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Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Schaltgetriebe, die in Vorgelegebauweise ausgebildet und mit Handschaltvorrichtungen betätigbar sind, werden seit langem in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Bei einem konventionellen Vorgelegegetriebe sind üblicherweise in mehreren Radsatzebenen Losräder und Festräder angeordnet, die paarweise im Zahneingriff stehen. Die Schaltung von Getriebegängen erfolgt jeweils durch das Öffnen einer Gangkupplung eines geschalteten Gangs und das Schließen einer Gangkupplung eines Zielgangs, wobei eine drehfeste Verbindung zwischen einem Losrad und einer Getriebewelle, auf der das betreffende Losrad drehbar gelagert ist, gelöst und eine andere drehfeste Verbindung zwischen einem Losrad und einer Getriebewelle hergestellt wird. Vor dem Herstellen des Kraftschlusses im Antriebsstrang werden die zu schaltenden rotierenden Komponenten des Zielgangs synchronisiert. Die Gangkupplungen, d.h. die Synchronisiervorrichtungen oder Klauenkupplungen der Schaltvorrichtungen, sind möglichst als Doppelkupplungen ausgebildet, wobei in doppelseitig betätigbaren Schaltpaketen jeweils zwei Gangkupplungen bzw. Synchronisiervorrichtungen angeordnet sind, um Bauraum und Gewicht zu sparen. Die Anzahl der Gänge derartiger Getriebe entspricht üblicherweise der Anzahl der Radsatzebenen.
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Um mit einer bestimmten Anzahl von Radsatzebenen mehr Gänge zu ermöglichen oder bei einer bestimmten Anzahl von Gängen eine kompaktere und Kosten sparende Bauweise mit weniger Radsatzebenen zur erreichen, ist es bereits bekannt, in Schaltlogiken zur Erzeugung der Getriebegänge vorhandene Radsatzebenen und Gangkupplungen mehrfach zu verwenden. Bei diesen Schaltgetrieben müssen, bedingt durch die reduzierte Anzahl von Komponenten, zum Erzeugen eines Kraftschlusses im Getriebe beim Schalten der Gänge, jeweils mehrere Gangkupplungen geschlossen werden oder geschlossen gehalten werden.
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Die Realisierung einer manuellen Handschaltvorrichtung für ein solches Getriebe ist konstruktiv relativ aufwendig, wie beispielsweise die
DE 10 2008 017 862 A1 zeigt, aus der eine Bedieneinrichtung für ein darin nicht näher beschriebenes 7-Gang-Schaltgetriebe mit H-Schaltbild bekannt ist.
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Daher werden diese Getriebe meistens mittels Aktuatoren betätigt, die von einem Steuergerät mittels Schaltprogramme automatisch angesteuert werden. Soll ein solches kompaktes Schaltgetriebe dennoch für einen Fahrer als ein Handschaltgetriebe mit einer Schalthebelbedienung in einem logischen Schaltbild betätigbar sein, so ist es zur Begrenzung des konstruktiven Aufwands sinnvoll, wenigstens einen Teil der Schaltung, also jeweils wenigstens eine der für einen Gangwechsel zu schaltenden Gangkupplungen automatisiert mit Hilfe eines Aktuators zu betätigen.
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Bei der Führung des Schalthebels in der Schaltkulisse einer solchen Handschalteinrichtung eines zumindest teilautomatisierten Schaltgetriebes werden dann Schaltvorgänge aktuatorisch ausgelöst und/oder Stellglieder des Getriebes manuell betätigt. Dabei können Gangkupplungen sowohl durch Schaltbewegungen in den Schaltgassen der Schaltkulisse als auch durch Wählbewegungen in der Wählgasse der Schaltkulisse betätigt werden. Dies erfordert einen entsprechend hohen Aufwand an die Aktuatorik und deren Steuerung.
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Aus der
DE 10 2005 057 813 A1 ist ein Schaltgetriebe mit einer Eingangswelle, einer koaxial dazu sowie dahinter angeordneten Ausgangswelle und einer achsparallel zu diesen Wellen angeordneten Vorgelegewelle bekannt. Die Getriebegänge sind durch Schließen jeweils mehrerer Gangkupplungen schaltbar. Das Getriebe weist fünf Radsatzebenen zur Erzeugung von sechs Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang auf, wobei der fünfte Gang als ein Direktgang und der sechste Gang als ein Overdrivegang, d.h. Schnellgang, ausgebildet ist. Die dritte und vierte Radsatzebene besteht jeweils aus zwei miteinander im Zahneingriff stehenden Losrädern, wobei die vorgelegeseitigen Losräder beider Radsatzebenen starr miteinander verbunden sind. Auf der Eingangswelle, der Ausgangswelle und der Vorgelegewelle sind insgesamt sieben Gangkupplungen angeordnet, die in drei Zweifachgangkupplungen und einer Einfachkupplung zusammengefasst sind. Bei einer geeigneten Anpassung der Betätigungselemente der Gangkupplungen in ihren radialen Abmessungen ist eine mechanische Betätigung aller Gangkupplungen über eine einzige Schaltwelle oder Schaltwalze möglich.
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Aus der
DE 10 2010 043 564 A1 ist ein Schaltgetriebe mit einer Handschalteinrichtung bekannt, das als ein Gruppengetriebe ausgebildet ist. Dieses Getriebe weist eine Eingangswelle, eine koaxial dazu sowie axial dahinter angeordneten Ausgangswelle und eine achsparallel zu diesen Wellen angeordnete Vorgelegewelle auf. In fünf Radsatzebenen sind sechs Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang schaltbar. Die beiden ersten Radsatzebenen sind als eine Splitgruppe wirksam, wobei die zweite Radsatzebene mit den weiteren Radsatzebenen auch in einer Hauptgruppe wirksam ist. Von den insgesamt sechs Gangkupplungen sind drei als Doppelkupplungen ausgebildet, wobei eine der Doppelkupplungen mit der Eingangswelle und die beiden weiteren Doppelkupplungen mit der Ausgangswelle verbunden sind. Sämtliche Losräder sind auf der Eingangswelle und der Ausgangswelle angeordnet, während sämtliche Festräder mit der Vorgelegewelle verbunden sind. Das Getriebe ist in einem H-Schaltbild mit mehreren Schaltgassen und einer dazu quer ausgerichteten Wählgasse schaltbar, wobei bei eingelegtem Gang jeweils zwei der Gangkupplungen geschlossen sind, und in den Schaltgassen mit zwei gegenüberliegenden Gängen jeweils eine der Gangkupplungen in beiden Gängen geschlossen ist. Mehrere der Gangkupplungen sind sowohl in der Wählgasse als auch in einer oder mehreren der Schaltgassen anwählbar. Ein vergleichbares Getriebe ist auch aus der
DE 197 53 061 C1 bekannt.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes Schaltgetriebe vorzustellen, das eine vergleichsweise hohe Anzahl von Gängen aufweist, das mit einer Handschalteinrichtung betätigbar ist, das konstruktiv sowie steuerungstechnisch einfach betätigbar ist, und das kostengünstig herstellbar ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Schaltgetriebe, bei dem in den Gängen mehrere Gangkupplungen geschaltet sind, an eine Handschalteinrichtung angepasst werden kann, indem ein Radsatz mit einer Gruppierung der Gangkupplungen bzw. Synchronisierungen in Wählsynchronisierungen und in Schaltsynchronisierungen konstruiert wird. Dies ermöglicht eine Schaltlogik für eine Schalthebelbetätigung in einem logischen Mehrfach-H-Schaltbild, bei der ein Teil der Gangkupplungen, nämlich die Wählsynchronisierungen, lediglich einen einzigen Aktuator für eine automatisierte Schaltung benötigen. Für den anderen Teil der Gangkupplungen, nämlich die Schaltkupplungen, genügt eine relativ einfache konventionelle manuelle bzw. mechanische Schaltvorrichtung.
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Demnach geht die Erfindung aus von einem Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs, das mit einer Handschalteinrichtung betätigbar ist, welche eine Schaltkulisse mit einer als Quergasse ausgebildeten Wählgasse und mehreren als Längsgassen ausgebildeten Schaltgassen zur Führung eines Schalthebels in einem Mehrfach-H-Schaltbild aufweist, mit einer Eingangswelle, mit einer koaxial hinter der Eingangswelle angeordneten Ausgangswelle und mit einer achsparallel zu diesen beiden Getriebewellen angeordneten Vorgelegewelle, bei dem in mehreren Radsatzebenen Zahnräder angeordnet sind, die als Festräder oder Losräder auf den Getriebewellen drehfest angeordnet oder über Gangkupplungen drehfest mit den Getriebewellen verbindbar sind, wobei die Getriebegänge durch das Schließen von jeweils mindestens zwei der Gangkupplungen schaltbar sind, und bei dem in den Schaltgassen mit gegenüberliegenden Gängen jeweils eine der Gangkupplungen in beiden Gängen geschaltet ist.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung außerdem vor, dass die Gangkupplungen in eine Wählgruppe und eine Schaltgruppe unterteilt sind, wobei die Gangkupplungen der Wählgruppe ausschließlich durch Wählbewegungen des Schalthebels in der Wählgasse anwählbar sind, wodurch die Eingangswelle mit der Vorgelegewelle koppelbar ist, und die Gangkupplungen der Schaltgruppe ausschließlich durch Schaltbewegungen des Schalthebels in den Schaltgassen anwählbar sind, wodurch die Ausgangswelle mit der Vorgelegewelle koppelbar ist, wobei die in den Schaltgassen mit gegenüberliegenden Gängen jeweils in beiden Gängen geschaltete Gangkupplung eine Gangkupplung der Wählgruppe ist.
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Die Gangkupplungen der Wählgruppe werden im Folgenden auch als Wählsynchronisierungen oder einfach als Wählkupplungen bezeichnet, und die Gangkupplungen der Schaltgruppe werden auch als Schaltsynchronisierungen oder einfach als Schaltkupplungen bezeichnet. Vorzugsweise sind alle Gangkupplungen des Schaltgetriebes als Synchronisiervorrichtungen ausgebildet.
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Weiterhin wird unter einer Doppelkupplung oder Doppelsynchronisierungen eine Gangschaltvorrichtung verstanden, bei der zwei Gangkupplungen bzw. Synchronisiervorrichtungen in einem doppelseitig betätigbaren Schaltpaket zusammengefasst sind. Unter einer Einfachkupplung wird dementsprechend eine einzelne, einseitig betätigbare Gangkupplung bzw. Synchronisiervorrichtung verstanden.
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Durch die funktionale Gruppierung der Gangkupplungen wird eine einfache Teilautomatisierung eines in einem Mehrfach-H-Schaltbild betätigbaren Getriebes ermöglicht.
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So kann vorgesehen sein, dass die Gangkupplungen der Wählgruppe durch die Schalthebelbewegungen fremdkraftbetätigt und automatisiert schaltbar sind, wobei genau ein ansteuerbarer Aktuator vorgesehen ist, mit dem alle Gangkupplungen der Wählgruppe betätigbar sind.
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Demnach wird für den automatisierten Teil der Schaltung nur ein Aktuator benötigt. Der Aktuator wird von einem zugeordneten Steuergerät zur Betätigung angesteuert, sobald dieses mittels geeigneter Sensoren eine Wählbewegung des Schalthebels zum Schalten der jeweiligen Gangkupplung feststellt. Eine Doppelverwendung von Gangkupplungen durch Wählbewegungen des Schalthebels einerseits und durch Schaltbewegungen des Schalthebels andererseits, wie sie bei bekannten Konzepten für kompakte Schaltgetriebe üblich ist, wird vermieden. Dadurch ergibt sich eine konstruktive und steuerungstechnische Vereinfachung der Bedienung des Schaltgetriebes. Eine teilautomatisierte Wählsynchronisation und eine manuelle Schaltsynchronisation des Getriebes sind damit relativ kostengünstig realisierbar.
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Ein Radsatz eines Getriebes, der dem Konzept der Erfindung folgt, ist derart ausgebildet, dass diejenigen Gangkupplungen, die in den Gängen durch die Wählbewegung des Schalthebels geschaltet werden bzw. geschaltet sind, in keiner der Schaltgassen angefordert werden. Demnach wird zum Schalten eines Ganges zunächst eine erste Gangkupplung durch eine Wählbewegung geschaltet und anschließend eine zweite Gangkupplung bei der Schaltbewegung in die entsprechende Schaltgasse geschaltet. Die in der Schaltgasse geschaltete Gangkupplung wird dementsprechend zuerst geöffnet wenn der Gang wieder ausgelegt wird. Bei einem Gangwechsel in einer Schaltgasse in einen gegenüberliegenden Gang ist keine erneute Betätigung der bereits durch die Wählbewegung zuvor geschalteten Gangkupplung notwendig. Bei einem Gangwechsel in eine Schaltgasse, die in der Wählgasse endet, also ohne gegenüberliegenden Gang oder in eine andere Schaltgasse, also einen nicht gegenüberliegenden Gang, werden bei der Wählbewegung automatisch die entsprechenden Gangkupplungen in der Wählgasse nacheinander geöffnet bzw. geschaltet oder bleiben weiterhin geschaltet.
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Dadurch können die Gangkupplungen der Wählgruppe mit nur einem Aktuator so angesteuert betätigt werden, dass alle benachbarten Gangwechsel mit einer möglichst geringen Anzahl von Schaltvorgängen ausführbar sind, und dass alle denkbaren Gangsprünge ausführbar sind.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann ein Radsatz vorgesehen sein, bei dem sechs Radsatzebenen zur Realisierung von sieben Vorwärtsgängen und mindestens einem Rückwärtsgang angeordnet sind, wobei sämtliche Losräder und sämtliche Gangkupplungen auf der Eingangswelle und der Ausgangswelle angeordnet sind, wobei sämtliche Festräder auf der Vorgelegewelle angeordnet sind, wobei sieben Gangkupplungen vorgesehen sind, die als drei Doppelkupplungen und eine Einfachkupplung ausgebildet sind, wobei eine Doppelkupplung und die Einfachkupplung die Wählgruppe bilden und mit der Eingangswelle kraftschlüssig verbunden sind, und die beiden anderen Doppelkupplungen die Schaltgruppe bilden und mit der Ausgangswelle kraftschlüssig verbunden sind.
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Durch diese Radsatzanordnung wird ein 7-Gang-Handschaltgetriebe mit einer Mehrfach-H-Schaltkulisse zur Verfügung gestellt, das bei einer teilautomatisierten Ausführungsform lediglich einen Aktuator für eine Wählsynchronisierung bei der Anwahl der Gänge in der Wählgasse des Mehrfach-H-Schaltbilds erfordert. Der Radsatz ermöglicht ein 7-Gang-Handschaltgetriebe, das eine kompaktere Bauform aufweist als konventionelle 6-Gang-Handschaltgetriebe. Durch die Anordnung aller Gangkupplungen auf der Eingangswelle und der Ausgangswelle ergibt sich als ein weiterer Vorteil eine Reduzierung von Losteilgeräuschen, die über den Antriebsmotor aufgrund von Drehungleichförmigkeiten in das Getriebe eingebracht werden können.
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Bei einer Schaltlogik dieses 7-Gang-Handschaltgetriebes kann vorgesehen sein, dass einer ersten Gangkupplung der Wählgruppe ein erster Gang, ein zweiter Gang und ein erster Rückwärtsgang zugeordnet sind, dass einer zweiten Gangkupplung der Wählgruppe ein dritter Gang, ein vierter Gang und ein optionaler zweiter Rückwärtsgang zugeordnet sind, und dass einer dritten Gangkupplung der Wählgruppe ein fünfter Gang, ein sechster Gang, ein siebter Gang und ein optionaler dritter Rückwärtsgang zugeordnet sind.
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Dadurch ergeben sich drei Gruppen von Gängen, denen jeweils genau eine Gangkupplung der Wählgruppe zugeordnet ist. Die Gangkupplungen der Schaltgruppe werden hingegen in zwei oder in allen drei Gangruppen mehrfach benutzt. Bei dieser Schaltlogik sind die Gangkupplungen der Wählgruppe so anwählbar, dass diese nur dann geschaltet werden müssen, wenn aus einer mittleren Schaltgasse eines Mehrfach-H-Schaltbilds heraus eine Wählbewegung nach rechts oder links erfolgt. Bei den übrigen Wählbewegungen kann die geschaltete Gangkupplung der Wählgruppe geschaltet bleiben.
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Durch diese Schaltlogik, bei der im Mehrfach-H-Schaltbild in einer Mittenposition eine bestimmte Wählsynchronisierung angewählt ist, bei allen rechts davon liegenden Wählbewegungen eine bestimmte zweite Wählsynchronisierung und bei allen links davon liegenden Wählbewegungen eine bestimmte dritte Wählsynchronisierung angewählt wird, genügt ein Aktuator für die Ansteuerung aller drei Wählsynchronisierungen, die bei der beschriebenen Ausführungsform des Radsatzes vorgesehen sind.
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Weiterhin ergibt sich dadurch eine Bedienung des Schaltgetriebes mit relativ wenigen Schaltvorgängen, wodurch sich ein hoher Schaltkomfort mit kurzen Schaltzeiten erzielen lässt.
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Die Stufung bzw. Spreizung und die Schaltlogik des Getriebes können durch einen Tausch einzelner Radsatzebenen variiert werden, wobei allerdings die Konzeption, dass bei Gangänderungen in den Gangruppen keine der Wählsynchronisierungen geschaltet werden muss, erhalten bleiben soll.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein fünfter Gang als ein Direktgang realisierbar ist. Der Direktgang kann durch eine direkte Kopplung der Eingangswelle mit der Ausgangswelle durch Schließen von zwei der Gangkupplungen geschaltet werden. Der sechste und der siebte Gang können dann als Overdrivegänge übersetzt sein.
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Möglich ist es auch, dass durch Schließen derselben beiden Gangkupplungen ein vierter Gang als ein Direktgang schaltbar ist, so dass mit dem fünften, dem sechsten und dem siebten Gang drei Overdrivegänge zur Verfügung stehen. Die Einteilung in Ganggruppen wird dabei beibehalten.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Gangkupplungen der Schaltgruppe durch die Schalthebelbewegungen manuell schaltbar sind. Demnach können die Schaltsynchronisierungen, vergleichbar zu einem konventionellen Handschaltgetriebe, durch den Fahrer angesteuert bzw. direkt geschaltet werden.
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Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, dass die Gangkupplungen der Schaltgruppe, also die Schaltsynchronisierungen, durch die Schalthebelbewegungen automatisiert und hilfskraftbetätigt schaltbar sind. Zusammen mit der automatisierten Steuerung der Wählsynchronisierungen lässt sich somit ein Handschaltgetriebe realisieren, das mittels Aktuatoren vollständig automatisiert betätigbar ist. Dies ermöglicht auch ein Anschließen der Handschalteinrichtung an eine sogenannte shift-by-wire-Schaltung, bei der alle Schalthebelbewegungen elektronisch erfasst und über Signale mittels einer Datenleitung, beispielsweise eines Datenbusses, an eine elektronische Getriebesteuerung weitergegeben werden, die dann die entsprechenden Aktuatoren ansteuert. Dadurch kann auf eine mechanische oder hydraulische Kopplung der Handschalteinrichtung an das Getriebe gänzlich verzichtet werden. Folglich ist das Mehrfach-H-Schaltbild, bei dem in der Wählgasse und in den Schaltgassen Schaltungen der einzelnen Gangschaltvorrichtungen ausgelöst werden, mit nur einem Aktuator für die Wählsynchronisierungen, wie bei der teilautomatisierten Ausführungsform, und mit mehreren Aktuatoren für die Schaltsynchronisierungen, vergleichsweise einfach und kostengünstig realisierbar.
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Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung eines Ausführungsbeispiels beigefügt. In dieser zeigt
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1 ein Schaltgetriebe gemäß der Erfindung in einem Längsschnitt,
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2 das Schaltgetriebe der 1 in einer schematisierten Darstellung,
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3 ein Schaltbild für eine Handschalteinrichtung des Getriebeschemas gemäß 2,
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4 ein tabellarisches Schaltschema, geordnet nach Gängen, zugehörig zu dem Schaltbild der 3,
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5 ein tabellarisches Schaltschema, geordnet nach Gangruppen mit einem fünften Gang als Direktgang, zugehörig zu dem Schaltbild der 3, und
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6 ein tabellarisches Schaltschema geordnet nach Gangruppen mit einem vierten Gang als Direktgang.
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Ein Schaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug gemäß 1 weist sechs Radsatzebenen a, b, c, d, e, f und sieben Gangkupplungen S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7 auf. Die Getriebestruktur geht leichter erkennbar aus der 2 hervor.
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Das Schaltgetriebe 1 ist als ein Vorgelegegetriebe ausgebildet, mit einer antriebsseitigen Eingangswelle 2, eine koaxial dahinter angeordneten abtriebsseitigen Ausgangswelle 3 und einer achsparallel zu diesen Getriebewellen 2, 3 angeordneten Vorgelegewelle 4.
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Die sechs Radsatzebenen a bis f sind jeweils als miteinander im Zahneingriff befindliche Stirnradpaare a1/a2, b1/b2, c1/c2, d1/d2, e1/e2, f1/f2 ausgebildet, wobei die letzte Radsatzebene f zusätzlich ein drehbar gelagertes Drehrichtungsumkehrrad f3 zur Ermöglichung von Rückwärtsgängen besitzt. Die Stirnradpaare a1/a2, b1/b2, c1/c2, d1/d2, e1/e2, f1/f2 weisen jeweils ein Losrad a1, b1, c1, d1, e1, f1 auf, welches auf der Eingangswelle 2 oder der Ausgangswelle 3 drehbar gelagert und durch eine zugeordnete Gangkupplung S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7 mit diesen Wellen 2, 3 drehfest verbindbar ist, sowie ein Festrad a2, b2, c2, d2, e2, f2, welches drehfest mit der Vorgelegewelle 4 verbunden ist. Die Losräder a1, b1, der ersten beiden Radsatzebene a, b sind auf der Eingangswelle 2 angeordnet, während die Losräder c1, d1, e1, f1 der weiteren Radsatzebenen c, d, e, f auf der Ausgangswelle 3 angeordnet sind.
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Die sieben Gangkupplungen S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7 sind als Synchronisiervorrichtungen ausgebildet und bis auf eine Gangkupplung in jeweils doppelseitig betätigbaren Schaltpaketen zusammengefasst. Ein erstes, eingangsseitiges Schaltpaket S1/S2 ist mit der Eingangswelle 2 verbunden und zwischen der ersten und der zweiten Radsatzebene a, b angeordnet. Über die erste Doppelsynchronisierung S1/S2 ist wahlweise ein drehfeste Verbindung des Losrades a1 der ersten Radsatzebene a oder des Losrades b1 der zweiten Radsatzebene b mit der Eingangswelle 2 schaltbar.
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Weiterhin ist die Gangkupplung S3 als einzige Einfachsynchronisierung ausgebildet und mit dem antriebsfernen Ende der Eingangswelle 2 drehfest verbunden. Über diese Gangkupplung S3 ist eine drehfeste Verbindung zwischen der Eingangswelle 2 und dem benachbarten Losrad c1 der dritten Radsatzebene c schaltbar. Das Losrad c1 ist weiterhin durch die benachbarte Gangkupplung S4 der zweiten Doppelsynchronisierung S4/S5 mit der Ausgangswelle 3 drehfest verbindbar. Dem Losrad c1 sind somit als einzigem Losrad zwei Gangkupplungen S3, S4 zugeordnet. Durch Schließen dieser beiden Gangkupplungen S3, S4 ist eine direkte Verbindung zwischen der Eingangswelle 2 und der Ausgangswelle 3, also zwischen Getriebeantrieb und Getriebeabtrieb schaltbar. Die zweiten und dritten als Doppelsynchronisierungen ausgebildeten Gangkupplung S4/S5 sowie S6/S7 verbinden wahlweise die anderen Losräder c1 bzw. d1 sowie e1 bzw. f1 mit der Ausgangswelle 3.
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Somit sind die ersten drei Stirnradstufen a, b, c durch die ersten drei Gangkupplungen bzw. Synchronisierungen S1/S2, S3 an die Eingangswelle 2 koppelbar, und die dritten und vierten Stirnradstufen c, d sowie die fünften und sechsten Stirnradstufen e, f durch die vierten bis siebten Gangkupplungen bzw. Synchronisierungen S4/S5, S6/S7 an die Ausgangswelle 3 koppelbar.
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Das Schaltgetriebe 1 gemäß 1 und 2 ermöglicht sieben Vorwärtsgänge 1G, 2G, 3G, 4G, 5G, 6G, 7G und bis zu drei Rückwärtsgänge R1, R2, R3. Der Kraftfluss in den einzelnen Gängen geht aus einem Kraftflussschema hervor, welches in 2 unter dem Getriebeschema dargestellt ist. Die Kraftflusslinien sind an ihren Sprungstellen den jeweils ein Drehmoment übertragenden Radsätzen zugeordnet.
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Das Schaltschema für dieses Schaltgetriebe 1 ist aus der Tabelle in 4 entnehmbar. Demnach sind in jedem Gang zwei der Gangkupplungen S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7 geschaltet, wobei ein fünfter Gang 5G als ein Direktgang schaltbar ist. Die beiden hierzu höheren Gänge 6G, 7G sind als Overdrivegänge vorgesehen.
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Das Schaltschema gemäß 4 ist auf eine Handschalteinrichtung für dieses Schaltgetriebe 1 übertragbar, die in 3 dargestellt ist. Demnach ist zur Bedienung des Schaltgetriebes 1 in einem Mehrfach-H-Schaltbild 5 eine Schaltkulisse 6 mit einem darin führbaren, nicht dargestellten, Schalthebel vorgesehen, welche fünf Schaltgassen 8a, 8b, 8c, 8d, 8e aufweist, die durch eine rechtwinklig dazu angeordnete Wählgasse 7 miteinander verbunden sind. Die erste Schaltgasse 8a ist für einen Rückwärtsgang R1, die letzte Schaltgasse 8e für den höchsten siebten Gang 7G vorgesehen. Dazwischen sind drei weitere Schaltgassen 8b, 8c, 8d angeordnet, in denen jeweils zwei Gänge 1G/2G, 3G/4G, 5G/6G in logischer Anordnung und aufsteigender Reihenfolge gegenüber liegen.
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Die Bedienung des Schaltgetriebes durch die Handschalteinrichtung erfolgt in zwei Funktionsschritten, einer Wählsynchronisierung und einer Schaltsynchronisierung.
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Bei der Wählsynchronisierung wird die Eingangswelle 2 mit der Vorgelegewelle 4 während einer Wählbewegung des Schalthebels gekoppelt. Die ersten drei Synchronisierungen S1, S2, S3 gemäß 2 sind als Wählsynchronisierungen wirksam. Diese sind so ausgewählt, dass sie nur dann geschaltet werden müssen, wenn nach rechts oder links aus der mittleren Schaltgasse 8c, in der die dritten und vierten Gänge 3G, 4G schaltbar sind, heraus gewählt wird. Bei einem Gassenwechsel zwischen den ersten beiden Schaltgassen 8a, 8b, also zwischen den ersten beiden Gängen 1G, 2G und dem Rückwärtsgang R, sowie bei einem Gassenwechsel zwischen den letzten beiden Schaltgassen 8d und 8e, also zwischen dem fünften, sechsten und siebten Gang 5G, 6G, 7G ist keine Betätigung der jeweiligen Wählsynchronisierung S1, S3 notwendig. Ebenso ist keine Betätigung der Wählsynchronisierung S2 bei einem Gangwechsel in der mittleren Gasse 8c, also zwischen dem dritten Gang 3G und dem vierten Gang 4G notwendig.
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Demnach ergeben sich drei Ganggruppen, denen jeweils eine Wählsynchronisierung S1, S2, S3 zugeordnet ist. Diese Zuordnung ist in der Tabelle der 5 verdeutlicht. Daraus ist entnehmbar, dass innerhalb der Ganggruppen die Wählsynchronisierung S1, S2, S3 jeweils vorgegeben ist, während die Schaltsynchronisierungen S4, S5, S6 entsprechend der Gänge variieren. Die siebte Synchronisierung S7 wird für den Rückwärtsgang R verwendet. Die möglichen zusätzlichen Rückwärtsgänge R2, R3 sind in dem Schaltbild 5 von 3 nicht berücksichtigt.
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Folglich können alle drei Wählsynchronisierungen S1, S2, S3 mit nur einem Aktuator angesteuert werden. Dementsprechend ist für diesen Teil der Schaltung ein nicht dargestellter Aktuator für eine automatisierte Betätigung der entsprechenden Schaltelemente vorgesehen, wobei die Ansteuerung entsprechend der jeweiligen Wählbewegung des Schalthebels erfolgt.
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Bei der auf die Wählsynchronisierung folgenden Schaltsynchronisierung wird die Ausgangswelle 3 an die bereits synchronisierte Einheit aus Vorgelegewelle 4 und Eingangswelle 2 während der Schaltbewegung am Schalthebel gekoppelt. Die weiteren Synchronisierungen S4, S5, S6, S7, welche nicht als Wählsynchronisierungen fungieren, sind als Schaltsynchronisierungen vorgesehen. Die Schaltsynchronisierungen S4, S5, S6, S7 werden manuell durch den Fahrer betätigt. Das Schaltgetriebe 1 arbeitet somit als ein teilautomatisiertes Handschaltgetriebe.
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Es sei erwähnt, dass alternativ zu dem Schaltschema gemäß den 2 bis 5, bei dem ein fünfter Gang 5G als ein Direktgang schaltbar ist, auch ein Schaltschema mit einem vierten Gang 4G als Direktgang 4D möglich ist. Dies ist in der Tabelle von 6 lediglich angedeutet, wobei auch hierbei drei Ganggruppen vorgesehen sind, denen je eine Wählsynchronisierung S1, S2, S3 zugeordnet sind, so dass in den Gruppen keine Wählsynchronisierung geschaltet werden muss.
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Demnach stellen analog zum ersten Ausführungsbeispiel die dritten und vierten Synchronisierungen S3, S4 den Direktgang 4D dar. Die Wählsynchronisierungen für eine erste Ganggruppe 1G, 2G, R kann die erste oder zweite Synchronisierung S1 oder S2 sein, die Wählsynchronisierung für eine dritte Ganggruppe 5G, 6G, 7G kann die andere der beiden ersten und zweiten Synchronisierungen S1, S2 sein. Die Schaltsynchronisierungen S4, S5, S6, S7 können jeweils diesen Ganggruppen zugeordnet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schaltgetriebe
- 2
- Eingangswelle
- 3
- Ausgangswelle
- 4
- Vorgelegewelle
- 5
- Schaltbild
- 6
- Schaltkulisse
- 7
- Wählgasse
- 8a
- Schaltgasse
- 8b
- Schaltgasse
- 8c
- Schaltgasse
- 8d
- Schaltgasse
- 8e
- Schaltgasse
- a
- Radsatzebene
- b
- Radsatzebene
- c
- Radsatzebene
- d
- Radsatzebene
- e
- Radsatzebene
- f
- Radsatzebene
- a1
- Losrad
- b1
- Losrad
- c1
- Losrad
- d1
- Losrad
- e1
- Losrad
- f1
- Losrad
- a2
- Festrad
- b2
- Festrad
- c2
- Festrad
- d2
- Festrad
- e2
- Festrad
- f2
- Festrad
- f3
- Drehrichtungsumkehrrad
- S1
- Gangkupplung, Wählsynchronisierung
- S2
- Gangkupplung, Wählsynchronisierung
- S3
- Gangkupplung, Wählsynchronisierung
- S4
- Gangkupplung, Schaltsynchronisierung
- S5
- Gangkupplung, Schaltsynchronisierung
- S6
- Gangkupplung, Schaltsynchronisierung
- S7
- Gangkupplung, Schaltsynchronisierung
- 1G
- Erster Gang
- 2G
- Zweiter Gang
- 3G
- Dritter Gang
- 4G
- Vierter Gang
- 5G
- Fünfter Gang
- 6G
- Sechster Gang
- 7G
- Siebter Gang
- R1
- Erster Rückwärtsgang
- R2
- Zweiter Rückwärtsgang
- R3
- Dritter Rückwärtsgang
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008017862 A1 [0004]
- DE 102005057813 A1 [0007]
- DE 102010043564 A1 [0008]
- DE 19753061 C1 [0008]
