DE19850547A1 - Mehrgängiges Mehrwege- Zahnräderwechselgetriebe - Google Patents

Abstract

Bei einem mehrgängigem Mehrwege-Zahnräderwechselgetriebe sind in den Kraftfluß zwischen einer Ein- und einer Ausgangswelle ein Teilgetriebe für den niedrigsten Vorwärtsgang und ein Teilgetriebe für den höchsten Vorwärtsgang durch jeweils eine Lastschaltkupplung einschaltbar sowie ein Teilgetriebe für weitere Vorwärtsgänge mit einer ständigen direkten Antriebsverbindung zur Eingangswelle vorgesehen, um die Gangschaltungen im Zug- und Schubbetrieb als Lastschaltungen durchführen zu können.

Description

Die Erfindung betrifft ein mehrgängiges Mehrwege- Zahnräderwechselgetriebe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Bei einem bekannten Zahnräderwechselgetriebe der eingangs genannten Art (DE 40 31 851 A1) ist dem die Zahnradstufe des niedrigsten Vorwärtsganges aufweisenden Teilgetriebe auch noch die Zahnradstufe des höchsten Vorwärtsganges gleichermaßen zugeordnet, während das andere Teilgetriebe die Zahnradstufen der übrigen Vorwärtsgänge aufweist. Mit dieser Zuordnung wird angestrebt, daß trotz der Verwendung nur einer Lastschaltkupplung lediglich für das eine Teilgetriebe - dagegen einer ständigen direkten Antriebsverbindung für das andere Teilgetriebe Gangschaltungen unter Last zu ermöglichen und somit die ansonst für diesen Zweck erforderliche zweite Lastschaltkupplung einsparen zu können. Zu diesem Zweck wird die dem die Lastschaltkupplung aufweisenden einen Teilgetriebe angehörende Zahnradstufe des höchsten Vorwärtsganges bei einer Hochschaltung quasi als Splitter für die zwischenzeitliche Übertragung eines Drehmomentes in der Schaltzwischenphase zwischen dem Ausrücken der Zahnradkupplung der dem anderen Teilgetriebe angehörenden Zahnradstufe des Start-Ganges und dem Einrücken der Zahnradkupplung der ebenfalls dem anderen Teilgetriebe angehörenden Zahnradstufe des Ziel-Ganges verwendet. Bei einem Anfahrvorgang werden bei diesem bekannten Zahnräderwechselgetriebe zunächst die Zahnradkupplung der Zahnradstufe des niedrigsten Vorwärtsganges und anschließend die Lastschaltkupplung unter steigender Übertragungsfähigkeit eingerückt. Im stationären Getriebezustand des niedrigsten Vorwärtsganges geht der Kraftfluß somit von der Eingangswelle über die Lastschaltkupplung und die betreffende Zahnradstufe zur Ausgangswelle. Bei einer Hochschaltung in den benachbarten Vorwärtsgang - also bei einer Schaltung vom I. Gang in den II. Gang - ist jedoch bei diesem bekannten Zahnräderwechselgetriebe weder ein "Splitten" mit der Zahnradstufe des höchsten Vorwärtsganges noch ein Vor-Einrücken (Vorwählen) der Zahnradkupplung des II. Ganges möglich, weil letztere dem anderen Teilgetriebe mit direktem ständigen Antrieb durch die Eingangswelle und die Zahnradstufe des I. Ganges demselben Teilgetriebe wie die Zahnradstufe des höchsten Ganges angehören, so daß die Lastschaltkupplung vor dem Ausrücken der Zahnradstufe des I. Ganges - um letztere momentenfrei zu machen - ausgerückt werden muß, ohne daß die Zahnradstufe des II. Ganges voher eingerückt werden kann, weil an letzterer die hohe Differenzdrehzahl aufgrund des direkten Antriebes durch die Eingangswelle anliegt. Das Ausrücken der Lastschaltkupplung geht jedoch zwangsläufig mit einer Unterbrechung der Drehmomentübertragung einher, welche gerade bei der I.»II.-Schaltung aufgrund der hier sehr hohen Drehmomente eine empfindliche Komforteinbuße für die Fahrzeuginsassen bedeutet.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist im wesentlichen darin zu sehen, unter Aufrechterhaltung des direkten Antriebes für das Teilgetriebe mit den Zahnradstufen höherer Vorwärtsgänge ein "Splitten" mit der Zahnradstufe des höchsten Vorwärtsganges auch bei den Schaltungen vom I. Gang in den II. Gang zu ermöglichen, so daß auch diesen Schaltungen der Charakter einer Lastschaltung eigen ist.

Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 in vorteilhafter Weise gelöst.

Bei dem Zahnräderwechselgetriebe nach der Erfindung wird bei einer Hochschaltung vom I. Gang in den II. Gang zunächst die Lastschaltkupplung des dritten Teilgetriebes, wenn diese Lastschaltkupplung zugleich zum Ankuppeln des Losrades der Zahnradstufe des höchsten Vorwärtsganges an seine Welle verwendet ist, mit steigender Übertragungsfähigkeit eingerückt, so daß Drehmoment phasenweise auf zwei Wegen gleichzeitig übertragen wird. Dabei führt der eine Übertragungsweg von der Eingangswelle über die Lastschaltkupplung des die Zahnradstufe des I. Ganges aufweisenden ersten Teilgetriebes und über diese Zahnradstufe zur Ausgangswelle, während der andere Übertragungsweg von der Eingangswelle über die Lastschaltkupplung des dritten Teilgetriebes und über dessen Zahnradstufe für den höchsten Vorwärtsgang zur Ausgangswelle gelegt ist. Wenn die Zahnradkupplung der Zahnradstufe des I. Ganges hierbei aufgrund der steigenden Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung des dritten Teilgetriebes momentenfrei geworden ist, wird diese Zahnradkupplung ausgerückt und die Drehzahl der Eingangswelle über diese Lastschaltkupplung auf die dem II. Gang zugehörige Synchrondrehzahl eingestellt, so daß die Differenzdrehzahl an der Zahnradkupplung des II. Ganges gegen Null geht und diese Zahnradkupplung eingerückt werden kann. Sodann kann die Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung des dritten Teilgetriebes - vorzugsweise kontinuierlich - auf Null verringert werden, so daß die Drehmomentübertragung allein über die direkt angetriebene Zahnradstufe des II. Ganges im zweiten Teilgetriebe erfolgt und die Schaltung dadurch abgeschlosssen ist. Auf diese Weise wird über die gesamte Hochschaltung vom I. Gang in den II. Gang ein - wenn auch phasenweise verringertes - Drehmoment von der Eingangswelle zur Ausgangswelle übertragen.

Für das Losrad der Zahnradstufe des höchsten Vorwärtsganges könnte eine besondere Zahnradkupplung zum Ankuppeln an seine Welle vorgesehen sein. In diesem Falle wird naturgemäß diese Zahnradkupplung vor dem Aktivieren der Lastschaltkupplung des dritten Teilgetriebes bei Beginn der I.»II.-Schaltung eingerückt.

Die Patentansprüche 2 bis 5 haben vorteilhafte Anordnungen des dritten Teilgetriebes mit seiner zugehörigen Lastschaltkupplung in bezug auf die Lage der Ausgangswelle und der Lastschaltkupplung des ersten Teilgetriebes zum Gegenstand.

Gemäß der Lehre von Patentanspruch 6 ist die Lastschaltkupplung des dritten Teilgetriebes zugleich zum Ankuppeln des Losrades der Zahnradstufe des höchsten Vorwärtsganges an seine Welle verwendet.

Die Patentansprüche 7 bis 12 haben jeweils ein vorteilhaftes Verfahren zum Umschalten eines Zahnräderwechselgetriebes nach der Erfindung zwischen den beiden niedrigsten Vorwärtsgängen im Zug- oder Schubbetrieb zum Gegenstand.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von vier in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsformen näher beschrieben. In der Zeichnung bedeuten

Fig. 1 ein Getriebeschema eines viergängigen Dreiwege- Zahnräderwechselgetriebes nach der Erfindung in einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 ein Getriebeschema eines viergängigen Dreiwege- Zahnräderwechselgetriebes nach der Erfindung in einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 3 ein Getriebeschema eines viergängigen Dreiwege- Zahnräderwechselgeriebes nach der Erfindung in einer dritten Ausführungsform, und

Fig. 4 ein Getriebeschema eines viergängigen Dreiwege- Zahnräderwechselgetriebes in einer vierten Ausführungsform.

Bei der Ausführungsform der Fig. 1 ist eine Eingangswelle 10 mit einer parallelen Ausgangswelle 11 durch ein erstes zweistufiges Teilgetriebe 12 und durch ein weiteres zweistufiges Teilgetriebe 13 sowie durch ein einstufiges drittes Teilgetriebe 29 antriebsmäßig verbunden.

Der Eingang des ersten Teilgetriebes 12 wird durch eine Zwischenwelle in Form einer Hohlwelle 26 gebildet, welche mit der koaxial liegenden Eingangswelle 10 durch eine Lastschaltkupplung 15 verbunden ist. Der Ausgang des ersten Teilgetriebes 12 wird durch eine Zwischenwelle 11a gebildet, welche zur koaxialen Ausgangswelle 11 einteilig oder zumindest drehfest ausgebildet ist. Das erste Teilgetriebe 12 weist eine Zahnradstufe 14 für den niedrigsten Vorwärtsgang - in diesem Falle den I. Gang - auf, deren Losrad 21 auf der eingangsseitigen Zwischenwelle 26 sitzt und mit letzterer durch eine vorzugsweise synchronisierte Wechsel-Zahnradkupplung 19 kuppelbar ist. Das erste Teilgetriebe 12 weist eine Zahnradstufe 25 zur Bildung eines Rückwärtsganges auf, deren Losrad 22 ebenfalls auf der eingangsseitigen Zwischenwelle 26 sitzt und mit letzterer ebenfalls dutch die Wechsel- Zahnradkupplung 19 kuppelbar ist. Die Festräder der Zahnradstufen 14 und 25 sitzen auf der ausgangsseitigen Zwischenwelle 11a, wobei das Losrad 22 der Zahnradstufe 25 in bekannter Weise wie bei 5 angedeutet über ein die Drehsinnumkehr vermittelndes Zwischenzahnrad mit dem Festrad in Antriebsverbindung steht.

Der Eingang des zweiten Teilgetriebes 13 wird durch eine Zwischenwelle 6 gebildet, welche die Hohlwelle 26 mit Spiel durchsetzt und zu der koaxialen Eingangswelle 10 einteilig oder zumindest drehfest ausgebildet ist. Als Ausgang des zweiten Teilgetriebes 13 ist eine Zwischenwelle 11b verwendet, welche zu der koaxialen Ausgangswelle 11 einteilig oder zumindest drehfest ausgebildet ist. Das zweite Teilgetriebe 13 weist eine Zahnradstufe 17 zur Bildung des II. Ganges auf, deren Losrad 23 auf der eingangsseitigen Zwischenwelle 6 sitzt und mit letzterer durch eine Wechsel-Zahnradkupplung 20 kuppelbar ist. Das zweite Teilgetriebe 13 weist eine Zahnradstufe 18 zur Bildung des III. Ganges auf, deren Losrad 24 ebenfalls auf der eingangsseitigen Zwischenwelle 6 sitzt und mit letzterer durch die Wechsel-Zahnradkupplung 20 kuppelbar ist.

Der Eingang des dritten Teilgetriebes 29 wird durch eine Zwischenwelle 33 in Form einer Hohlwelle gebildet, welche mit Spiel von der Zwischenwelle 26 durchsetzt wird und mit der koaxialen Eingangswelle 10 durch eine Lastschaltkupplung 30 kuppelbar ist. Als Ausgang des dritten Teilgetriebes 29 ist eine Zwischenwelle 11c verwendet, welche in bezug auf die koaxial liegende Ausgangswelle 11 einteilig oder zumindest drehfest ausgebildet ist. Das dritte Teilgetriebe 29 weist eine Zahnradstufe 28 zur Bildung der Übersetzung des höchsten Vorwärtsganges - in diesem Falle des IV. Ganges - auf, deren Losrad 32 konzentrisch und drehfest zur eingangsseitigen Zwischenwelle 33 ausgebildet ist. Das mit dem Losrad 32 kämmende Festrad der Zahnradstufe 28 sitzt konzentrisch und drehfest auf der ausgangsseitigen Zwischenwelle 11c.

Die Ausführungsform der Fig. 2 unterscheidet sich lediglich durch eine andere räumliche Anordnung des dritten Teilgetriebes 29 gegenüber der Ausführungsform der Fig. 1, und zwar derart, daß die zugehörige Lastschaltkupplung 31 hier unmittelbar mit der Ausgangswelle 11 verbunden und die zugehörige Zahnradstufe 28 an dem zur Eingangswelle 10 entgegengesetzt liegenden Wellenende der Zwischenwelle 6 angeordnet ist. Der Eingang des dritten Teilgetriebes 29 wird durch eine Zwischenwelle 33a gebildet, welche zur Eingangswelle 10 koaxial liegt und mit dieser einteilig ausgebildet oder zumindest drehfest verbunden ist. Der Ausgang des dritten Teilgetriebes 29 wird durch eine Zwischenwelle 34 in Form einer Hohlwelle gebildet, welche zur Ausgangswelle 11 koaxial liegt und mit Spiel von der Zwischenwelle 11c durchsetzt wird sowie mit der Lastschaltkupplung 31 verbunden ist. Das mit dem auf der eingangsseitigen Zwischenwelle 33a konzentrisch und drehfest sitzenden Festrad der Zahnradstufe 28 kämmende Losrad 32 ist konzentrisch und drehfest auf der ausgangsseitigen Zwischenwelle 34 angeordnet.

Im übrigen sind die Ausführungsformen der Fig. 1 und 2 identisch ausgebildet und mit denselben Bezugszahlen für identische Merkmale versehen, so daß für die weitere Getriebeausgestaltung der Ausführungsform der Fig. 2 auf die Beschreibung der Ausführungsform der Fig. 1 verwiesen werden kann.

Auch bei der Ausführungsform der Fig. 3 sind eine Eingangswelle 10 und eine parallele Ausgangswelle 11 durch ein erstes zweistufiges Teilgetriebe 12 und durch ein zweites zweistufiges Teilgetriebe 13 sowie durch ein einstufiges drittes Teilgetriebe 29 in gegenseitige Antriebsverbindung bringbar.

Das erste Teilgetriebe 12 weist als Eingang eine Zwischenwelle 26-3 auf, welche zur Eingangswelle 10 koaxial liegt und mit dieser einteilig ausgebildet oder zumindest drehfest verbunden ist. Für den Ausgang des ersten Teilgetriebes 12 ist eine Zwischenwelle 11a-3 in Form einer Hohlwelle vorgesehen, welche mit Spiel von der koaxial liegenden Ausgangswelle 11 durchsetzt wird und mit letzterer durch eine Lastschaltkupplung 16 verbunden ist. Das erste Teilgetriebe 12 weist eine Zahnradstufe 14 zur Bildung der Übersetzung des niedrigsten Vorwärtsganges - in diesem Falle also des I. Ganges - auf, deren Losrad 21 konzentrisch zur ausgangsseitigen Zwischenwelle 11a-3 angeordnet und mit letzterer durch eine Wechsel- Zahnradkupplung 19 kuppelbar ist. Das mit dem Losrad 21 kämmende Festrad der Zahnradstufe 14 sitzt konzentrisch und drehfest auf der eingangsseitigen Zwischenwelle 26-3. Das erste Teilgetriebe 12 weist eine zweite Zahnradstufe 25 zur Bildung der Übersetzung eines Rückwärtsganges auf, deren Losrad 22 konzentrisch auf der ausgangsseitigen Zwischenwelle 11a-3 angeordnet und mit letzterer durch die Wechsel-Zahnradkupplung 19 kuppelbar ist. Das Losrad 22 kämmt in der bei 5-3 angedeuteten bekannten Weise mit einem die Drehsinnumkehr vermittelnden Zwischenzahnrad, welches seinerseits mit dem drehfest und konzentrisch auf der eingangsseitigen Zwischenwelle 26-3 sitzenden Festrad der Zahnradstufe 25 kämmt.

Das zweite Teilgetriebe 13 der Ausführungsform der Fig. 3 weist als Eingang eine koaxial zur Eingangswelle 10 liegende und mit letzterer einteilig ausgebildete oder zumindest drehfest verbundene Zwischenwelle 6 und als Ausgang eine koaxial zur Ausgangswelle 11 liegende und mit letzterer einteilig ausgebildete oder zumindest drehfest verbundene Zwischenwelle 11b auf. Weiterer Bestandteil des zweiten Teilgetriebes 13 sind eine Zahnradstufe 17 zur Bildung der Übersetzung des II. Ganges und eine Zahnradstufe 18 zur Bildung der Übersetzuung des III. Ganges, deren Losräder 23 und 24 konzentrisch auf der eingangsseitigen Zwischenwelle 6 sitzen und mit letzterer durch eine Wechsel-Zahnradkupplung 20 wahlweise kuppelbar sind.

Das dritte Teilgetriebe 29 der Ausführungsform der Fig. 3 weist als Eingang eine Zwischenwelle 33-3 auf, welche koaxial zur Eingangswelle 10 liegt und mit letzterer einteilig ausgebildet oder zumindest drehfest verbunden ist. Als Ausgang des dritten Teilgetriebes 29 ist eine Zwischenwelle 34 in Form einer Hohlwelle vorgesehen, welche von der koaxialen Ausgangswelle 11 mit Spiel durchsetzt sowie mit letzterer durch eine Lastschaltkupplung 31 kuppelbar ist. Das dritte Teilgetriebe 29 der Ausführungsform der Fig. 3 weist die Zahnradstufe 28 zur Bildung der Übersetzung des höchsten Vorwärtsganges - in diesem Falle des IV. Ganges - auf, deren Losrad 32 konzentrisch und mit Spiel auf der Ausgangswelle 11 sitzt sowie mit der ausgangsseitigen Zwischenwelle 34 drehfest verbunden ist. Das mit dem Losrad 32 kämmende Festrad der Zahnradstufe 28 sitzt konzentrisch und drehfest auf der eingangsseitigen Zwischenwelle 33-3.

Bei der Ausführungsform der Fig. 4 sind eine Eingangswelle 10 und eine in diesem Falle koaxiale Ausgangswelle 11-4 wiederum durch ein erstes zweistufiges Teilgetriebe 12 und durch ein zweites zweistufiges Teilgetriebe 13 sowie durch ein einstufiges drittes Teilgetriebe 29 in gegenseitige Antriebsverbindung bringbar. Bei dieser Ausführungsform wird eine parallel zu Ein- und Ausgangswelle 10 und 11-4 angeordnete Vorgelegewelle 27 durch die Eingangswelle 10 über eine Getriebekonstante 7 angetrieben, welche aus zwei miteinander kämmenden Zahnrädern besteht, von denen das eine (8) konzentrisch und drehfest auf der Eingangswelle 10 und das andere (9) konzentrisch und drehfest auf der Vorgelegewelle 27 sitzt.

Das erste Teilgetriebe 12 der Ausführungsform der Fig. 4 weist als Eingang eine Zwischenwelle 26-4 auf, welche mit der Vorgelegewelle 27 einteilig ausgebildet oder zumindest drehfest verbunden ist. Das erste Teilgetriebe 12 verwendet als Ausgang eine Zwischenwelle 11a-4 in Form einer Hohlwelle, welche mit Spiel und konzentrisch auf der Ausgangswelle 11-4 sitzt und mit letzterer durch eine Lastschaltkupplung 16 kuppelbar ist. Das erste Teilgetriebe 12 weist eine Zahnradstufe 14 zur Bildung der Übersetzung des niedrigsten Vorwärtsganges - in diesem Falle des I. Ganges - sowie eine Zahnradstufe 25 zur Bildung der Übersetzung eines Rückwärtsganges auf, deren Losräder 21 und 22 konzentrisch und drehbar auf der ausgangsseitigen Zwischenwelle 11a-4 sitzen und mit letzterer durch eine Wechsel- Zahnradkupplung 19 wahlweise kuppelbar sind. Während das Losrad 21 unmittelbar mit dem konzentrisch und drehfest auf der eingangsseitigen Zwischenwelle 26-4 sitzenden Festrad der Zahnradstufe 14 kämmt, steht das Losrad 22 in der bei 5-4 angedeuteten bekannten Weise über ein die Drehsinnumkehr vermittelndes Zwischenzahnrad mit dem auf der eingangsseitigen Zwischenwelle 26-4 konzentrisch und drehfest sitzenden Festrad der Zahnradstufe 25 in Antriebsverbindung.

Das zweite Teilgetriebe 13 der Ausführungsform der Fig. 4 . weist als Eingang eine koaxial zur Vorgelegewelle 27 liegende Zwischenwelle 6-4 auf, welche mit der Vorgelegewelle 27 einteilig ausgebildet oder zumindest drehfest verbunden ist. Für das zweite Teilgetriebe 13 ist weiterhin als Ausgang eine Zwischenwelle 11b-4 verwendet, welche mit der Ausgangswelle 11-4 einteilig ausgebildet oder zumindest dreehfest verbunden ist. Das zweite Teilgetriebe 13 weist eine Zahnradstufe 17 zur Bildung der Übersetzung des II. Ganges und eine Zahnradstufe 18 zur Bildung der Übersetzung des III. Ganges auf, deren Losräder 23 und 24 konzentrisch und drehbar auf der eingangsseitigen Zwischenwelle 6-4 sitzen und mit letzterer durch eine Wechsel- Zahnradkupplung 20 wahlweise kuppelbar sind.

Das dritte Teilgetriebe 29 der Ausführungsform der Fig. 4 weist als Eingang eine Zwischenwelle 33-4 auf, welche koaxial zur Vorgelegewelle 27 liegt und mit letzterer einteilig ausgebildet oder zumindest drehfest verbunden ist. Das dritte Teilgetriebe 29 weist als Ausgang eine Zwischenwelle 34-4 in Form einer Hohlwelle auf, welche konzentrisch und mit Spiel auf der Ausgangswelle 11-4 angeordnet und mit letzterer durch eine Lastschaltkupplung 31 kuppelbar ist. Das dritte Teilgetriebe 29 weist eine Zahnradstufe 28 zur Bildung der Übersetzung des höchsten Vorwärtsganges - in diesem Falle des IV. Ganges - auf, deren Losrad 32 konzentrisch und drehbar auf der Ausgangswelle 11-14 angeordnet und mit der Zwischenwelle 34-4 drehfest verbunden ist. Das Losrad 32 kämmt unmittelbar mit dem konzentrisch und drehfest auf der eingangsseitigen Zwischenwelle 33-4 sitzenden Festrad der Zahnradstufe 28.

Die Gangschaltungen laufen bei den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 4 jeweils nach den gleichen Verfahren ab, von denen einige im Folgenden anhand der Ausführungsform der Fig. 1 im einzelnen beschrieben sind.

Beim Anfahrvorgang für Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt werden zunächst die Losräder 21 und 22 fallweise durch die Wechsel- Zahnradkupplung 19 mit ihrer Welle (Zwischenwelle 26) gekuppelt und anschließend die Lastschaltkupplung 15 als Anfahrelement unter steigender Übertragungsfähigkeit eingerückt.

Bei einer Hochschaltung im Zugbetrieb aus dem I. Gang - in welchem die Lastschaltkupplung 15 und die Wechsel- Zahnradkupplung 19<21 eingerückt sind - in den II. Gang wird in einer ersten Schaltphase die Lastschaltkupplung 30 unter kontinuierlich steigender Übertragungsfähigkeit eingerückt und bei dadurch lastfrei gewordener Wechsel-Zahnradkupplung 19<21 diese Zahnradkupplung ausgerückt. In einer sich anschließenden Schaltphase wird die Drehzahl der Eingangswelle 10 auf die dem II. Gang zugehörige Synchrondrehzahl durch Steuerung der Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung 30 eingestellt. Bei dadurch gegen Null gehender Differenzdrehzahl an der Wechsel-Zahnradkupplung 20<23 der Zahnradstufe 17 für den II. Gang wird diese Zahnradkuplung eingerückt. Nach dem Einrücken der Wechsel-Zahnradkupplung 20<23 wird in einer weiteren Schaltphase die Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung 30 unter vorzugsweise kontinuierlicher Reduzierung nach Null eingestellt, wodurch die Gangschaltung beendet ist.

Bei einer Hochschaltung im Schubbetrieb aus dem I. Gang in den II. Gang wird in einer ersten Schaltphase die Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung 15 kontinuierlich verringert und die Drehzahl der Eingangswelle 10 durch Steuerung der Übertragungsfähigkeit auf die dem II. Gang zugehörige Synchrondrehzahl eingestellt, so daß die Differenzdrehzahl an der Wechsel-Zahnradkupplung 20<23 der Zahnradstufe 17 des II. Ganges gegen Null geht und diese Zahnradkupplung eingerückt wird. Danach wird in einer weiteren Schaltphase die Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung 15 unter kontinuierlicher Reduzierung nach Null eingestellt, so daß der Schaltvorgang beendet ist.

Bei einer Rückschaltung im Zugbetrieb aus dem II. Gang in den I. Gang nach einer ersten Verfahrensvariante wird von einem stationären Ausgangszustand ausgegangen, in welchem die Lastschaltkupplung 15 und die Wechsel-Zahnradkupplung 20<23 eingerückt sowie die Lastschaltkupplung 30 und die Wechsel- Zahnradkupplung 19<21 ausgerückt sind. In einer ersten Schaltphase wird die Lastschaltkuplung 30 unter kontinuierlicher Steigerung ihrer Übertragungsfähigkeit eingerückt und bei dadurch lastfrei werdender Wechsel- Zahnradkupplung 20<23 diese Zahnradkupplung ausgerückt. In einer sich anschließenden weiteren Schaltphase wird die Drehzahl der Eingangswelle 10 auf die dem I. Gang zugehörige Synchrondrehzahl durch Steuerung der Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung 30 eingestellt und bei dadurch gegen Null gehender Differenzdrehzahl an der Wechsel-Zahnradkupplung 19<21 diese Zahnradkupplung eingerückt. In einer anschließenden weiteren Schaltphase wird die Lastschaltkupplung 30 unter kontinuierlicher Reduzierung nach Null eingestellt und dadurch der Schaltvorgang beendet.

Bei einer Rückschaltung im Zugbetrieb aus dem II. Gang in den I. Gang nach einer zweiten Verfahrensvariante wird in einer ersten Schaltphase die Lastschaltkupplung 30 unter steigender Übertragungsfähigkeit soweit eingerückt, bis die Wechsel- Zahnradkupplung 20<23 der Zahnradstufe 17 dadurch lastfrei wird und ausgerückt werden kann. Mit einer nun eingerückten Wechsel-Zahnradkuplung 19<21 der Zahnradstufe 14 erfolgt in einer weiteren Schaltphase eine Überschneidungssteuerung der Übertragungsfähigkeiten der Lastschaltkupplungen 15 und 30 dahingehend, daß die Lastschaltkupplung 15 unter kontinuierlicher Steigerung ihrer Übertragungsfähigkeit das volle Eingangsmoment überträgt und die Lastschaltkupplung 30 gleichermaßen ausgerückt wird.

Bei einer Rückschaltung im Schubbetrieb aus dem II. Gang in den I. Gang nach einer ersten Verfahrensvariante wird von einem stationären Ausgangszustand ausgegangen, in welchem die Lastschaltkupplungen 15 und 30 ausgerückt und die Wechsel- Zahnradkuplungen 19<21 und 20<23 eingerückt sind. In einer ersten Schaltphase wird die Lastschaltkupplung 15 unter kontinuierlich steigender Übertragungsfähigkeit eingerückt und bei dadurch lastfrei werdender Wechsel-Zahnradkupplung 20<23 diese Zahnradkupplung ausgerückt. In einer anschließenden Schaltphase wird die Drehzahl der Eingangswelle 10 auf die dem I. Gang zugehörige Synchrondrehzahl durch Steuerung der Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung 15 eingestellt und bei dadurch gegen Null gehender Differenzdrehzahl an der Wechsel-Zahnradkupplung 19<21 diese Zahnradkupplung eingerückt. Anschließend wird die Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung 15 auf einen dem Drehmoment der Eingangswelle 10 des momentanen Motorbetriebspunktes im I. Gang zugehörigen Wert eingestellt und dadurch die Schaltung beendet.

Bei einer Rückschaltung im Schubbetrieb aus dem II. Gang in den I. Gang nach einer zweiten Verfahrensvariante wird zunächst die Wechsel-Zahnradkuplung 19<21 eingerückt und anschließend die Lastschaltkupplung 15 mit steigender Übertragungsfähigkeit soweit eingerückt, daß bei dadurch lastfrei werdender Wechsel- Zahnradkupplung 20<23 diese Zahnradkupplung ausgerückt werden kann. Anschließend wird die Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung 15 entsprechend dem vollen Motormoment eingestellt und dadurch die Schaltung beendet.

Bei einer Hochschaltung im Zugbetrieb aus dem III. Gang in den IV. Gang wird die Lastschaltkupplung 30 unter kontinuierlicher Steigerung ihrer Übertragungsfähigkeit eingerückt, bis dadurch die Wechsel-Zahnradkupplung 20<24 der Zahnradstufe 18 lastfrei wird und diese Zahnradkuplung ausgerückt werden kann. Anschließend wird die Drehzahl der Eingangswelle 10 auf die dem IV. Gang zugehörige Synchrondrehzahl durch Steuerung der Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung 30 eingestellt und diese Lastschaltkupplung vollständig eingerückt.

Bei einer Hochschaltung im Schubbetrieb aus dem III. Gang in den IV. Gang wird das Drehmoment des Antriebsmotores kontinuierlich erhöht, bis dadurch die Wechsel-Zahnradkupplung 20<24 lastfrei wird und ausgerückt werden kann. Anschließend wird die Drehzahl der Eingangswelle 10 durch Regelung des Antriebsmotores auf die dem IV. Gang zugehörige Synchrondrehzahl eingestellt und die Lastschaltkupplung 30 unter kontinuierlicher Erhöhung der Übertragungsfähigkeit vollständig eingerückt.

Bei einer Rückschaltung im Zugbetrieb aus dem IV. Gang in den III. Gang wird die Drehzahl der Eingangswelle 10 auf die dem III. Gang zugehörige Synchrondrehzahl durch Steuerung der Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung 30 eingestellt und bei dadurch gegen Null gehender Differenzdrehzahl an der Wechsel-Zahnradkupplung 20<24 diese Zahnradkupplung eingerückt. Anschließend wird die Lastschaltkupplung 30 unter kontinuierlicher Reduzierung ihrer Übertragungsfähigkeit ausgerückt und dadurch der Schaltvorgang beendet.

Bei einer Rückschaltung im Schubbetrieb aus dem IV. Gang in den III. Gang erfolgt in gleichem Maße, wie das Motormoment kontinuierlich aufgebaut wird - eine Reduzierung der Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung 30 auf Null. Anschließend wird die Drehzahl der Eingangswelle 10 durch Regelung der Motordrehzahl auf die dem III. Gang zugehörige Synchrondrehzahl eingestellt und bei dadurch gegen Null gehender Differenzdrehzahl an der Wechsel-Zahnradkupplung 20<24 diese Zahnradkupplung eingerückt.

Claims (12)

1. Mehrgängiges Mehrwege-Zahnräderwechselgetriebe, bei dem in den Kraftfluß zwischen einer Ein- und einer Ausgangswelle zwei Teilgetriebe einzeln oder gemeinsam einschaltbar sind, von denen das eine Teilgetriebe sowohl eine Zahnradstufe zur Bildung des niedrigsten Vorwärtsganges aufweist als auch durch eine reibschlüssige Lastschaltkupplung mit der Ein- oder mit der Ausgangswelle in Antriebsverbindung bringbar ist, und bei dem das andere Teilgetriebe sowohl wenigstens eine Zahnradstufe zur Bildung jeweils eines zugehörigen weiteren Vorwärtsganges - nicht jedoch des höchsten Vorwärtsganges - aufweist als auch mit der Eingangswelle in ständiger direkter Antriebsverbindung steht, und bei dem der jeweilige Kraftfluß in diesen beiden Teilgetrieben durch Einrücken einer formschlüssigen Zahnradkupplung zum Ankuppeln eines Losrades einer zugehörigen Zahnradstufe an seine Welle herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Zahnradstufe (28) zur Bildung des höchsten Vorwärtsganges (IV) aufweisendes drittes Teilgetriebe (29) durch eine zugehörige weitere reibschlüssige Lastschaltkupplung (30 oder 31) in den Kraftfluß zwischen Ein- und Ausgangswelle (10 und 11) einschaltbar ist.

2. Zahnräderwechselgetriebe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastschaltkupplung (30) des dritten Teilgetriebes (29) mit der Eingangswelle (10) verbunden ist.

3. Zahnräderwechselgetriebe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastschaltkupplung (31) des dritten Teilgetriebes (29) mit der Ausgangswelle (11 oder 11-4) verbunden ist.

4. Zahnräderwechselgetriebe nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastschaltkupplung (15 in Fig. 1 oder 16 in den Fig. 3 und 4) des die Zahnradstufe (14) des niedrigsten Vorwärtsganges (I) aufweisenden ersten Teilgetriebes (12) und die Lastschaltkupplung (30 in Fig. 1 oder 31 in den Fig. 3 und 4) des die Zahnradstufe (28) des höchsten Vorwärtsganges (IV) aufweisenden Teilgetriebes (29) gemeinsam mit der Ein- oder mit der Ausgangswelle (10 in Fig. 1 oder 11 in Fig. 3 oder 11-4 in Fig. 4) verbunden sind.

5. Zahnräderwechselgetriebe nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in bezug auf die beiden Lastschaltkupplungen (15 und 31) des ersten und des dritten Teilgetriebes (12 und 29) die Eingangswelle (10 in Fig. 2) mit der einen Lastschaltkupplung (15) und die Ausgangswelle (11) mit der anderen Lastschaltkupplung (31) verbunden sind.

6. Zahnräderwechselgetriebe nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastschaltkupplung (30 oder 31) des dritten Teilgetriebes (29) zusätzlich zum Ankuppeln des Losrades (32) der Zahnradstufe (28) des höchsten Vorwärtsganges (IV) an seine Welle (33 in Fig. 1 oder 34 in Fig. 2 und 3 oder 34-4 in Fig. 4) vorgesehen ist.

7. Verfahren zum Schalten des den Gegenstand eines der Patentansprüche 1 bis 6 bildenden Zahnräderwechselgetriebes, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Hochschaltung im Zugbetrieb aus dem niedrigsten Vorwärtsgang (I. Gang) in den nach der Übersetzung benachbarten höheren Vorwärtsgang (II. Gang) zunächst in einer ersten Schaltphase die Lastschaltkupplung (30 in Fig. 1 oder 31 in Fig. 2 bis 4) des die Zahnradstufe (28) des höchsten Vorwärtsganges (IV. Gang) aufweisenden dritten Teilgetriebes (29) unter steigender Übertragungsfähigkeit eingerückt und in dem daraus folgernden momentenfreien Zustand der Zahnradkupplung (19-21) des niedrigsten Vorwärtsganges (I. Gang) diese Zahnradkupplung (19-21) ausgerückt wird, daß in einer an das Ausrücken der Zahnradkupplung (19-21) des niedrigsten Vorwärtsganges (I. Gang) sich anschließenden zweiten Schaltphase die Drehzahl der Eingangswelle (10) auf die dem höheren Vorwärtsgang (II. Gang) entsprechende Synchrondrehzahl durch eine Beeinflussung der Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung (30 oder 31) des dritten Teilgetriebes (29) eingestellt und bei infolgedessen gegen Null gehender Differenzdrehzahl der Zahnradkupplung (20-23) des höheren Vorwärtsganges (II. Gang) diese Zahnradkupplung (20-23) eingerückt wird, und daß in einer an das Einrücken der Zahnradkupplung (20-23) des höheren Vorwärtsganges (II. Gang) sich anschließenden dritten Schaltphase die Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung (30 oder 31) des dritten Teilgetriebes (29) vorzugsweise kontinuierlich nach Null eingestellt wird.

8. Verfahren nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Hochschaltung im Schubbetrieb aus dem niedrigsten Vorwärtsgang (I. Gang) in den nach der Übersetzung benachbarten höheren Vorwärtsgang (II. Gang) in einer ersten Schaltphase die Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung (15 in Fig. 1 und 2 oder 16 in Fig. 3 und 4) des die Zahnradstufe (14) des niedrigsten Vorwärtsganges (I. Gang) aufweisenden ersten Teilgetriebes (12) vorzugsweise kontinuierlich verringert und die Drehzahl der Eingangswelle (10) auf die dem höheren Vorwärtsgang (II. Gang) entsprechende Synchrondrehzahl durch Beeinflussung der Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung (15 oder 16) des ersten Teilgetriebes (12) eingestellt und bei infolgedessen gegen Null gehender Differenzdrehzahl an der Zahnradkupplung (20-23) des höheren Vorwärtsganges (II. Gang) diese Zahnradkupplung (20-23) eingerückt wird, und daß in einer an das Einrücken der Zahnradkuplung (20-23) des höheren Vorwärtsganges (II. Gang) sich anschließenden zweiten Schaltphase die Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung (15 oder 16) des ersten Teilgetriebes (12) vorzugsweise unter kontinuierlicher Reduzierung nach Null eingestellt wird.

9. Verfahren nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Rückschaltung im Zugbetrieb in den niedrigsten Vorwärtsgang (I. Gang) aus dem der Übersetzung nach benachbarten höheren Vorwärtsgang (II. Gang) zunächst in einem stationären Ausgangszustand die Lastschaltkupplung (15 in Fig. 1 und 2 oder 16 in Fig. 3 und 4) des die Zahnradstufe (14) des niedrigsten Vorwärtsganges (I. Gang) aufweisenden ersten Teilgetriebes (12) eingerückt und die Zahnradkupplung (19-21) der Zahnradstufe (14) des niedrigsten Vorwärtsganges (I. Gang) ausgerückt sind sowie in einer ersten Schaltphase die Lastschaltkupplung (30 in Fig. 1 oder 31 in Fig. 2 bis 4) des die Zahnradstufe (28) des höchsten Vorwärtsganges (IV. Gang) aufweisenden dritten Teilgetriebes (29) unter vorzugsweise kontinuierlich steigender Übertragungsfähigkeit eingerückt und bei infolgedessen momentenfrei gewordener Zahnradkupplung (20-23) des höheren Vorwärtsganges (II. Gang) diese Zahnradkupplung (20-23) ausgerückt wird, daß in einer an das Ausrücken der Zahnradkupplung (20-23) des höheren Vorwärtsganges (II. Gang) sich anschließenden zweiten Schaltphase die Drehzahl der Eingangswelle (10) auf die dem niedrigsten Vorwärtsgang (I. Gang) entsprechende Synchrondrehzahl durch Beeinflussung der Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung (30 oder 31) des dritten Teilgetriebes (29) eingestellt und bei dadurch gegen Null gehender Differenzdrehzahl an der Zahnradkupplung (19-21) des niedrigsten Vorwärtsganges (I. Gang) diese Zahnradkupplung (19-21) eingerückt wird, und daß in einer an das Einrücken der Zahnradkupplung (19-21) des niedrigsten Vorwärtsganges (I. Gang) sich anschließenden dritten Schaltphase eine Steuerung der Übertragungsfähigkeiten der Lastschaltkupplungen (15 oder 16 und 30 oder 31) des ersten und des dritten Teilgetriebes (12 und 29) derart erfolgt, daß die Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung (15 oder 16) des ersten Teilgetriebes (12) auf einen dem Drehmoment der Eingangswelle (10) oder der Ausgangswelle (11 oder 11-4) des momentanen Motorbetriebspunktes im niedrigsten Vorwärtsgang (I. Gang) zugehörigen Wert - dagegen die Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung (30 oder 31) des dritten Teilgetriebes (29) nach Null eingestellt werden.

10. Verfahren nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Rückschaltung im Schubbetrieb in den niedrigsten Vorwärtsgang (I. Gang) aus dem nach der Übersetzung benachbarten höheren Vorwärtsgang (II. Gang) zunächst die Zahnradkupplung (19-21) des niedrigsten Vorwärtsganges (I. Gang) eingerückt ist und in einer ersten Schaltphase die Lastschaltkupplung (15 oder 16) des ersten Teilgetriebes (12) mit vorzugsweise kontinuierlich steigender Übertragungsfähigkeit eingerückt und bei dadurch momentenfrei werdender Zahnradkupplung (20-23) des höheren Vorwärtsganges (II. Gang) diese Zahnradkupplung ausgerückt wird, daß beginnend noch in der ersten Schaltphase oder in einer sich anschließenden zweiten Schaltphase die Drehzahl der Eingangswelle (10) auf die dem niedrigsten Vorwärtsgang (I. Gang) entsprechende Synchrondrehzahl durch Beeinflussung der Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung (15 oder 16) des ersten Teilgetriebes (12) und die Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung (15 oder 16) des ersten Teilgetriebes (12) bei Erreichen der Synchrondrehzahl auf einen dem Drehmoment der Eingangswelle (10) oder der Ausgangswelle (11 oder 11-4) des momentanen Motorbetriebspunktes zugehörigen Wert eingestellt werden.

11. Verfahren nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Rückschaltung im Zugbetrieb in den niedrigsten Vorwärtsgang (I. Gang) aus dem der Übersetzung nach benachbarten höheren Vorwärtsgang (II. Gang) zunächst in einem stationären Ausgangszustand die Lastschaltkupplung (15 in Fig. 1 und 2 oder 16 in Fig. 3 und 4) des die Zahnradstufe (14) des niedrigsten Vorwärtsganges (I. Gang) aufweisenden ersten Teilgetriebes (12) sowie die Zahnradkupplung (19-21) der Zahnradstufe (14) des niedrigsten Vorwärtsganges (I. Gang) ausgerückt sind, und daß in einer ersten Schaltphase die Lastschaltkupplung (30 in Fig. 1 oder 31 in Fig. 2 bis 4) des die Zahnradstufe (28) des höchsten Vorwärtsganges (IV. Gang) aufweisenden dritten Teilgetriebes (29) unter vorzugsweiser kontinuierlich steigender Übertragungsfähigkeit eingerückt und bei dadurch gegen Null gehenden Momentes der Zahnradkupplung (20-23) der Zahnradstufe (17) des höheren Vorwärtsganges (II. Gang) diese Zahnradkupplung (20-23) ausgerückt und gleichzeitig oder anschließend die Zahnradkupplung (19-21) der Zahnradstufe (14) des niedrigsten Vorwärtsganges (I. Gang) eingerückt werden, und daß in einer sich an das Einrücken der Zahnradstufe (14) des niedrigsten Vorwärtsganges (I. Gang) anschließenden weiteren Schaltphase eine Überschneidungssteuerung der Übertragungsfähigkeiten der Lastschaltkupplung (15 in Fig. 1 und 2 oder 16 in Fig. 3 und 4) des ersten Teilgetriebes (12) und der Lastschaltkupplung (30 in Fig. 1 oder 31 in Fig. 2 bis 4) des dritten Teilgetriebes (29) dahingehend erfolgt, daß mit vorzugsweise kontinuierlich steigender Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung (15 in Fig. 1 und 2 oder 16 in Fig. 3 und 4) des ersten Teilgetriebes (12) die Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung (30 in Fig. 1 oder 31 in Fig. 2 bis 4) des dritten Teilgetriebes (29) gleichermaßen auf Null abnimmt.

12. Verfahren nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Rückschaltung im Schubbetrieb in den niedrigsten Vorwärtsgang (I. Gang) aus dem nach der Übersetzung benachbarten höheren Vorwärtsgang (II. Gang) zunächst in einem stationären Ausgangszustand die Lastschaltkupplung (15 in Fig. 1 und 2 oder 16 in Fig. 3 und 4) des die Zahnradstufe des niedrigsten Vorwärtsganges (I. Gang) aufweisenden ersten Teilgetriebes (12) und die Lastschaltkupplung (30 in Fig. 1 oder 31 in Fig. 2 bis 4) des die Zahnradstufe (28) des höchsten Vorwärtsganges (IV. Gang) aufweisenden dritten Teilgetriebes (29) sowie die Zahnradkupplung (19-21) der Zahnradstufe (14) des niedrigsten Vorwärtsganges (I. Gang) ausgerückt sind, daß in einer ersten Schaltphase die Zahnradkupplung (19-21) der Zahnradstufe (14) des niedrigsten Vorwärtsganges (I. Gang) eingerückt und anschließend die Lastschaltkupplung (15 in Fig. 1 und 2 oder 16 in Fig. 3 und 4) des ersten Teilgetriebes (12) unter vorzugsweise kontinuierlich steigender Übertragungsfähigkeit eingerückt und bei dadurch gegen Null gehendem Moment an der Zahnradkupplung (20-23) der Zahnradstufe (17) des höheren Vorwärtsganges (II. Gang) diese Zahnradkupplung (20-23) ausgerückt wird, und daß nach dem Ausrücken der Zahnradkupplung (20-23) der Zahnradstufe (17) des höheren Vorwärtsganges (II. Gang) die Übertragungsfähigkeit der Lastschaltkupplung (15 in Fig. 1 und 2 oder 16 in Fig. 3 und 4) des ersten Teilgetriebes (12) auf einen dem momentanen Betriebspunkt des Antriebsmotores zugehörigen Wert eingestellt wird.