DE112015001338B4

DE112015001338B4 - Anordnung für einen Hochschaltprozess in einem Getriebe

Info

Publication number: DE112015001338B4
Application number: DE112015001338.5T
Authority: DE
Inventors: Daniel Häggström; Daniel Norberg; Nichlas Florén
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2014-04-23
Filing date: 2015-04-13
Publication date: 2021-08-12
Anticipated expiration: 2035-04-14
Also published as: SE537975C2; SE1450481A1; DE112015001338T5; WO2015163805A1

Abstract

Anordnung für einen Hochschaltprozess in einem Getriebe, wobei das Getriebe eine Vorgelegewelle (5), eine Hauptwelle (8) und mehrere Zahnradsätze umfasst, von denen jeder ein primäres Zahnrad (6a-e), das fest auf der Vorgelegewelle (5) angeordnet ist, und ein zweites Zahnrad (7a-e), das auf der Hauptwelle (8) angeordnet ist, umfasst, wobei die Anordnung eine Druckmediumquelle (25) umfassend ein druckbeaufschlagtes Medium mit einem im Wesentlichen konstanten Druck (p1), und eine Bremsvorrichtung (16) umfassend einen ersten Raum (19a), der zur Aufnahme eines druckbeauschlagften Mediums ausgebildet ist, und einen ersten Kolben (18a), der ausgebildet ist, vom druckbeaufschlagten Medium im ersten Raum (19a) verschoben werden und eine Kraft auf eine Bremskomponente (20) zu übertragen, so dass diese mit einem ersten Bremsmoment (M1) auf die Vorgelegewelle (5) während eines Hochschaltprozesses im Getriebe einwirkt, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (16) einen zweiten Raum (19b), der zum Aufnehmen eines druckbeaufschlagten Mediums ausgebildet ist, und einen zweiten Kolben (18a), der ausgebildet ist, vom druckbeaufschlagten Medium im zweiten Raum (19b) verschoben zu werden und eine Kraft auf die Bremskomponente (20) zu übertragen, so dass diese mit einem zweiten Bremsmoment (M2) auf die Vorgelegewelle (5) während eines Hochschaltprozesses im Getriebe einwirkt, und Verbindungsmittel (24, 26, 28, 29), die zum Verbinden der Druckmediumquelle (25) mit dem ersten Raum (18a), so dass die Vorgelegewelle (5) mit dem ersten Drehmoment (M1) verzögert wird, oder mit dem zweiten Raum (18b), so dass die Vorgelegewelle (5) mit dem zweiten Bremsmoment (M2) verzögert wird, oder mit beiden Räumen (19a, 19b) gleichzeitig, so dass die Vorgelegewelle (5) mit einem dritten Bremsmoment (M3) verzögert wird, ausgebildet sind, umfasst.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK
Die Erfindung betrifft eine Anordnung für einen Hochschaltprozess in einem Getriebe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Herkömmliche Getriebe umfassen eine Vorgelegewelle, eine Hauptwelle und mehrere Zahnradsätze, von denen jeder ein primäres Zahnrad, das drehbar auf der Vorgelegewelle angeordnet ist, und ein sekundäres Zahnrad, das drehbar auf der Hauptwelle angeordnet ist, umfasst. Synchronisationsvorrichtungen dienen zum Synchronisieren der Drehzahl der sekundären Zahnräder mit der Drehzahl der Hauptwelle und zum Sperren des Zahnrads auf der Hauptwelle, wenn eine synchrone Drehzahl erreicht ist. Die Synchronisationsvorrichtungen umfassen im Allgemeinen konisch geformte Reibungsflächen, die für die Synchronisation der Drehzahl der Zahnräder auf der Hauptwelle sorgen. Die Reibungsflächen der Synchronisationsvorrichtungen sind einer starken Belastung und einem hohen Verschleiß ausgesetzt.
Eine Alternative zum Verwenden von Synchronisationsvorrichtungen ist das Verwenden einer Bremse, welche die Vorgelegewelle bei einem Hochschaltprozess bremst. Die Bremse kann ebenfalls in Kombination mit Synchronisationsvorrichtungen verwendet werden. Wenn keine Synchronisationsvorrichtungen verwendet werden, können Sperrvorrichtungen verwendet werden, die lediglich für eine Drehsperre der sekundären Zahnräder auf der Hauptwelle sorgen. Bei einem Hochschaltprozess sorgt die Bremse für eine Verzögerung der Vorgelegewelle, bis ein sekundäres Zahnrad eine synchrone Drehzahl mit der Hauptwelle erreicht, woraufhin eine Sperrvorrichtung für eine Drehsperre des sekundären Zahnrads auf der Hauptwelle sorgt. Bei einem Herunterschaltprozess wird ein Antriebsmotor aktiviert, der über eine Antriebswelle des Getriebes für eine Beschleunigung der Vorgelegewelle sorgt, bis ein sekundäres Zahnrad eine synchrone Drehzahl mit der Hauptwelle erreicht, woraufhin eine Sperrvorrichtung für eine Drehsperre des sekundären Zahnrads auf der Hauptwelle sorgt.
Herkömmliche Bremsen für die Vorgelegewellenbremse bremsen die Vorgelegewelle mit einem festen Bremsmoment. Einige Getriebearten, die beispielsweise ein Splitgetriebe umfassen, weisen eine Vorgelegewelle mit variablen Trägheitsmomenten je nach Zustand des Splitgetriebes bei einem Schaltprozess auf. Das Dimensionieren von Bremsen für Vorgelegewellen mit verschiedenen Trägheitsmomenten stellt ein Problem dar. Wenn eine Bremse für das größte Trägheitsmoment der Vorgelegewelle dimensioniert ist, treten Probleme auf, wenn sie die Vorgelegewelle bremst, wenn diese ein kleineres Trägheitsmoment aufweist. Die Vorgelegewelle sorgt dann für eine sehr schnelle Verzögerung, was ein Lösen der Bremse erschwert, wenn eine synchrone Drehzahl erreicht ist. Wenn die Bremsvorrichtung für das kleinste Trägheitsmoment der Vorgelegewelle dimensioniert ist, treten Probleme auf, wenn sie die Vorgelegewelle bremst, wenn diese ein größeres Trägheitsmoment aufweist. Die Vorgelegewelle sorgt dann für eine langsame Verzögerung, was zu einer Schaltzeit führt.
US 5,172,797 beschreibt eine Bremsvorrichtung für eine Vorgelegewelle in einem Getriebe. Die Bremsvorrichtung umfasst einen verschiebbaren Kolben, der eine Scheibenbremse aktiviert. Die Bremsvorrichtung umfasst eine erste Kammer zum Zuführen einer druckbeaufschlagten Flüssigkeit zum Aktivieren der Scheibenbremse, wenn die Vorgelegewelle bei einem Hochschaltprozess gebremst werden muss, und eine zweite Kammer zum Zuführen einer druckbeaufschlagten Flüssigkeit zum Aktivieren der Scheibenbremse, wenn die Vorgelegewelle gebremst werden muss, um zu verhindern, dass das Fahrzeug beim Anfahren an einem Berg rückwärts rollt. Wenn die druckbeaufschlagte Flüssigkeit der zweiten Kammer zugeführt wird, wirkt sie auf eine größere Fläche des Kolbens ein, als wenn die druckbeaufschlagte Flüssigkeit der ersten Kammer zugeführt wird. Somit wird ein größeres Trägheitsmoment erreicht, wenn die Bremsvorrichtung verwendet wird, um zu verhindern, dass das Fahrzeug beim Anfahren an einem Berg rückwärts rollt, als wenn sie bei einem Hochschaltprozess verwendet wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht im Bereitstellen einer Anordnung und eines Verfahrens für einen Hochschaltprozess in einem Getriebe, wobei eine Vorgelegewelle im Wesentlichen immer für ein schnelles Bremsen auf eine erwünschte Motordrehzahl mit hoher Genauigkeit sorgen kann.
Diese Aufgabe wird durch die Anordnung der zu Beginn beschriebenen Art erfüllt, die durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 beschriebenen Merkmale gekennzeichnet ist. Von einem Gang im Getriebe kann ein Hochschalten in im Wesentlichen alle höheren Gänge im Getriebe erzielt werden. Bei einem Getriebe mit vielen Gängen ist die Zahl von Hochschaltalternativen relativ groß. Die Anordnung umfasst daher eine Bremsvorrichtung, die zum Bremsen der Vorgelegewelle ausgebildet ist. Die Bremsvorrichtung umfasst einen ersten Raum in Verbindung mit einem ersten Kolben zum Übertragen einer Kraft auf eine Bremskomponente, welche die Vorgelegewelle mit einem ersten Bremsmoment bremst, und einen zweiten Raum in Verbindung mit einem zweiten Kolben zum Übertragen einer Kraft auf die Bremskomponente, welche die Vorgelegewelle mit einem zweiten Bremsmoment bremst. Mit einer geeigneten Dimensionierung der Kolben und der Kontaktflächen der Kolben mit dem druckbeaufschlagten Medium kann jeder von diesen seine Kraft bereitstellen, die auf die Bremskomponenten so übertragen wird, dass die Vorgelegewelle mit einem ersten Bremsmoment, wenn der erste Kolben aktiviert wird, und einem zweiten Bremsmoment, wenn der zweite Kolben aktiviert wird, gebremst wird. Wenn beide Kolben aktiviert sind, versorgen diese gleichzeitig die Bremskomponenten mit ihren Kräften, die in diesem Fall die Vorgelegewelle mit einem dritten Bremsmoment bremsen, das größer ist als erstes Moment und zweites Moment. Die Bremsvorrichtung kann somit die Vorgelegewelle mit drei alternativen Bremsmomenten bremsen. Es kann somit für jede der verschiedenen Hochschaltalternativen, die im Getriebe auftreten, die Bremsvorrichtung so aktiviert wird, dass die Vorgelegewelle mit der am besten geeigneten der drei Bremsmomente verzögert wird. Dementsprechend kann eine schnelle Verzögerung der Vorgelegewelle auf eine erwünschte Drehzahl im Wesentlichen immer und mit einer hohen Genauigkeit erreicht werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Verbindungsmittel sich zwischen der Druckmediumquelle und den Räumen in der Bremsvorrichtung erstreckende Leitungen, wenigstens ein Ventil, über das die Druckmediumquelle abwechselnd mit den Räumen verbunden ist, und eine Steuervorrichtung, die zum Steuern des Ventils ausgebildet ist. Die zwei Räume sind mit der Druckmediumquelle über wenigstens teilweise getrennte Leitungen verbunden. Ein gemeinsames Ventil kann darüber entscheiden, welcher der Räume mit der Druckmediumquelle verbunden ist. Solch ein gemeinsames Ventil kann in drei verschiedene Zustände gebracht werden, das heißt in einen ersten Zustand, in dem der erste Raum mit der Druckmediumquelle verbunden ist, in einen zweiten Zustand, in dem der zweite Raum mit der Druckmediumquelle verbunden ist, und in einen dritten Zustand, in dem keiner der Räume mit der Druckmediumquelle verbunden ist. Alternativ kann jede der zwei Leitungen ein Ventil umfassen, das in einen offenen Zustand und einen geschlossenen Zustand gebracht werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen gespeicherte Informationen, die definieren, welcher der Räume mit der Druckmediumquelle bei verschiedenen Hochschaltalternativen im Getriebe verbunden sein muss. In der Regel können Informationen vorab gespeichert werden, die definieren, welcher der drei alternativen Bremsmomente am besten zu verwenden ist, um die Vorgelegewelle bei den verschiedenen Hochschaltalternativen im Getriebe zu bremsen. Die gespeicherten Informationen können in einem Speicher in der Steuervorrichtung enthalten sein oder an einem anderen Ort gespeichert sein, an dem die Steuervorrichtung Zugriff auf die Informationen hat. Die Informationen zum Definieren, welcher Raum bzw. welche Räume mit der Druckmediumquelle bei verschiedenen Hochschaltalternativen im Getriebe verbunden sein müssen, und somit des Bremsmoments, das auf die Vorgelegewelle einwirken muss, müssen nicht während des gesamten Bremsprozesses der Vorgelegewelle gleich sein. Es ist nicht ausgeschlossen, ein Bremsmoment in einer Phase des Bremsprozesses zu verwenden und ein anderes Bremsmoment in einer anderen Phase des Bremsprozesses zu verwenden. Die gespeicherten Informationen können auch Bedingungen zum Definieren verschiedene Betriebsfälle, bei denen die verschiedenen Bremsmomente verwendet werden müssen, umfassen. Eine Steuervorrichtung, die Zugriff auf diese Informationen hat, steuert die Ventile, so dass die Vorgelegewelle mit dem definierten Bremsmoment für jede der verschiedenen Hochschaltalternativen verzögert wird. Somit kann bei im Wesentlichen allen Hochschaltalternativen ein schneller Schaltprozess mit hoher Genauigkeit erzielt werden. Durch unzureichende Synchronisation der Drehzahl des sekundären Zahnrads in Bezug auf die Drehzahl der Hauptwelle verursachter Verschleiß kann somit im Wesentlichen bei allen Hochschaltalternativen beseitigt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Vorgelegewelle wenigstens zwei verschiedene Trägheitsmomente in Verbindung mit verschiedenen Hochschaltalternativen im Getriebe auf, wobei die gespeicherten Informationen definieren, dass einer der Räume mit der Druckmediumquelle zu verbinden ist, wenn die Vorgelegewelle eines der Trägheitsmomente aufweist, und der zweite Raum mit der Druckmediumquelle zu verbinden ist, wenn die Vorgelegewelle ein anderes Trägheitsmoment aufweist. In diesem Fall ist somit das Bereitstellen eines größeren Bremsmoments, wenn die Vorgelegewelle ein größeres Trägheitsmoment aufweist, und eines kleineren Bremsmoments, wenn die Vorgelegewelle ein kleineres Trägheitsmoment aufweist, möglich. Somit kann die Vorgelegewelle für einen Bremszeitpunkt entsprechend einer erwünschten Drehzahl mit hoher Genauigkeit sorgen, wenn die Vorgelegewelle verschiedene Trägheitsmomente aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Anordnung Druckminderungsmittel, die zum Verbinden der Räume mit einem Bereich, der einen Umgebungsluftdruck aufweist, wenn ein Bremsprozess der Vorgelegewelle zu beenden ist, ausgebildet sind. Zum Erzielen einer optimalen Synchronisation der Drehzahl des sekundären Zahnrads in Bezug auf die Drehzahl der Hauptwelle muss das einwirkende Bremsmoment im Wesentlichen genau dann enden, wenn die synchrone Drehzahl erreicht ist. Es ist ebenfalls wesentlich, dass die Steuervorrichtung die Verbindung mit der Druckmediumquelle zum gleichen Zeitpunkt unterbricht, wenn sie den druckbeaufschlagten Raum bzw. die druckbeaufschlagten Räume mit dem Luftdruck verbindet. Das Druckminderungsmittel kann Entlüftungskanäle, die zwischen den Räumen und dem Bereich mit einem Umgebungsluftdruck angeordnet sind, sowie Entlüftungsventile, die in den Entlüftungskanälen angeordnet sind, umfassen. Die Entlüftungskanäle können in einen geschlossenen Zustand gebracht werden, wenn sie den in den entsprechenden Räumen herrschenden Druck halten, und in einen offenen Zustand gebracht werden, wenn der Überdruck in den entsprechenden Räumen abgelassen und die Bremsvorrichtung deaktiviert wird.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Bereich mit einem Luftdruck in einem Schalldämpfer angeordnet. Wenn Druckluft aus den Räumen in den Bereich abgelassen wird, entstehen pulsierende Geräusche. Aus diesem Grund ist der Bereich mit Luftdruck geeigneterweise in einem Schalldämpfer angeordnet, in dem die entstehenden Geräusche gedämpft werden. Dementsprechend erzeugt die Anordnung keine Geräusche in einem wesentlichen Umfang, die an die Umgebung abgegeben werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Getriebe ein in Verbindung mit einer Antriebswelle im Getriebe angeordnetes Splitgetriebe. In Getrieben mit Splitgetrieben ist die Vorgelegewelle im Allgemeinen mit der Antriebswelle über zwei verschiedene Verzahnungen verbunden. Die Vorgelegewelle liefert in diesem Fall verschiedene Trägheitsmomente je nach Verzahnung zwischen der Antriebswelle und der Vorgelegewelle. Das Splitgetriebe kann in zwei Splitzustände, in denen die Vorgelegewelle zwei verschiedene Trägheitsmomente erhält, und in einen neutralen Zustand, in dem die Vorgelegewelle ein drittes Trägheitsmoment erhält, gebracht werden. Im neutralen Zustand kann die Vorgelegewelle vollständig von der Antriebswelle getrennt sein. Die Vorgelegewelle weist somit ein wesentlich kleineres Trägheitsmoment im neutralen Zustand als in den zwei Splitzuständen auf. In diesem Fall weist die Vorgelegewelle somit drei verschiedene Trägheitsmomente bei den verschiedenen Verzahnungsalternativen auf, die im Getriebe auftreten können. Somit wird das größte Bremsmoment geeigneterweise auf die Vorgelegewelle ausgeübt, wenn sie das größte Trägheitsmoment aufweist, wird das mittlere Bremsmoment auf die Vorgelegewelle ausgeübt, wenn sie das mittlere Trägheitsmoment aufweist, und wird das kleinste Trägheitsmoment auf die Vorgelegewelle ausgeübt, wenn sie das kleinste Trägheitsmoment aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Bremsvorrichtung ein Gehäuse und sind der erste Kolben und der zweite Kolben in einer im Wesentlichen gemeinsamen Ebene angeordnet sowie verschiebbar in parallelen Richtungen im Gehäuse zur Bremskomponente zeigend angeordnet. Die Kolben sind somit getrennt zur Bremskomponente hin verschiebbar. Wenn die Bremskomponenten aus einer Scheibenbremse bestehen, können die Scheibenbremsen von den entsprechenden Kolben zusammengedrückt werden, so dass die Scheibenbremse ein Bremsmoment auf die Vorgelegewelle ausübt. Der zweite Kolben kann sich ringförmig um den ersten Kolben erstrecken. Somit kann eine kompakte Konstruktion mit einem mittig angeordneten runden Kolben und einen am Umfang angeordneten ringförmigen Kolben erzielt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Anordnung Sperrvorrichtungen, die zum Bereitstellen einer Drehsperre der sekundären Zahnräder auf der Hauptwelle, wenn die sekundären Zahnräder eine mit der Hauptwelle synchrone Drehzahl bei einem Hochschaltprozess erreicht haben, ausgebildet sind. In diesem Fall sind keine Synchronisationsvorrichtungen auf der Hauptwelle erforderlich, die Reibungsflächen zum Bereitstellen einer Synchronisation der Drehzahl der sekundären Zahnräder mit der Hauptwelle aufweisen. Die Sperrvorrichtungen können somit eine wesentlich einfachere Konstruktion aufweisen als die Synchronisationsvorrichtungen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Medium Druckluft. Druckluft ist eine Energiequelle, die bei Schwerlastfahrzeugen bereits vorhanden ist, und kann ebenfalls vorteilhafterweise zum Aktivieren der Bremsvorrichtung verwendet werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung dazu ausgebildet, über Zugriff auf Informationen in Bezug auf einen geeigneten Gang im Getriebe in verschiedenen Betriebszuständen zu verfügen und ein Schalten im Getriebe zu veranlassen, so dass ein geeigneter Gang im Getriebe bei verschiedenen Betriebszuständen eingelegt wird. Die verschiedenen Betriebszustände werden von verschiedenen Betriebsparametern wie Fahrzeuggeschwindigkeit, Motordrehzahl usw. definiert. Solch ein Getriebe, das vollständig automatisch auf der Basis von aktuellen Werten einer Reihe von Betriebsparametern funktioniert, kann als Automatikgetriebe bezeichnet werden. Die Anordnung gemäß der Erfindung kann aber ebenfalls für andere Getriebearten verwendet werden. Die Steuervorrichtung kann beispielsweise Informationen von einer Schaltsteuerung in Bezug auf die Schaltalternative, die im Getriebe auszuführen ist, empfangen. Mit der Schaltsteuerung gibt der Fahrer somit das Ausrücken eines eingelegten Gangs im Getriebe und das Einrücken eines neuen Gangs vor. Die Steuervorrichtung empfängt in diesem Fall Informationen in Bezug auf die angeforderte Schaltalternative und bewirkt die erforderlichen Schaltbewegungen zum Ausführen der angeforderten Schaltalternative.
Figurenliste
Es folgt eine beispielhafte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Bezug auf die beigefügte Zeichnungen.

1 zeigt ein Getriebe, das mit einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist.
2 zeigt die Bremsvorrichtung in 1 detaillierter.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
1 zeigt ein Getriebe, das in einem Schwerlastfahrzeug angeordnet sein kann. Das Getriebe ist in einem Gehäuse 1 befestigt. Das Getriebe umfasst eine Antriebswelle 2, die von einem nicht dargestellten Verbrenungsmotor angetrieben wird. Das Getriebe umfasst ein Splitgetriebe, das in einem ersten Splitzustand die Antriebswelle 2 mit einer Vorgelegewelle 5 im Getriebe über ein Zahnrad 3, das in konstantem Eingriff mit einem Zahnrad 4 auf der Vorgelegewelle 5 ist, verbindet. In einem zweiten Splitzustand ist die Antriebswelle 2 mit der Vorgelegewelle 5 über ein Zahnrad 7c verbunden, das in konstantem Eingriff mit einem Zahnrad 6c auf der Vorgelegewelle 5 ist. Die Vorgelegewelle 5 sorgt somit für eine Drehbewegung der Antriebswelle 2. Die Vorgelegewelle 5 ist mit mehreren zusätzlichen Zahnrädern 6a-e in verschiedenen Größen ausgestattet. Die Zahnräder 6a-e sind separate Einheiten, die fest auf der Vorgelegewelle 5 angeordnet sind oder einen integralen Bestandteil der Vorgelegewelle 5 bilden. Jedes der Zahnräder 6a-e auf der Vorgelegewelle 5 ist in konstantem Eingriff mit einem entsprechenden Zahnrad 7a-e auf einer Hauptwelle 8. Das Getriebe enthält somit mehrere Zahnradsätze in konstantem Eingriff miteinander. Jeder der Zahnradsätze umfasst ein primäres Zahnrad 6a-e, das ortsfest auf der Vorgelegewelle angeordnet ist, und ein sekundäres Zahnrad 7a-e, das drehbar auf der Hauptwelle 8 angeordnet ist. Ein Zahnradsatz umfassend ein primäres Zahnrad 6a und ein sekundäres Zahnrad 7a sorgt für eine Verzahnung, die den ersten Gang im Getriebe definiert. Ein Zahnradsatz umfassend ein primäres Zahnrad 6b und ein sekundäres Zahnrad 7b sorgt für eine Verzahnung, die den zweiten Gang im Getriebe definiert. Ein Zahnradsatz umfassend ein primäres Zahnrad 6c und ein sekundäres Zahnrad 7c sorgt für eine Verzahnung, die den dritten Gang im Getriebe definiert. Ein Zahnradsatz umfassend ein primäres Zahnrad 6d und ein sekundäres Zahnrad 7d definiert einen Kriechgang. Ein Zahnradsatz umfassend ein primäres Zahnrad 6e und ein sekundäres Zahnrad 7e definiert einen Rückwärtsgang. Der Zahnradsatz 6e, 7e für den Rückwärtsgang umfasst ein Zwischenzahnrad, das für eine Rückwärts-Drehrichtung der Hauptwelle 8 sorgt.
Die sekundären Zahnräder 7a-e sind mithilfe eines Lagers 9, das ein Nadellager sein kann, drehbar auf der Hauptwelle 8 angeordnet. Sperrvorrichtungen 10a-c sind in Verbindung mit den sekundären Zahnrädern 7a-e auf der Hauptwelle 8 angeordnet. Jede der Sperrvorrichtungen 10a-c dient dazu, für eine Drehsperre von wenigstens einem der sekundären Zahnräder 7 in Bezug auf die Hauptwelle 8 in Verbindung mit dem Einrücken eines Gangs zu sorgen. Eine Sperrvorrichtung 10a ist dazu ausgebildet, für eine Drehsperre des sekundären Zahnrads 7a für den ersten Gang zu sorgen. Eine Sperrvorrichtung 10b ist dazu ausgebildet, für eine Drehsperre der sekundären Zahnräder 7b, 7c für den zweiten und dritten Gang zu sorgen. Eine Sperrvorrichtung 10c ist im Splitgetriebe enthalten, welche die verschiedenen Splitpositionen so bewirken soll, dass sie im ersten Splitzustand die Antriebswelle 2 mit einer Vorgelegewelle 5 im Getriebe über die Zahnräder 3, 4 und über die Zahnräder 7c, 6c im zweiten Splitzustand verbindet.
Jede der Sperrvorrichtungen 10a-c ist auf der Hauptwelle 8 mit einer drehbaren Verbindung befestigt, so dass sie sich mit der gleichen Drehzahl dreht wie die Hauptwelle 8. Jede der Sperrvorrichtungen 10a-d umfasst eine verschiebbare angeordnete Kupplungsmuffe mit einer Klauenkupplung o. Ä., die auf der Hauptwelle 8 verschiebbar in einer axialen Richtung zwischen einem neutralen Zustand und wenigstens einem gesperrten Zustand, in dem die Klauenkupplung für eine Drehsperre eines sekundären Zahnrads 7a-e auf der Hauptwelle 8 sorgt, angeordnet ist. Das Getriebe umfasst ebenfalls ein Bereichsgetriebe 11, das zwischen der Hauptwelle 8 und einer Abtriebswelle 12 im Getriebe angeordnet ist. Mit einem Bereichsgetriebe 11 können allen Verzahnungen im Getriebe jeweils eine hohe und eine niedrige Verzahnung gegeben werden. Somit kann das Getriebe doppelt so viele Gänge aufweisen.
Eine Steuervorrichtung 14 ist dazu ausgebildet, Zugriff auf gespeicherte Informationen 14a in Bezug auf einen geeigneten Gang im Getriebe bei verschiedenen Betriebszuständen, die durch eine Reihe von Betriebsparametern 13 wie Fahrzeuggeschwindigkeit, Motordrehzahl des Verbrennungsmotors usw. definiert sind, zu haben. Die Steuervorrichtung 14 ist zum Empfangen von Informationen in Bezug auf die aktuellen Werte der Betriebsparameter 13 im Betrieb und zum Bewirken von Schaltvorgängen im Getriebe mit diesen Informationen ausgebildet. Die Steuervorrichtung 14 ist zum Erzeugen von Schaltbewegungen der Sperrvorrichtungen 10a-c mit einem schematisch dargestellten Betätigungselement 15, das ein Stellglied und einen Bewegungsübertragungsmechanismus für jede der Sperrvorrichtungen 10a-c umfassen kann, ausgebildet. Mit solch einem Betätigungselement 15 können die Sperrvorrichtungen 10a-c von einem gesperrten Zustand in einen neutralen Zustand bei einem Ausrückprozess eines Gangs im Getriebe und vom neutralen Zustand in den gesperrten Zustand bei einem Einrückprozess eines Gangs im Getriebe bewegt werden.
Bei einem Hochschaltprozess weist das sekundäre Zahnrad 7a-c, das den im Getriebe einzurückenden höheren Gang definiert, eine höhere Drehzahl als die Hauptwelle 8 auf. Die Vorgelegewelle 5 muss somit verzögert werden, damit das sekundäre Zahnrad 7a-c eine mit der Hauptwelle 8 synchrone Drehzahl erreicht. Die Steuervorrichtung 14 aktiviert daher eine Bremsvorrichtung 16, welche die Motordrehzahl der Vorgelegewelle verringert, so dass das sekundäre Zahnrad 7a-c eine mit der Hauptwelle 8 synchrone Drehzahl erreicht. Wenn eine synchrone Drehzahl erreicht ist, wird die Sperrvorrichtung 10a-c vom neutralen Zustand in den gesperrten Zustand gebracht, in dem sie für eine Drehsperre des sekundären Zahnrads 7a-c auf der Hauptwelle 8 sorgt. Bei einem Herunterschaltprozess weist das sekundäre Zahnrad 7a-c, das den im Getriebe einzurückenden niedrigeren Gang definiert, eine niedrigere Drehzahl als die Hauptwelle 8 auf. Die Vorgelegewelle 5 muss somit beschleunigt werden, damit das sekundäre Zahnrad 7a-c eine mit der Hauptwelle 8 synchrone Drehzahl erreicht. In diesem Fall aktiviert die Steuervorrichtung 14 den Antriebsmotor, die mit dem Getriebe über die Antriebswelle 2 verbunden ist. Mit dem Antriebsmotor sorgt die Vorgelegewelle 5 für eine Beschleunigung, bis das sekundäre Zahnrad 7a-e eine mit der Hauptwelle 8 synchrone Drehzahl erreicht. Wenn eine synchrone Drehzahl erreicht ist, wird die Sperrvorrichtung 10a-c vom neutralen Zustand in den gesperrten Zustand gebracht, in dem sie für eine Drehsperre des sekundären Zahnrads 7a-c auf der Hauptwelle 8 sorgt.
Wenn ein Schaltprozess zwischen einem niedrigen Splitzustand und einem hohen Splitzustand im Getriebe erfolgt, ist die Sperrvorrichtung 10c in einem neutralen Zustand. Die Sperrvorrichtung 10c kann ebenfalls in einem neutralen Zustand sein, wenn das Schalten zwischen den Gängen erfolgt, die durch die sekundären Zahnräder 7a-c definiert sind. Wenn die Sperrvorrichtung 10c in einem neutralen Zustand ist, wird die Vorgelegewelle 5 von der Antriebswelle 2 getrennt. Im getrennten Zustand weist die Vorgelegewelle 5 ein erstes Trägheitsmoment J₁ auf, das relativ klein ist. Das Bremsen der Vorgelegewelle 5 bei einem Synchronisationsprozess mit dem Splitgetriebe im neutralen Zustand erfordert ein relativ kleines Bremsmoment. Wenn ein Schaltprozess mit einem eingerückten Splitgetriebe erfolgt, ist die Vorgelegewelle 5 die Antriebswelle 2 verbunden. Die Vorgelegewelle 5 weist somit ein größeres Trägheitsmoment auf als im getrennten Zustand. Wenn ein Schaltprozess mit dem Splitgetriebe im hohen Splitzustand erfolgt, ist die Vorgelegewelle 5 mit der Antriebswelle 2 über eine hohe Verzahnung verbunden und weist daher ein zweites Trägheitsmoment J₂ auf, das größer als das erste Trägheitsmoment J₁ ist. In diesem Fall ist ein größeres Bremsmoment erforderlich, um die Vorgelegewelle 5 innerhalb einer Zeit entsprechend der Zeit, wenn das Splitgetriebe in einem neutralen Zustand ist, zu verzögern. Wenn ein Schaltprozess mit dem Splitgetriebe im niedrigen Splitzustand erfolgt, ist die Vorgelegewelle 5 mit der Antriebswelle 2 über eine niedrige Verzahnung verbunden und weist daher ein drittes Trägheitsmoment J₃ auf, das größer als das zweite Trägheitsmoment J₂ ist. In diesem Fall ist ein noch größeres Bremsmoment erforderlich, um die Vorgelegewelle 5 innerhalb einer entsprechenden Zeit zu bremsen.
2 zeigt die Bremsvorrichtung 16 detaillierter. Die Bremsvorrichtung 16 umfasst ein Gehäuse 17 mit einem beweglich angeordneten ersten Kolben 18a. Der erste Kolben 18a weist eine erste Seite 18a₁ , die eine Wand in einem ersten Raum 19a innerhalb des Gehäuses 17 definiert, und eine gegenüberliegende zweite Seite, die ausgebildet ist, in Kontakt mit einer Scheibenbremse 20 zu kommen, auf. Die Bremsvorrichtung 16 umfasst einen beweglich angeordneten zweiten Kolben 18b. Der zweite Kolben 18b weist eine erste Seite 18b₁ , die eine Wand in einem zweiten Raum 19b innerhalb des Gehäuses 17 definiert, und eine gegenüberliegende zweite Seite, die ausgebildet ist, in Kontakt mit der Scheibenbremse 20 zu kommen, auf. Der erste Kolben 18a und der zweite Kolben 18b sind in einer im Wesentlichen gemeinsamen Ebene und verschiebbar in parallelen Richtungen zur Bremskomponente 20 zeigend angeordnet. Der zweite Kolben 18b erstreckt sich ringförmig um den ersten Kolben 18a. Der zweite Raum 19b erstreckt sich auf ähnliche Weise um den ersten Raum 19a. Die Scheibenbremse 20 umfasst abwechselnd nicht drehbare Bremsscheiben, die im Gehäuse 17 befestigt sind, und drehbare Bremsscheiben, die auf dem Mittelabschnitt 21 der Vorgelegewelle 5 befestigt sind. Mit den Kolben 18a, 18b können die Bremsscheiben so zusammengedrückt werden, dass die Vorgelegewelle 5 mit einem Bremsmoment in Bezug auf den in den entsprechenden Räumen 19a, b herrschenden Druck und die Kontaktflächen 18a₁ , 18b₁ mit dem druckbeaufschlagtem Medium in den entsprechenden Räumen 19a, 19b verzögert wird. Die Vorgelegewelle 5 erstreckt sich durch eine Wand 1 des Getriebes. Die Vorgelegewelle 5 ist drehbar mit einem Lager 22 in einem Befestigungselement 23 befestigt, das ebenfalls das Gehäuse 17 trägt.
Der erste Raum 19a in den Bremsvorrichtungen 16 ist über eine erste Leitung 24 mit einer Druckluftquelle 25 verbunden, in der die Druckluft einen im Wesentlichen konstanten Druck p₁ aufweist. Die Druckluftquelle 25 kann aus einem vorhandenen Druckluftsystem in einem Fahrzeug bestehen. Die erste Leitung 24 umfasst ein erstes Ventil 26, das von der Steuervorrichtung 14 in einen offenen Zustand und in einen geschlossenen Zustand gebracht werden kann. Im offenen Zustand ist die Druckluftquelle 25 mit dem ersten Raum 19a verbunden. Wenn dies der Fall ist, wird der erste Kolben 18a mit einer Kraft in Bezug auf den im ersten Raum19a herrschenden Druck p₁ und den Bereich 18a₁ des ersten Kolbens, der in Kontakt mit der Druckluft im ersten Raum 19a ist, verschoben. Durch die Scheibenbremse 20 wird diese Kraft in ein erstes Drehmoment M₁ umgewandelt, das auf die Vorgelegewelle 5 einwirkt. Die erste Leitung 24 umfasst einen Entlüftungsabschnitt 24a, der mit einem ersten Entlüftungsventil 27 ausgestattet ist. Wenn das erste Entlüftungsventil 27 in einen offenen Zustand gebracht wird, ist der erste Raum 19a mit einem Bereich 31 verbunden, der Luft mit einem Luftdruck umfasst. Dies beseitigt den Überdruck, der auf den ersten Kolben 18a einwirkt, und das erste Bremsmoment M₁ auf die Vorgelegewelle 5 endet.
Der zweite Raum 19b der Bremsvorrichtungen 16 ist über eine zweite Leitung 28 mit der Druckluftquelle 25 verbunden. Die zweite Leitung 24 umfasst ein zweites Ventil 29, das von der Steuervorrichtung 14 in einen offenen Zustand und in einen geschlossenen Zustand gebracht werden kann. Im offenen Zustand ist die Druckluftquelle 25 mit dem zweiten Raum 19b der Bremsvorrichtung 16 verbunden. Wenn dies der Fall ist, wird der zweite Kolben 18a mit einer Kraft in Bezug auf den im zweiten Raum19b herrschenden Druck p₁ und den Bereich 18b₁ des zweiten Kolbens, der in Kontakt mit der Druckluft im zweiten Raum 19b ist, verschoben. Durch die Scheibenbremse 20 wird diese Kraft in ein zweites Drehmoment M₂ umgewandelt, das auf die Vorgelegewelle 5 einwirkt. Die zweite Leitung 28 umfasst einen Entlüftungsabschnitt 28a, der mit einem zweiten Entlüftungsventil 30 ausgestattet ist. Wenn das zweite Entlüftungsventil 30 in einen offenen Zustand gebracht wird, ist der zweite Raum 19a mit einem Bereich 31 verbunden, der Luft mit einem Umgebungsluftdruck umfasst. Dies beseitigt den Überdruck, der auf den zweiten Kolben 18b einwirkt, und das zweite Bremsmoment M₂ auf die Vorgelegewelle 5 endet. Der Bereich 31 kann in einem Schalldämpfer angeordnet sein. Wenn Druckluft aus den Räumen 19a, 19b in den Bereich 31 abgelassen wird, entstehen pulsierende Geräusche. Da der Bereich 31 in einem Schalldämpfer angeordnet ist, entstehen im Wesentlichen keine störenden Geräusche.
Das erste Bremsmoment M₁, das die Vorgelegewelle 5 erhält, wenn der erste Kolben 18a aktiviert wird, steht somit in Bezug zur Kontaktfläche 18a₁ des ersten Kolbens und zum Druck im ersten Raum 18a. Das zweite Bremsmoment M₂, das die Vorgelegewelle 5 erhält, wenn der zweite Kolben 18a aktiviert wird, steht somit in Bezug zur Kontaktfläche 18b₁ des zweiten Kolbens und zum Druck im zweiten Raum 18b. In diesem Fall wird somit der gleiche Druck p₁ in den zwei Räumen 19a, 19b erreicht, wenn die entsprechenden Kolben 18a, 18b aktiviert werden. Der Unterschied im erreichten Bremsmoment zwischen dem ersten Bremsmoment M₁ und dem zweiten Bremsmoment M₂ wird somit in Bezug gesetzt zu den Kontaktflächen 18a₁ , 18b₁ der entsprechenden Kolben. Wenn die Kontaktfläche 18a₂ des zweiten Kolbens größer ist als die Kontaktfläche 18a₁ des ersten Kolbens, ist das zweite Bremsmoment M₂ größer als das erste Bremsmoment M₁. Wenn sowohl das erste Ventil 24 als auch das zweite Ventil 28 in einen offenen Zustand gebracht werden, werden sowohl der erste Raum 19a als auch der zweite Raum 19b mit Druckluft mit dem Druck p₁ gefüllt. Sowohl der erste Kolben 18a als auch der zweite Kolben 18b liefern somit eine Kraft, die auf die Scheibenbremse 20 einwirkt. Die Scheibenbremse liefert in diesem Fall ein drittes Bremsmoment M₃, das größer ist als das erste Bremsmoment M₁ und das zweite Bremsmoment M₂. Die Steuervorrichtung 14 ist zum Steuern der Ventile 26, 27, 29, 30 mit Informationen von den Betriebsparametern 13 und Informationen von einem Sensor 33 o. Ä., der die Drehzahl der Hauptwelle 8 misst oder schätzt, und einem Sensor 34 o. Ä., der die Drehzahl der Vorgelegewelle 5 misst oder schätzt, sowie gespeicherten Informationen 14a ausgebildet.
Im Betrieb empfängt die Steuervorrichtung 14 im Wesentlichen kontinuierlich Informationen von den Betriebsparametern 13. Die Steuervorrichtung steuert somit, ob der am besten geeignete Gang im vorliegenden Betriebsfall gemäß der gespeicherten Information 14a dem vorliegenden Gang im Getriebe entspricht. Wenn dies nicht der Fall ist, aktiviert die Steuervorrichtung 14 die Betätigungsvorrichtung 15, welche die Sperrvorrichtung 10a-c für den vorhandenen Gang vom gesperrten Zustand in den neutralen Zustand bewegt, so dass das sekundäre Zahnrad 7a-c für den vorhandenen Gang von der Hauptwelle 8 getrennt wird. Die Steuervorrichtung 14 bestimmt, ob sich der Schaltprozess auf einen Hochschaltprozess oder einen Herunterschaltprozess bezieht. Wenn sich der Schaltprozess auf einen Hochschaltprozess bezieht, wird die Bremsvorrichtung 16 aktiviert, so dass diese ein Bremsmoment auf die Vorgelegewelle 5 bereitstellt, bis diese eine Drehzahl erreicht, bei der das sekundäre Zahnrad 7a-c für den neuen Gang eine mit der Hauptwelle 8 synchrone Drehzahl aufweist. Wenn sich der Schaltprozess auf einen Herunterschaltprozess bezieht, sorgt der Antriebsmotor für eine Aktivierung der Vorgelegewelle 5, so dass diese auf eine Motordrehzahl beschleunigt wird, bei der das sekundäre Zahnrad 7a-c für den neuen Gang eine mit der Hauptwelle 8 synchrone Drehzahl aufweist.
Wenn sich der Schaltprozess auf einen Hochschaltprozess bezieht, bestimmt die Steuervorrichtung 14, welche Hochschaltalternative auszuführen ist. Die Hochschaltalternative wird vom Gang, der vom Getriebe ausgerückt wird, und vom Gang, der im Getriebe eingerückt wird, definiert. Die Zahl von Hochschaltalternativen kann in einem Getriebe mit vielen Gängen relativ groß sein. Die Steuervorrichtung 14 entscheidet anschließend mit den gespeicherten Informationen 14a, ob ein Raum oder beide Räume 19a, 19b mit der Druckluftquelle 2 für die entsprechende Hochschaltalternative verbunden werden müssen. Die gespeicherten Informationen 14a können definieren, welches der drei Bremsmomente M₁, M₂, M₃ auf die Seitenbremse 5 für jede der im Getriebe bestehenden Hochschaltalternativen anzuwenden ist. Die Vorgelegewelle 5 weist somit ein erstes Trägheitsmoment J₁, wenn sich die Sperrvorrichtung 10c in einem neutralen Zustand bei einem Hochschaltprozess befindet, ein zweites höheres Trägheitsmoment J₂, wenn sich die Sperrvorrichtung 10c in einem gesperrten Zustand befindet, in dem sich das Splitgetriebe in einem hohen Splitzustand befindet, und ein drittes Trägheitsmoment J₃, wenn sich die Sperrvorrichtung 10c in einem gesperrten Zustand befindet, in dem sich das Splitgetriebe in einem niedrigen Splitzustand befindet, auf. In diesem Fall können die gespeicherten Informationen 14a definieren, dass bei allen Hochschaltalternativen, bei denen die Vorgelegewelle 5 das erste Trägheitsmoment J₁ aufweist, der erste Kolben 18a aktiviert werden muss, so dass die Vorgelegewelle 5 mit dem ersten Bremsmoment M₁ verzögert wird, bei allen Hochschalternativen, bei denen die Vorgelegewelle 5 das zweite Trägheitsmoment J₂ aufweist, der zweite Kolben 18b aktiviert werden muss, so dass die Vorgelegewelle 5 mit dem zweiten Bremsmoment M₂ verzögert wird, und bei allen Hochschaltalternativen, bei denen die Vorgelegewelle 5 das dritte Trägheitsmoment J₃ aufweist, sowohl der erste Kolben 18a und der zweite Kolben 18b aktiviert werden müssen, so dass die Vorgelegewelle 5 mit dem dritten Bremsmoment M₃ verzögert wird.
Wenn die gespeicherten Informationen definieren, dass die Vorgelegewelle 5 das erste Trägheitsmoment J₁ während des Synchronisationsprozesses aufweist, bringt die Steuervorrichtung 14 das erste Ventil 26 in einen offenen Zustand. Die anderen Ventile 27, 29, 30 befinden sich im geschlossenen Zustand. Die Druckluftquelle 25 ist somit mit dem ersten Raum 19a verbunden. Der erste Kolben 18a wird zur Scheibenbremse 20 verschoben, die somit die Vorgelegewelle mit dem ersten Bremsmoment M₁ bremst. Während des Bremsprozesses empfängt die Steuervorrichtung 14 Informationen von den Sensoren 33, 34 in Bezug auf die Drehzahlen der Vorgelegewelle 5 und der Hauptwelle 8. Wenn die Steuervorrichtung 14 Informationen empfängt, die angeben, dass das entsprechende sekundäre Zahnrad 7a-e eine mit der Hauptwelle 8 synchrone Drehzahl erreicht hat, schließt die Steuervorrichtung 14 das Ventil 26 und öffnet gleichzeitig das Ventil 27, so dass der Überdruck im ersten Raum 19a beseitigt wird. Dementsprechend wird die Bremsvorrichtung 16 deaktiviert. Die Steuervorrichtung 14 aktiviert anschließend die Betätigungsvorrichtung 15, welche die entsprechende Sperrvorrichtung 10a, b vom neutralen Zustand in einen gesperrten Zustand, in dem das entsprechende sekundäre Zahnrad 7a-c für eine Drehsperre auf der Hauptwelle 8 sorgt, bewegt. Anschließend kann das Splitgetriebe in einem niedrigen oder hohen Splitzustand nach Synchronisation und Sperren mit der Sperrvorrichtung 10c gebracht werden.
Wenn die gespeicherten Informationen definieren, dass die Vorgelegewelle 5 das zweite Trägheitsmoment J₂ während des Synchronisationsprozesses aufweist, bringt die Steuervorrichtung 14 das zweite Ventil 29 in einen offenen Zustand. Die anderen Ventile 24, 27, 30 befinden sich im geschlossenen Zustand. Die Druckluftquelle 25 ist somit mit dem zweiten Raum 19b verbunden. Der zweite Kolben 18b wird zur Scheibenbremse 20 verschoben, die somit die Vorgelegewelle mit dem zweiten Bremsmoment M₂ bremst. Die Steuervorrichtung 14 empfängt während des Bremsprozesses Informationen von den Sensoren 33, 34 in Bezug auf die Drehzahlen der Vorgelegewelle 5 und der Hauptwelle 8. Wenn die Steuervorrichtung 14 Informationen empfängt, die angeben, dass das entsprechende sekundäre Zahnrad 7a-c eine mit der Hauptwelle 8 synchrone Drehzahl erreicht hat, schließt die Steuervorrichtung 14 das Ventil 29 und öffnet gleichzeitig das Ventil 30, so dass der Überdruck im zweiten Raum 19b beseitigt wird. Dementsprechend wird die Bremsvorrichtung 16 deaktiviert. Die Steuervorrichtung 14 aktiviert anschließend die Betätigungsvorrichtung 15, welche die entsprechende Sperrvorrichtung 10a, 10b vom neutralen Zustand in einen gesperrten Zustand, in dem das entsprechende sekundäre Zahnrad 7a-c für eine Drehsperre auf der Hauptwelle 8 sorgt, bewegt.
Wenn die gespeicherten Informationen definieren, dass die Vorgelegewelle 5 das dritte Trägheitsmoment J₃ während des Synchronisationsprozesses aufweist, bringt die Steuervorrichtung 14 das erste Ventil 24 und das zweite Ventil 29 in einen offenen Zustand. Die anderen Ventile 27, 30 befinden sich im geschlossenen Zustand. Die Druckluftquelle 25 ist somit sowohl mit dem ersten Raum 19a als auch dem zweiten Raum 19b verbunden. Der erste Kolben 18a und der zweite Kolben 18b werden zur Scheibenbremse 20 verschoben, die somit die Vorgelegewelle 5 mit dem dritten Bremsmoment M₃ bremst. Die Steuervorrichtung 14 empfängt während des Bremsprozesses Informationen von den Sensoren 33, 34 in Bezug auf die Drehzahlen der Vorgelegewelle 5 und der Hauptwelle 8. Wenn die Steuervorrichtung 14 Informationen empfängt, die angeben, dass das entsprechende sekundäre Zahnrad 7a-c eine mit der Hauptwelle 8 synchrone Drehzahl erreicht hat, schließt die Steuervorrichtung 14 die Ventile 26, 29 und öffnet gleichzeitig die Ventile 27, 30, so dass der Überdruck im ersten Raum 19a und zweiten Raum 19b beseitigt wird. Dementsprechend wird die Bremsvorrichtung 16 deaktiviert. Die Steuervorrichtung 14 aktiviert anschließend die Betätigungsvorrichtung 15, welche die entsprechende Sperrvorrichtung 10a, 10b vom neutralen Zustand in einen gesperrten Zustand, in dem das entsprechende sekundäre Zahnrad 7a-c für eine Drehsperre auf der Hauptwelle 8 sorgt, bewegt.
Die Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann beliebig innerhalb des Rahmens der Ansprüche abgeändert werden. Es können mehr als zwei Kolben verwendet werden, die verschiedene Bremsmomente auf die Vorgelegewelle ausüben, und es kann die Aktivierung von zwei oder mehr Kolben in beliebiger Weise kombiniert werden, um zusätzliche alternative Bremsmomente, die auf die Vorgelegewelle einwirken, zu erzeugen. Die Informationen 14a, welche den/die zu aktivierenden Kolben 18a, 18b definierten, müssen sich nicht auf das Trägheitsmoment der Vorgelegewelle beziehen. Es können ebenfalls mehrere verschiedene Bremsmomente während verschiedener Phasen eines Bremsprozesses der Vorgelegewelle verwendet werden. Die gespeicherten Informationen 14a können ebenfalls Bedingungen zum Definieren des Bremsmoments, das auf die Vorgelegewelle in verschiedenen Betriebszuständen einwirken muss, umfassen. Solche Bedingungen können sich auf entsprechende Betriebsparameter beziehen.

Claims

Anordnung für einen Hochschaltprozess in einem Getriebe, wobei das Getriebe eine Vorgelegewelle (5), eine Hauptwelle (8) und mehrere Zahnradsätze umfasst, von denen jeder ein primäres Zahnrad (6a-e), das fest auf der Vorgelegewelle (5) angeordnet ist, und ein zweites Zahnrad (7a-e), das auf der Hauptwelle (8) angeordnet ist, umfasst, wobei die Anordnung eine Druckmediumquelle (25) umfassend ein druckbeaufschlagtes Medium mit einem im Wesentlichen konstanten Druck (p₁), und eine Bremsvorrichtung (16) umfassend einen ersten Raum (19a), der zur Aufnahme eines druckbeauschlagften Mediums ausgebildet ist, und einen ersten Kolben (18a), der ausgebildet ist, vom druckbeaufschlagten Medium im ersten Raum (19a) verschoben werden und eine Kraft auf eine Bremskomponente (20) zu übertragen, so dass diese mit einem ersten Bremsmoment (M₁) auf die Vorgelegewelle (5) während eines Hochschaltprozesses im Getriebe einwirkt, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (16) einen zweiten Raum (19b), der zum Aufnehmen eines druckbeaufschlagten Mediums ausgebildet ist, und einen zweiten Kolben (18a), der ausgebildet ist, vom druckbeaufschlagten Medium im zweiten Raum (19b) verschoben zu werden und eine Kraft auf die Bremskomponente (20) zu übertragen, so dass diese mit einem zweiten Bremsmoment (M₂) auf die Vorgelegewelle (5) während eines Hochschaltprozesses im Getriebe einwirkt, und Verbindungsmittel (24, 26, 28, 29), die zum Verbinden der Druckmediumquelle (25) mit dem ersten Raum (18a), so dass die Vorgelegewelle (5) mit dem ersten Drehmoment (M₁) verzögert wird, oder mit dem zweiten Raum (18b), so dass die Vorgelegewelle (5) mit dem zweiten Bremsmoment (M₂) verzögert wird, oder mit beiden Räumen (19a, 19b) gleichzeitig, so dass die Vorgelegewelle (5) mit einem dritten Bremsmoment (M₃) verzögert wird, ausgebildet sind, umfasst.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel Leitungen (24, 27), die sich zwischen der Druckmediumquelle (25) und den Säumen (19a, b) der Bremsvorrichtung (16) erstrecken, wenigstens ein Ventil (26, 29), mit dem die Druckmediumquelle (25) abwechselnd mit den Räumen (19a, 19b) verbunden wird, und eine zum Steuern der Ventile (26, 29) ausgebildete Steuervorrichtung (14) umfasst.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung gespeicherte Informationen (14a) umfasst, die definieren, welcher der Räume (19a, 19b) mit der Druckmediumquelle (25) bei verschiedenen Hochschaltalternativen im Getriebe zu verbinden ist.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgelegewelle (5) wenigstens zwei verschiedene Trägheitsmomente (J₁, J₂, J₃) in Verbindung mit verschiedenen Hochschaltalternativen im Getriebe aufweist, und dass die gespeicherten Informationen (14a) einen der Räume (19a, 19b) zum Verbinden mit der Druckmediumquelle (25) definieren, wenn die Vorgelegewelle eines der Trägheitsmomente aufweist, und dass der zweite Raum (19a, 19b) mit der Druckmediumquelle (25) zu verbinden ist, wenn die Vorgelegewelle (5) ein anderes Trägheitsmoment (J₁, J₂, J₃) aufweist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung Druckminderungsmittel (24a, 27, 28a, 30) umfasst, die zum Verbinden der Räume (19a, 19b) mit einem Bereich (31), der einen Umgebungsluftdruck aufweist, wenn ein Bremsprozess der Vorgelegewelle zu beenden ist, ausgebildet sind.
Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckminderungsmittel zwischen den Räumen (19a, 19b) und dem Bereich (31), der einen Umgebungsluftdruck angeordnete Entlüftungskanäle (24a, 28a) und in den Entlüftungskanälen (24a, 28a) angeordnete Entlüftungsventile (27, 30) umfasst.
Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (31) mit einem Luftdruck in einem Schalldämpfer angeordnet ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein in Verbindung mit einer Antriebswelle (2) im Getriebe angeordnetes Splitgetriebe umfasst.
Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Splitgetriebe in zwei Splitzustände, in denen die Vorgelegewelle (5) zwei verschiedene Trägheitsmomente (J₁, J₂) erreicht, und in einen neutralen Zustand, in dem die Vorgelegewelle (5) ein drittes Trägheitsmoment (J₃) erreicht, gebracht werden kann.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (16) ein Gehäuse (17) umfasst, und dass der erste Kolben (18a) und der zweite Kolben (18b) in einer im Wesentlichen gemeinsamen Ebene und verschiebbar in parallelen Richtungen im Gehäuse (17) zur Bremskomponente (20) angeordnet sind.
Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zweite Kolben (18b) ringförmig um den ersten Kolben (18a) erstreckt.
Anordnung nach einer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung Sperrvorrichtungen (10a-c) umfasst, die zum Bereitstellen einer Drehsperre der sekundären Zahnräder (7a-c) auf der Hauptwelle (8), wenn die sekundären Zahnräder (7a-c) eine mit der Hauptwelle (8) synchrone Drehzahl bei einem Hochschaltprozess erreicht haben, ausgebildet sind.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium Druckluft ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (14) dazu ausgebildet ist, über Zugriff auf Informationen (14a) in Bezug auf einen geeigneten Gang im Getriebe in verschiedenen Betriebszuständen zu verfügen und ein Schalten im Getriebe zu veranlassen, so dass ein geeigneter Gang im Getriebe bei verschiedenen Betriebszuständen eingelegt wird.
Getriebe umfassend eine Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
Fahrzeug umfassend ein Getriebe nach Anspruch 15.