelle der Synchrongetriebegruppe koppelbar. Diese Kopplung erfolgt bei dem Stand der Technik unter Zwischenschaltung einer Kriechgang-Getriebegruppe, die dem Lastschaltteil nachgeordnet ist und zwischen welcher und der Synchrongetriebegruppe eine Anfahrkupplung vorgesehen ist. Bei dem vorliegenden Stand der Technik wird diese Anfahrkupplung geschlossen, nachdem in dem Lastschaltteil und der Synchrongetriebegruppe die gewünschten Gangstufen im Stillstand eingelegt worden sind, um danach das Fahrzeug erstmalig in einer vorbestimmten Richtung zu bewegen. In gleicher Weise wird die Anfahrkupplung betätigt, wenn die Fahrtrichtung umgedreht werden soll. Die Anfahrkupplung ist naturgemäß mit einer relativ großen Reibfläche versehen, um das beim Anfahren zunächst reibend zu übertragende Drehmoment zu vermitteln. Insbesondere im Schwerlastbetrieb geht damit einher eine erhebliche Erwärmung der Reibflächen, so dass die Notwendigkeit besteht, die Anfahrkupplung einerseits entsprechend groß auszulegen und andererseits mit hinreichend Kühlkapazität auszustatten, so dass die durch Reibung erzeugte Wärme abgeführt werden kann.
-
Im Übrigen ist es insbesondere beim Arbeiten am Berg wünschenswert, beim Reversieren, d. h. beim Umschalten der Gangstufen zur Umdrehung der Fahrtrichtung, Mittel bereitzustellen, die verhindern, dass das Fahrzeug aufgrund der Schwerkraft beschleunigt wird.
-
Die vorliegende Erfindung will ein vielstufiges Zahnräderwechselgetriebe angeben, welches die obigen Nachteile ganz oder teilweise behebt.
-
Zur Lösung dieses Problems wird mit der vorliegenden Erfindung ein vielstufiges Zahnradwechselgetriebe der eingangs genannten Art angegeben, dessen Lastschaltkupplungen zumindest teilweise als Kupplungen für das Anfahren und/oder das Reversieren ausgelegt sind. Das erfindungsgemäße Zahnräderwechselgetriebe kommt daher ohne separate Anfahrkupplung aus. Die Vorgelegewelle ist danach beispielsweise über ein Abtriebskonstantenpaar oder bei axial fluchtender Anordnung mit der Antriebswelle der Synchrongetriebegruppe unmittelbar mit dieser zwangsgekoppelt. Dadurch wird der notwendige Bauraum und der Aufwand zur Realisierung des Zahnräderwechselgetriebes verringert. Beim Anfahren wird der Lastfluss zwischen der Hauptantriebswelle und einer Getriebeabtriebswelle durch Schließen von zumindest einer Lastschaltkupplung geschlossen. Dies bedingt eine entsprechende Dimensionierung der Lastschaltkupplung und eine hierzu vorgesehene Kühlung.
-
Der Lastschaltteil und die Synchrongetriebegruppe sind üblicherweise in einem einheitlichen Getriebegehäuse vorgesehen, an welche an der Antriebsseite die Eingangswelle freiliegt und an dessen Abtriebsseite die Getriebeabtriebswelle so freiliegt, dass das Antriebsdrehmoment für Antriebsräder des Fahrzeuges abgreifbar ist. Die Getriebeabtriebswelle wird üblicherweise durch eine Vorgelegewelle der Synchrongetriebegruppe ausgeformt. Innerhalb dieses einheitlichen Gehäuses kann – wie aus dem Stand der Technik bekannt – eine Overdrive oder eine Kriechgang-Getriebegruppe vorgesehen sein. Wenn nötig, kann auch eine Wellenbremse ausgebildet sein, um beim Schalten in der Synchrongetriebegruppe erforderliche Synchronisierungen zu unterstützen. Hinsichtlich der konkreten Ausgestaltung des Synchrongetriebes macht die folgende Erfindung keine besonderen Vorgaben. Es wird aber üblicherweise ein Synchrongetriebe in Vorgelegebauweise zu bevorzugen sein, welches neben der Antriebswelle eine achsversetzt, jedoch mit paralleler Erstreckung hierzu vorgesehene Vorgelegewelle umfasst sowie eine Mehrzahl von Stirnradsätzen mit jeweils der Antriebswelle der Synchrongetriebegruppe und der Vorgelegewelle zugeordneten Zahnrädern mit zugeordneten Synchronisier-Schalteinrichtungen.
-
Insbesondere bei landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugen liegt an dem Gehäuse des Zahnradwechselgetriebes ferner eine Zapfwelle frei, um landwirtschaftliche Gerätschaft über den Hauptantrieb des Fahrzeuges, der auch zum Fahren desselben dient, landwirtschaftliche und anzutreibende Gerätschaften, wie beispielsweise ein Erntewagen oder einen Düngerstreuer anzuschließen. Die Zapfwelle wiederum kann innerhalb des Getriebegehäuses mit einem eigenen Zapfwellengetriebe versehen sein. Ergänzend oder alternativ kann der Zapfwelle auch ein externes Zapfwellengetriebe zugeordnet sein. In diesem Fall liegt nicht die Zapfwelle selbst an dem Gehäuse frei, sondern eine Antriebswelle des externen Zapfwellengetriebes.
-
Üblicherweise hat der Lastschaltteil drei sich parallel zueinander erstreckende Achsen, nämlich besagte Eingangswelle, eine Vorgelegewelle und eine Umkehrwelle. Diese drei Wellen sind jeweils achsversetzt und mit paralleler Erstreckung zueinander angeordnet. In dieser konkreten Form können die heutzutage von der Praxis geforderten und durch den Lastschaltteil schaltbaren Geschwindigkeits-Gangstufen langsam, mittel, hoch und schnell, sowie mehrere Rückwärtsgangstufen geschaltet werden. Im Hinblick darauf wird gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, die Lastschaltkupplungen derart auszulegen, dass beim Anfahren und/oder Reversieren zumindest zwei unterschiedlichen Gangstufen des Lastschaltteiles zugeordnete Lastschaltkupplungen betätigt werden. Dementsprechend wird der zum Anfahren bzw. Reversieren erforderliche Lastfluss auf zwei unterschiedliche Lastschaltkupplungen aufgeteilt, so dass jede einzelne Lastschaltkupplung in verminderter Weise für das Durchleiten des hohen Anfahr-Lastflusses und des regelmäßig noch höheren Lastflusses beim Reversieren ausgelegt werden muss. Die Reibfläche von zwei hierbei im Einsatz befindlichen Lastschaltkupplungen entspricht in etwa der Reibfläche der aus dem Stand der Technik bekannten und für die vorliegende Erfindung obsoleten Anfahrkupplung. In entsprechender Weise werden Lastschaltkupplungen auch hinsichtlich der Schmierversorgung ausgelegt, um die notwendige Abwärme der Reibarbeit bei einem Anfahren abzuleiten.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Zahnräderwechselgetriebe werden üblicherweise die Lastschaltkupplungen des Lastschaltteiles, die zumindest anfänglich zeitgleich beim Anfahren in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung im Eingriff sind, üblicherweise über proportional zu steuernde Ventile angesteuert. Die Steuerung erfolgt insbesondere elektrohydraulisch. Mit Blick auf die notwendige exakte Steuerung der Lastschaltkupplungen ist eine exakte Abstimmung notwendig, um die unterstützend zugeschaltete Lastschaltkupplung jedenfalls dann auszurücken, wenn über die andere der beiden Lastschaltkupplungen die Zieldrehzahl übermittelt wird, d. h. der Vorgang des Anfahrens oder des Reversierens auf die Zieldrehzahl des eingelegten Anfahrganges beendet ist. Auch kann es nötig sein, den Lastfluss über die beiden zeitgleich zugeschalteten Lastschaltkupplungen in vorbestimmter Weise aufzuteilen. Die Aufteilung muss dabei nicht zwingend hälftig erfolgen. Vielmehr können bauraumbedingt dimensionale Abweichungen der Reibflächen der einzelnen Lastschaltkupplungen und/oder deren Schmierung bei der Aufteilung des Lastflusses auf die beiden Kupplungen berücksichtigt werden.
-
Mit Blick auf den hiermit verbundenen Aufwand ist es zu bevorzugen, den Lastschaltteil derart auszulegen, dass beim Anfahren in jeder Vorwärtsgangstufe und beim Anfahren in jeder Rückwärtsgangstufe neben der der jeweiligen Gangstufe zugeordneten Lastschaltkupplung lediglich eine von zwei vorbestimmten Lastschaltkupplungen betätigt wird. Lediglich diese beiden Kupplungen des Lastschaltteiles müssen folglich in besonderer Weise angesteuert werden, um das Anfahren in einem Vorwärts- oder Rückwärtsgang zu unterstützen.
-
Dabei ist eine der zur Unterstützung zuschaltbare Lastschaltkupplung üblicherweise der Eingangswelle und die andere der Vorgelegewelle zugeordnet, die in der Regel benachbart zu der Eingangswelle angeordnet ist. Die Umkehrwelle, deren Lastschaltkupplungen üblicherweise lediglich zur Verwirklichung der Rückwärtsgangstufen betätigt werden, nimmt hierbei üblicherweise nicht an der Übertragung des Anfahrdrehmomentes unterstützend teil.
-
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung und insbesondere mit Blick auf die Weiterbildung des erfindungsgemäßen Zahnräderwechselgetriebes, welches ein Schalten zwischen einer Vorwärtsgangstufe und einer Rückwärtsgangstufe ohne Lastflusstrennung erlaubt, ist der Lastschaltteil derart ausgelegt, dass von den zwei beim Anfahren in einer vorbestimmten Vorwärtsgangstufe betätigten Lastschaltkupplungen eine Lastschaltkupplung beim Anfahren in der zugeordneten Rückwärtsgangstufe betätigt wird. Mit anderen Worten bleibt beispielsweise in der Geschwindigkeits-Gangstufe L bei einer Vorwärtsfahrt und bei einer Rückwärtsfahrt eine der Lastschaltkupplungen im Eingriff, während zwei andere Lastschaltkupplungen wechselseitig beim Schalten von vorwärts in rückwärts geschaltet werden. Das Getriebe wird dabei so eingestellt, dass der Lastfluss beim Reversieren sowohl über die weitere, der Vorwärtsgangstufe zugeordnete Lastschaltkupplung wie auch die dem Rückwärtsgang zugeordnete Lastschaltkupplung erfolgt. In dem Maße, wie die für das Übertragen des Lastflusses in der in Zielfahrtrichtung erforderliche weitere Lastschaltkupplung den Lastfluss überträgt und an die Zielgeschwindigkeit synchronisiert wird, wird die andere, der vorherigen Fahrtrichtung zugeordnete Lastschaltkupplung ausgerückt. Auch insofern werden beim Reversieren lediglich zwei Lastschaltkupplungen betätigt, wobei eine weitere, d. h. dritte Lastschaltkupplung den Lastfluss überträgt, ohne indes beim Reversieren geschaltet zu werden.
-
Mit der vorliegenden Erfindung wird des Weiteren ein Verfahren zum Einstellen eines vielstufigen Zahnräderwechselgetriebes der eingangs genannten Art angegeben. Die verfahrensmäßige Lösung schlägt mit ihrem ersten Aspekt vor, dass der Lastschaltteil zwischen einer Vorwärtsgangstufe und einer Rückwärtsgangstufe ohne Lastflusstrennung geschaltet wird. Mit anderen Worten wird über den Lastschaltteil beim Reversieren permanent Lastfluss über den Lastschaltteil geführt. Das Fahrzeug befindet sich beim Reversieren zu keiner Zeit in einem Leerlauf, so dass die Antriebsräder über das Zahnräderwechselgetriebe permanent mit dem Antrieb verbunden sind, der aufgrund seines Antriebsmomentes das Fahrzeug in der vorbestimmten Weise bewegt wird. Dadurch kann der Einfluss der Erdschwere bei einem Reversieren bei Bergauf- sowie Bergabfahrt im Wesentlichen eliminiert werden.
-
Gemäß dem nebengeordneten verfahrensmäßigen Aspekt wird vorgeschlagen, dass beim Anfahren neben der der gewählten Gangstufe zugeordneten Lastschaltkupplung des Lastschaltteils eine weitere, einer anderen Gangstufe zugeordnete Lastschaltkupplung des Lastschaltteils zugeschaltet wird. Danach wird die Reibarbeit beim Anfahren bzw. Reversieren auf jeweils zwei zu betätigende Lastschaltkupplungen aufgeteilt. Sobald an einer der zwei zu betätigenden Lastschaltkupplungen Synchrondrehzahl herrscht, wird die, zunächst unterstützend zugeschaltete Lastschaltkupplung ausgerückt und der Lastfluss allein über die der gewählten Gangstufe zugeordnete Lastschaltkupplung übertragen. Selbstverständlich kann hierbei eine weitere Lastschaltkupplung eingerückt sein. Diese Lastschaltkupplung nimmt zwar an der Übertragung des Lastflusses teil. Sie wird aber üblicherweise nicht zum Anfahren betätigt, sondern ist bereits vor dem Anfahrvorgang eingerückt worden.
-
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der der nachfolgenden Beschreibungen von zwei Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In dieser zeigen:
-
1 ein schematisches Räderschema eines Ausführungsbeispiels eines Zahnräderwechselgetriebes;
-
2A ein Räderschema eines ersten Ausführungsbeispiels eines in 1 gezeigten Lastschaltteiles in der Gangstufe neutral;
-
2B das in 2A gezeigte Lastschaltteil beim Anfahren im Vorwärtsgang in der Geschwindigkeits-Gangstufe L;
-
2C das in 2A gezeigte Lastschaltteil beim Anfahren im Vorwärtsgang in der Geschwindigkeits-Gangstufe M;
-
2D das in 2A gezeigte Lastschaltteil beim Anfahren im Vorwärtsgang in der Geschwindigkeits-Gangstufe H;
-
2E das in 2A gezeigte Lastschaltteil beim Anfahren im Vorwärtsgang in der Geschwindigkeits-Gangstufe S;
-
3 das Schaltschema zu den in den 2A bis 2E gezeigten Schaltzuständen;
-
4A ein Räderschema eines ersten Ausführungsbeispiels eines in 1 gezeigten Lastschaltteiles in der Gangstufe neutral;
-
4B das in 4A gezeigte Lastschaltteil beim Anfahren im Rückwärtsgang in der Geschwindigkeits-Gangstufe L;
-
4C das in 4A gezeigte Lastschaltteil beim Anfahren im Rückwärtsgang in der Geschwindigkeits-Gangstufe M;
-
4D das in 4A gezeigte Lastschaltteil beim Anfahren im Rückwärtsgang in der Geschwindigkeits-Gangstufe H;
-
4E das in 4A gezeigte Lastschaltteil beim Anfahren im Rückwärtsgang in der Geschwindigkeits-Gangstufe S;
-
5 das Schaltschema zu den in den 4A bis 4E gezeigten Schaltzuständen;
-
6 das Schaltschema zu dem ersten Ausführungsbeispiel beim Reversieren;
-
7A ein Räderschema eines zweiten Ausführungsbeispiels eines in 1 gezeigten Lastschaltteiles in der Gangstufe neutral;
-
7B das in 7A gezeigte Lastschaltteil beim Anfahren im Vorwärtsgang in der Geschwindigkeits-Gangstufe L;
-
7C das in 7A gezeigte Lastschaltteil beim Anfahren im Vorwärtsgang in der Geschwindigkeits-Gangstufe M;
-
7D das in 7A gezeigte Lastschaltteil beim Anfahren im Vorwärtsgang in der Geschwindigkeits-Gangstufe H;
-
7E das in 7A gezeigte Lastschaltteil beim Anfahren im Vorwärtsgang in der Geschwindigkeits-Gangstufe S;
-
8 das Schaltschema zu den in den 7A bis 7E gezeigten Schaltzuständen;
-
9A ein Räderschema eines zweiten Ausführungsbeispiels eines in 1 gezeigten Lastschaltteiles in der Gangstufe neutral;
-
9B das in 9A gezeigte Lastschaltteil beim Anfahren im Rückwärtsgang in der Geschwindigkeits-Gangstufe L;
-
9C das in 9A gezeigte Lastschaltteil beim Anfahren im Rückwärtsgang in der Geschwindigkeits-Gangstufe M
-
9D das in 9A gezeigte Lastschaltteil beim Anfahren im Rückwärtsgang in der Geschwindigkeits-Gangstufe H;
-
9E das in 9A gezeigte Lastschaltteil beim Anfahren im Rückwärtsgang in der Geschwindigkeits-Gangstufe S; und
-
10 das Schaltschema zu den in den 9A bis 9E gezeigten Schaltzuständen.
-
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Zahnräderwechselgetriebes mit einem mit Bezugszeichen L gekennzeichneten Lastschaltteil und einer in Triebrichtung dieser nachgeordneten Synchrongetriebegruppe S. Deren Eingangswelle ist koaxial zu einer Eingangswelle
1 des Lastschaltteils ausgerichtet und trieblich mit einer Vorgelegewelle
2 über ein Abtriebskonstantenpaar zwangsgekoppelt. Der Lastschaltteil L kann aber auch in einer Weise mit der Synchrongetriebegruppe S verbunden sein, wie dies die
DE 40 20 558 A1 lehrt, deren Offenbarungsgehalt insofern in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Patentanmeldung einbezogen wird. In an sich bekannter Weise kann zwischen der Synchrongetriebegruppe S und dem Lastschaltteil L eine weitere Getriebegruppe, insbesondere eine Kriechgang-Getriebegruppe vorgesehen sein. Allerdings fehlt entgegen der Offenbarung der
DE 40 20 558 A1 eine Anfahrkupplung, die zwischen dem Lastschaltteil, vorzugsweise dem Lastschaltteil zusammen mit der Kriechgang-Getriebegruppe und der Synchrongetriebegruppe vorgesehen ist. Vielmehr ist die Vorgelegewelle
2 unmittelbar oder unter Zwischenschaltung der Kriechgang-Getriebegruppe mit der Eingangswelle der Synchrongetriebegruppe verbunden.
-
Neben der Eingangswelle 1 und der Vorgelegewelle 2 umfasst das Lastschaltteil des Weiteren eine mit Bezugzeichen 3 gekennzeichnete Umkehrwelle für die Rückwärtsfahrt.
-
Auf jeder dieser Wellen 1, 2, 3 befindet sich je eine lastschaltbare Doppel-Lamellenkupplung CA, BD und GF, an sich gleicher Bauart und Größe, deren Kupplungsglocken 4, 5, 6 auf den jeweiligen Wellen 1, 2, 3 drehbar gelagert sind und welche über äußere Verzahnungen miteinander direkt bzw. indirekt im Eingriff stehen. So steht die Kupplungsglocke 4 sowohl mit den Glocken 5 und 6 ständig in Eingriff, nicht aber die Glocke 5 mit der Glocke 6. Zu diesem Zweck sind die Wellen 1, 2, 3 des Lastschaltteils in einem gleichseitigem Dreieck angeordnet und die Außenverzahnung der Glocke 5 läuft an der Außenverzahnung der Glocke 6 leer vorbei, kämmt aber, wie auch die Außenverzahnung der Glocke 6 mit der Außenverzahnung der Glocke 4. Jede Kupplungsglocke ist durch einen sie auf ihrer Nabe tragenden radialen Steg axial in zwei gleiche Reibwellenpakete unterteilt, die durch hier nicht besonders gekennzeichnete, separate Hydraulikkolben einzeln oder gemeinsam mittels Druckmittelbeaufschlagung aus in den Wellen 1, 2, 3 befindlichen Lamellen gegen Öffnungsfederkräfte aktivierbar sind, indem die von der jeweiligen Glocke 4, 5, 6 drehfest gehaltenen Außenlamellen mit Innenlamellen in Kraftfluss gebracht werden, die von jeweils einem eigenen Innenlamellenträger drehfest gehalten sind. Dieser ist entweder mit der jeweiligen Welle 1, 2, 3 direkt, wie bei den Kupplungen C, B und G oder indirekt von einer auf der jeweiligen Welle 1, 2, 3 drehbaren Nabe bzw. Hohlwelle mitnehmbar, wie bei den Kupplungen A, D und F.
-
Der Innenlamellenträger der Kupplung C ist dabei von der Eingangswelle 1 getragen, welche über einen beliebigen Schwingungsdämpfer von der Hauptantriebswelle angetrieben sein kann, sobald der nicht gezeigte Motor läuft. Die Eingangswelle 1 nimmt dabei ein den Durchmesser der Eingangskupplungsglocke 4 überragendes und dieser Antriebsseite zugeordnetes Festrad 7 in Drehrichtung mit, welches ein der Vorgelegekupplungsglocke 5 antriebsseitig vorgelagertes Losrad 8 und den damit durch eine gemeinsame Nabe verbundenen Innenlamellenträger der Kupplung D auf der Vorgelegewelle 2 mitnimmt. Abtriebsseitig ist der Eingangskupplungsglocke 4 ein mit deren Innenlamellenträger durch eine gemeinsame Nabe verbundenes Losrad 9 vorgeordnet, das in Eingriff steht mit einem den Durchmesser der Vorgelegekopplungsglocke 5 überragenden Festrad 10 auf der in dem Lastschaltteil weiterführenden Vorgelegewelle 2. Das Festrad 10 kämmt dabei mit einem auf der Umkehrwelle 3 abtriebsseitig von der Umkehrkopplungsglocke 6 vorgesehenen und mit deren Innenlamellenträger über eine gemeinsame Nabe verbundenen kleineren Losrad 11. Auf der Vorgelegewelle 2 ist dem Festrad 10 abtriebsseitig noch ein weiteres, etwas kleineres Festrad 12 nachgeordnet, das in Eingriff steht mit einem auf der Umkehrwelle 3 befestigten und mit dem Losrad 11 abtriebsseitig nachgeordneten Festrad 13 mit einem den Durchmesser der Umkehrkopplungsglocke 6 überragenden Durchmesser sowie einem auf einer Antriebswelle der Synchrongetriebegruppe S antriebsseitig vorgesehenen Festrad 14.
-
Das in
1 gezeigte Getriebe kann weitere Elemente umfassen, die in dem Ausführungsbeispiel zu der
DE 40 20 558 A1 verwirklicht sind. Insofern wird auf den Offenbarungsgehalt dieser früheren und vorveröffentlichten Anmeldung der vorliegenden Anmelderin verwiesen.
-
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 2A bis 2E und 3 das Anfahren in Vorwärtsrichtung verdeutlicht. Dabei ist den 2A bis 2E – wie auch im Übrigen in den Darstellungen der 4, 7 und 9 – die jeweils in den Gang vor dem Anfahren bzw. permanent eingerückte Lastschaltkupplung schwarz ausgefüllt. Die beim Anfahren eingerückte und nach dem Anfahrvorgang verbleibende Kupplung ist gekreuzt schraffiert dargestellt. Die den Anfahrvorgang unterstützende weitere Kupplung einer anderen Gangstufe, die nach dem Anfahrvorgang, d. h. nach erfolgreicher Synchronisierung beim Anfahren ausgerückt wird, ist schraffiert dargestellt. Die an der Vermittlung des Lastflusses nach Synchronisation in der jeweiligen Gangstufe beteiligten Getriebeelemente sind mit fetter Liniendarstellung hervorgehoben.
-
In 2A ist das Getriebe in der neutralen Stellung gezeigt. In dieser neutralen Stellung ist die Lastschaltkupplung C eingerückt. Dementsprechend dreht sich die Kupplungsglocke 4 frei mit. In dem Schaltschema für das Anfahren in Vorwärtsrichtung gemäß 3 ist diese Schaltung im Neutralgang außen rechts dargestellt.
-
2B verdeutlicht die Gangstufe für die langsame Vorwärtsfahrt VL. Beim Anfahren ist die Lamellenkupplung C bereits zugeschaltet. Die Gangstufe VL wird über die Kupplungen C und A übertragen, so dass der Abtrieb schließlich über das eingangswellenseitige Losrad 9 und von dort über das vorgelegewellenseitige Festrad 10 erfolgt. Zum Anfahren im Vorwärtsgang in der Geschwindigkeits-Gangstufe L wird neben der Lastschaltkupplung A auch die der Vorgelegewelle 2 zugeordnete Kupplung B, die in dem Lastschaltteil L vorgesehen ist, um den Vorwärts H Gang zu vermitteln (vgl. 2B) eingerückt, so dass der Lastfluss parallel auch über die Kupplungsglocken 4, 5 erfolgt.
-
Vor dem Anfahren in der Gangstufe Vorwärts M ist die Lastschaltkupplung D eingerückt, so dass die Kupplungsglocke 5 mitgenommen wird. Zum Anfahren wird darüber hinaus die Lastschaltkupplung A eingerückt, die in der mittleren Vorwärtsgangstufe VM letztendlich den Lastfluss vermittelt. Beim Anfahren wird zusätzlich die Kupplung B, die zusammen mit der Kupplung D die Gangstufe VS vermittelt (2E), eingerückt, um beim Anfahren den Lastfluss parallel zu übertragen, bis die Drehzahl an der Vorgelegewelle 2 die Solldrehzahl in der Gangstufe VM erreicht hat.
-
Danach wird beim Anfahren im Vorwärtsgang zusätzlich zu den Kupplungen A, C bei der Gangstufe VL bzw. den Kupplungen A, D bei der Gangstufe VM jeweils die Lastschaltkupplung B zugeschaltet (vgl. 3).
-
Vor dem Anfahren in der Gangstufe VH (vgl. 2D) ist zunächst – wie bei der Gangstufe „neutral“ und VL – die Lastschaltkupplung C eingerückt worden. Durch Zuschalten der Kupplung B bei gleichzeitigem Zuschalten der Kupplung A wird das Fahrzeug angefahren. Dabei wird die zusätzliche Kupplung A ausgerückt, wenn die Drehzahl an der Vorgelegewelle 2 die Solldrehzahl in der Gangstufe VL erreicht hat.
-
Auch beim Anfahren in der Gangstufe VS wird die Lastschaltkupplung A zusätzlich zugeschaltet. Die Gangstufe VS wird durch Zuschalten der Kupplungen D und B vermittelt, wie dies 2E und 3 verdeutlichen.
-
Die 4A bis 4E und 5 verdeutlichen das Anfahren im Rückwärtsgang, wobei 4A der Darstellung gemäß 2A entspricht. In der Gangstufe RL (vgl. 4B) ist die Lastschaltkupplung C eingerückt, was der Ausgangssituation gemäß 2B entspricht. Zum Anfahren wird die Lastschaltkupplung F betätigt. Unterstützt wird das Anfahren durch die Lastschaltkupplung G, so dass sowohl über die Umkehrwelle 3 über die Kupplung F wie auch durch Vermittlung der Zahnräder 10 und 11 über die Vorgelegewelle 2 der Lastfluss auf die Vorgelegewelle 2 übertragen wird.
-
Beim Anfahren im Rückwärtsgang RM entspricht die Ausgangssituation der in 2C dargestellten. Auch hier erfolgt das Anfahren durch Zuschalten einer der Umkehrwelle 3 zugeordneten Lastschaltkupplung, nämlich durch Zuschalten der Lastschaltkupplung F, wobei die Lastschaltkupplung G unterstützend zugeschaltet wird (vgl. 5).
-
Beim Anfahren in dem Rückwärtsgang RH ist die Lastschaltkupplung C voreingerückt. Für das Übertragen der Gangstufe RH ist zusätzlich die Lastschaltkupplung G geschaltet. Unterstützend beim Anfahren ist ferner die Lastschaltkupplung F zugeschaltet, so dass das Anfahrtsdrehmoment einerseits durch Reibarbeit der Kupplung G auf die Umkehrwelle 3 und über die Festräder 12, 13 auf die Vorgelegewelle 2 und zusätzlich durch Reibarbeit der Kupplung F und über die Zahnräder 10, 11 auf die Vorgelegewelle 2 übertragen wird.
-
Zum Anfahren werden danach die Lastschaltkupplungen G und F zugeschaltet, wobei die Lastschaltkupplung F unterstützend zugeschaltet wird, bis die Gangstufe RL synchronisiert ist.
-
In der Gangstufe RS (vgl. 4E) ist schließlich – wie in der Gangstufe VS – zum einen die Lastschaltkupplung D betätigt, um den Lastfluss von dem Losrad 8 auf die der Vorgelegewelle 2 zugeordnete Kupplungsglocke 5 zu übertragen, die aufgrund der Zwangskopplung die Kupplungsglocke 6 in Drehbewegung versetzt. Durch die Zwangskopplung der Eingangswelle 1 und der Umkehrwelle 3 zugeordneten Kupplungsglocken 4 und 6 und die im Eingriff befindliche Lastschaltkupplung G wird der Lastfluss auf die Umkehrwelle 3 und über das der Umkehrwelle 3 zugeordnete Festrad 13 und das mit dem kämmenden und der Vorgelegewelle zugeordneten Festrad 12 übertragen. Parallel wird durch Zuschalten der Kupplung F über das der Umkehrwelle 3 zugeordnete Losrad 11 und das hiermit kämmende und mit der Vorgelegewelle 2 zugeordnete Festrad 10 der Lastfluss übertragen.
-
Wie die 2D bis 2E in Verbindung mit den 4B bis 4E verdeutlichen, eignet sich das erste Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 5 besonders für das lastflussbeaufschlagte Schalten beim Reversieren. So wird zwischen der Gangstufe RL und der Gangstufe VL die Lastschaltkupplung C eingerückt gehalten. Beim Reversieren, d. h. beim Umschalten von Vorwärtsfahrt auf Rückwärtsfahrt wird die Lastschaltkupplung A in dem Maße geöffnet, wie die für die Realisierung des Rückwärtsganges notwendige Lastschaltkupplung F sowie unterstützend die Lastschaltkupplung G eingerückt werden. Dementsprechend werden beim Reversieren von VL nach RL und umgekehrt, zwei unterschiedliche Lastschaltkupplungen betätigt. Beim Reversieren wird ein Lastfluss, d. h. eine Drehmomentübertragung zwischen der Eingangswelle 1 und der Vorgelegewelle 2 beibehalten.
-
Entsprechendes ergibt sich für das Reversieren zwischen RM und VM. Bei diesem Reversieren wird die Lastschaltkupplung D geschlossen gehalten, wohingegen beim Umstellen von Vorwärtsfahrt auf Rückwärtsfahrt die Kupplung A in dem Maße ausgerückt wird, wie die Kupplung F unterstützend die Lastschaltkupplung G eingerückt werden.
-
Die entsprechenden Schaltschemen für das Reversieren bei dem Ausführungsbeispiel nach den 2 und 4 ist in 5 verdeutlicht. Daraus ergibt, dass beim Reversieren von VH in RH bei eingerückter Lastschaltkupplung C die Lastschaltkupplung B für die Vorwärtsfahrt geöffnet und zeitgleich die Lastschaltkupplung G für die Rückwärtsfahrt unterstützend die Lastschaltkupplung F eingerückt werden. Bei einer Reversion in VS bleibt die Kupplung D eingerückt, wohingegen die die Vorwärtsfahrt bewirkende weitere Kupplung B ausgerückt und zeitgleich die Rückwärtsfahrt bewirkende Kupplung G zusammen mit der unterstützend zugeschalteten Lastschaltkupplung F eingerückt wird.
-
Es ergibt sich danach, dass das in den 2 und 4 mit den jeweils wirkenden Kupplungen dargestellte erste Ausführungsbeispiel und mit den 3 und 5 hinsichtlich des Anfahrvorgangs und mit 6 hinsichtlich des Reversierens verdeutlichten Schaltschemas ein Anfahren allein durch Schließen von zwei Lastschaltkupplungen erfolgen kann. Dabei werden beim Anfahren im Vorwärtsgang jeweils die Anfahrkupplungen A bzw. B für die jeweilige Gangstufe eingelegt und unterstützend zum Anfahren jeweils andere Anfahrkupplungen A bzw. B zugeschaltet. Beim Anfahren in einem Vorwärtsgang oder beim Reversieren von einem Rückwärtsgang in einen Vorwärtsgang teilen sich somit die Kupplungen A und B die Reibarbeit. Beim Anfahren im Rückwärtsgang oder beim Reversieren von einem Vorwärtsgang in einen Rückwärtsgang werden die Rückwärtsanfahrkupplungen G und F aktiviert. Dabei dient eine der beiden Lastschaltkupplungen G und F der Übertragung des Rückwärtsganges, während die jeweils anderen der Kupplungen G und F nur unterstützend zugeschaltet wird. Beim Anfahren in einer Rückwärtsgangstufe oder beim Reversieren von einem Vorwärtsgang in einen Rückwärtsgang teilen sich somit die Kupplungen G und F die Reibarbeit.
-
Beim Reversieren, der auch als Shuttlevorgang bezeichnet wird, bleiben die Kupplungen C bzw. D ständig geschlossen und die den Vorwärtstrieb in der jeweiligen Gangstufe L, M, H, S bewirkende Lastschaltkupplung A bzw. B wird in dem Maße ausgerückt, wie die jeweilige, die Rückwärtsfahrt in der entsprechenden Gangstufe L, M, H, S bewirkende Kupplung F, G plus eine jeweils unterstützend betätigte Kupplung G, F eingerückt wird.
-
Das zuvor diskutierte Ausführungsbeispiel ist dementsprechend so ausgestaltet, dass von den zwei beim Anfahren in einer vorbestimmten Gangstufe betätigten Lastschaltkupplungen (z.B. A und D bei VM), eine dieser Lastschaltkupplungen (hier D bei VR) beim Anfahren in der zugeordneten Rückwärtsgangstufe nicht betätigt wird, was bedeutet, dass beim unmittelbaren Reversieren die in der jeweiligen Geschwindigkeits-Stufe L bzw. M bzw. H bzw. S jeweils eingerückte Lastschaltkupplung C bzw. D eingerückt bleibt.
-
Das in den 7 bis 10 verdeutlichte zweite Ausführungsbeispiel ist hingegen so ausgestaltet, dass beim Anfahren in jeder Vorwärtsgangstufe und beim Anfahren in jeder Rückwärtsgangstufe neben der der jeweiligen Gangstufe zugeordneten Lastschaltkupplung lediglich eine von zwei vorbestimmten Lastschaltkupplungen zur unterstützenden Übertragung des Anfahrmomentes betätigt wird. Dies sind in dem zweiten Ausführungsbeispiel für die Vorwärtsfahrt und die Rückwärtsfahrt jeweils die Lastschaltkupplungen C bzw. D, wie die letzte Zeile der Schaltbilder für das zweite Ausführungsbeispiel gemäß den 7 und 9 zeigt.
-
In der Splitter-Stufe L wird für die das Anfahren in Vorwärtsfahrt bei eingerückter Lastschaltkupplung A die die Vorwärtsfahrt bewirkende Lastschaltkupplung C eingerückt. Unterstützend beim Anfahren wird zusätzlich die Lastschaltkupplung D betätigt.
-
In der Gangstufe M wird für die Vorwärtsfahrt neben den für die Vorwärtsfahrt in der Gangstufe MV notwendigen Kupplungen D und A zusätzlich beim Anfahren die Lastschaltkupplung C unterstützend zugeschaltet. 7D verdeutlicht das Anfahren in der Vorwärtsfahrt H. In dieser Vorwärtsfahrt vermitteln die Kupplungen C und B den Lastfluss zu der Abtriebsseite, wohingegen beim Anfahren zusätzlich zu der Kupplung C die Kupplung D eingerückt wird, bis eine Synchronisierung zwischen Kupplungsglocke 4 und der Kupplung C eingetreten ist. In der schnellen Vorwärtsfahrt VS vermitteln – wie 7E verdeutlicht – die Lastschaltkupplungen D und B den Lastfluss zwischen der Eingangs- und der Abtriebsseite. Beim Anfahren wird zusätzlich die Lastschaltkupplung C zugeschaltet.
-
Mit diesen Erläuterungen ergibt sich der Anfahrvorgang für die in den 9A bis E verdeutlichten Rückwärtsgangstufen des zweiten Ausführungsbeispiels ohne weiteres. Im Neutralgang ist die Kupplung C (oder eine andere Kupplung) betätigt. Bei Anfahren in RL (vgl. 9B) wird die für die Übersetzung der Gangstufe RL erforderliche Lastschaltkupplung F voreingerückt und die Kupplung C eingerückt. Unterstützend beim Anfahren wirkt die Kupplung D, die bei Synchronisation zwischen dem Eingangswelle 1 und der Kupplungsglocke 4 ausgerückt wird. In der mittleren Rückwärtsgangstufe RM dient die Lastschaltkupplung D als Anfahrkupplung, die nach dem Anfahrvorgang im Engriff bleibt, während die Lastschaltkupplung C unterstützend wirkt und bei Synchronisation zwischen Eingangswelle 1 und Kupplungsglocke 4 ausgerückt wird.
-
Bei hoher Rückwärtsfahrt RH wird bei eingerückter Lastschaltkupplung G zum Anfahren die bleibende Anfahrkupplung C eingerückt und unterstützend die Lastschaltkupplung D. Beim Anfahren in der schnellen Rückwärtsfahrt RS wird bei eingerückter Kupplung G die bleibende Anfahrkupplung für diese Rückwärtsgangstufe D eingerückt und unterstützend die Lastschaltkupplung C eingerückt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Eingangswelle
- 2
- Vorgelegewelle
- 3
- Umkehrwelle
- 4
- Kupplungsglocke, der Eingangswelle 1 zugeordnet
- 5
- Kupplungsglocke, der Vorgelegewelle 2 zugeordnet
- 6
- Kupplungsglocke, der Umkehrwelle 3 zugeordnet
- 7
- Festrad der Eingangswelle
- 8
- Losrad der Vorgelegewelle 2
- 9
- Losrad der Eingangswelle 1
- 10
- Festrad der Vorgelegewelle 2
- 11
- Losrad der Umkehrwelle 3
- 12
- Festrad der Vorgelegewelle 2
- 13
- Festrad der Umkehrwelle 3
- 14
- Festrad der Synchrongetriebe-Antriebswelle
- S
- Synchrongetriebegruppe
- L
- Lastschaltteil
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 4020558 A1 [0002, 0043, 0043, 0047]
