DE3884428T2

DE3884428T2 - Mechanisches Getriebe und sein Steuerverfahren.

Info

Publication number: DE3884428T2
Application number: DE88101869T
Authority: DE
Inventors: Alan Richard Davis; John Roland Vandervoort
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1987-03-19
Filing date: 1988-02-09
Publication date: 1994-04-28
Anticipated expiration: 2008-02-10
Also published as: EP0282726A3; DE3884428D1; IN169802B; ES2044984T3; CN1012205B; JPS63254215A; CN88101331A; EP0282726B1; BR8801076A; JP2762274B2; CA1296201C; EP0282726A2; US4788889A

Description

Feld der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steuermechanismus und ein Steuerverfahren, um ein glatteres und weniger kompliziertes Schalten eines mechanischen Gewindigkeitswechselgetriebes zu schaffen.

Beschreibung des Standes der Technik

Aus dem Stand der Technik sind mechanische Geschwindigkeitswechselgetriebe bekannt, d. h. Getriebe, die eine Anzahl auswählbarer Gangstufen zwischen ihrem Eingangs- und ihrem Ausgangsgetriebeteil aufweisen, wobei die Gangstufen durch Einlegen oder Ausrücken von formschlüssigen Kupplungen (d. h. Klauenkupplungen) auswählbar sind.
Verbundgeschwindigkeitswechselgetriebe der Bauart mit einer oder mehreren Hilfsgruppen, die in Serie mit einer Hauptgetriebegruppe liegen, sind aus dem Stand der Technik gut bekannt. Kurz gesagt, beträgt bei der Verwendung einer Haupt- und einer in Serie liegenden Hilfsgruppe unter der Annahme geeigneter Bemessung der Gangstufen die Gesamtzahl der verfügbaren Getriebegänge gleich dem Produkt aus der Anzahl der Gänge in der Hauptgruppe und der Gänge in der Hilfsgruppe. Zumindest theoretisch ergibt beispielsweise ein Verbundgeschwindigkeitswechselgetriebe mit einer viergängigen Hauptgruppe, die in Serie mit einer dreigängigen Hilfsgruppe liegt, zwölf (4·3-12) verfügbare Gänge.
Es gibt drei Arten von Hilfsgruppen: Rangegruppen, Splitgruppen oder kombinierte Range/Splitgruppen.
Bei Verbundgetrieben mit Hilfsgruppe vom Rangtyp ist die Gangstufe oder der Gangsprung größer als der gesamte Übersetzungsbereich der Hauptgruppe und die Hauptgruppe wird in jedem Bereich fortlaufend durch ihre Gänge geschaltet. Beispiele für solche Verbundgetriebe mit Ranghilfsgruppe sind in den US-Patenten Nr. 3 105 395; 2 637 222 und 2 637 221 beschrieben.
Bei Verbundgetrieben mit einer Hilfsgruppe vom Splittyp sind die Gangsprünge in der Splithilfsgruppe kleiner als die Gangsprünge der Hauptgetriebegruppe und jeder Gang der Hauptgruppe wird durch die Splitgruppe auf- oder unterteilt. Beispiele für Geschwindigkeitswechselgetriebe mit Splithilfsgruppe sind in den US-Patenten Nr. 4 290 515; 3 799 002; 4 440 037 und 4 527 447 erläutert.
Bei einer Hilfsgruppe der kombinierten Range- und Splitbauart oder solchen Hilfsgruppen sind sowohl Range- als auch Splitübersetzungsverhältnisse vorgesehen, die es gestatten, daß die Hauptgruppe fortlaufend durch ihre Gänge in wenigstens zwei Bereichen hindurchgeschaltet wird und die es ferner gestatten, daß die Gänge der Hauptgruppe in zumindest einem Bereich gesplittet werden.
Ein Beispiel für ein Verbundgetriebe mit einer einzigen kombinierten Range/Splithilfsgruppe ist aus den US-Patenten Nr. 3 283 613; 3 648 546 und der Veröffentlichung "Small Scale Print" Nr. 016-AD; "Fuller Transmissions" "Models RT-14613", RTO-1.4613, RTOO-14613, veröffentlicht März 1981 durch die Eaton Corporation, Inhaber der vorliegenden Anmeldung bekannt. Ein anderes Beispiel ist das "Ecosplit"-Getriebe, wie es die Zahnradfabrik-Friedrichshafen, Friedrichshafen, Bundesrepublik Deutschland, auf den Markt bringt, wobei das Getriebe eine getrennte Splithilfsgruppe vor und eine getrennte Rangehilfsgruppe hinter der Hauptgetriebegruppe vorsieht.
Es sollte beachtet werden, daß die Ausdrücke "Haupt- und Hilfsgruppe" relativ sind und daß, falls die Bezeichnungen für die Haupt- und die Hilfsgruppe umgekehrt werden, sich auch der Typ der Hilfsgruppe (entweder Range oder Split) ebenfalls umkehrt. Wenn, mit anderen Worten, eine als konventionell angesehene viergängige Hauptgruppe mit einer zweigängigen Hilfsgruppe vom Rangetyp angenommen wird und wenn die normalerweise als Hilfsgruppe bezeichnete Gruppe als Hauptgruppe betrachtet wird, wird die üblicherweise als Hauptgruppe bezeichnete Gruppe zu einer viergängigen Hilfsgruppe der Splitbauart. Gemäß der allgemein verwendeten Konvention der Getriebehersteller und wie dies in der Beschreibung zur Erfindung verwendet wird, ist die Hauptgetriebegruppe eines Verbundgetriebes jene Gruppe, die die größte (oder wenigstens nicht kleinere) Anzahl von Vorwärtsgängen enthält, die das Einlegen der Leerlaufstellung gestattet, die den bzw. die Rückwärtsgänge enthält und/ oder die (bei handgeschalteten oder halbautomatischen Getrieben) durch eine Schaltstange oder Schaltschiene oder Schaltstangen/ Schaltfingeranordnungen betätigt wird, im Gegensatz zu Master/Slave-Ventilzylinderanordnungen u. dgl.
Obwohl die Verwendung von formschlüssigen Klauenkupplungen hinsichtlich der relativen Einfachheit, des geringen Trägheitsmoments, der niedrigen Kosten und Zuverlässigkeit sehr erstrebenswert ist, sind mechanische Geschwindigkeitswechselgetriebe, insbesondere manuell geschaltete Geschwindigkeitswechselgetriebe, nicht vollständig befriedigend, da der Fahrer zum Wechseln der Gangstufe bei Fahrzeugen mit unsynchronisierten Getrieben ("Crash" Gear Boxes ohne Synchronisatiom) die Drehzahl der Getriebeeingangswelle gegenüber der der Ausgangswelle im Leerlauf zustand bei eingerückter Kupplung erhöhen oder vermindern muß, was eine knifflige Sache ist und Geschick und Erfahrung seitens des Fahrers erfordert. Um den Fahrer von der Notwendigkeit der doppelten Kupplungsbetätigung zwecks Synchronisation beim Gangwechselvorgang zu befreien, ist es bekannt, synchronisierte Klauenkupplungsanordnungen in sogenannten synchronisierten Getrieben einzusetzen, die bei einem Gangwechsel die Drehzahlen der Zahnräder angleichen, bevor diese in Eingriff kommen. Obwohl die Verwendung von synchronisierten Getrieben den Fahrer von dem Zwang befreit, bei einem Gangwechselvorgang der Zahnradsynchronisation Aufmerksamkeit schenken zu müssen, führt die Verwendung synchronisierter Getriebe zu zusätzlichen erheblichen Kosten, Verkomplizierungen und zusätzlichen Raumanforderungen für das Getriebe, und insbesondere bei Schwerlastfahrzeugen muß der Fahrer eine extrem hohe Kraft aufwenden, um die Klauenkupplungsteile in synchrone Umdrehung zu bringen.
Es wurde außerdem vorgeschlagen, elektronische Synchronisiereinrichtungen zu verwenden, die üblicherweise unterschiedliche Drehzahlsensoren und unabhängige Servosynchronisiereinrichtungen aufweisen, um selbsttätig die Klauenkupplungen der ausgewählten Gangzahnräder in den weitgehenden Synchronlauf zu bringen. Getriebe, die derartige Servosynchronisiereinrichtungen verwenden, sind aus den US-Patenten Nr. 3 834 499 und 3 478 851 ersichtlich.
Obwohl solche Servosynchronisiereinrichtungen den Betrieb der Geschwindigkeitswechselgetriebe deutlich vereinfachen, insbesondere bei handgeschalteten Geschwindigkeitswechselgetrieben, führen sie zu erheblichen zusätzlichen Kosten bei der Anschaffung und Wartung derartiger Getriebe.
Voll- oder halbautomatische mechanische Getriebe sind ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt und werden im einzelnen in den US-Patenten-Nr. 4 361 060; 4 527 447 und der veröffentlichten europäischen-Patentanmeldung Nr. 85305072.2 mit der Veröffentlichungs-Nr. EP-A- 0 170 465 beschrieben.
Während die Leichtigkeit bei dem Betrieb solche voll- oder halbautomatischen Getriebe sehr erstrebenswert macht, sind doch diese Getriebe komplizierter und/oder teurer als dies für bestimmte Zwecke wünschenswert ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Nachteile des Standes der Technik insoweit überwunden, daß ein Steuermechanismus und ein Steuerverfahren für ein mechanisches Geschwindigkeitswechselgetriebe, vorzugsweise ein manuell geschaltetes unsynchronisiertes Getriebe, geschaffen wird, das erheblich das Naß der zum Schalten unsynchronisierter mechanischer Getriebe erforderlichen Geschicklichkeit vermindert und ein weicheres Einrücken der Klauenkupplungen ergibt, die unter nicht ganz synchronen Bedingungen in Eingriff kommen können. Es ist zu beachten, daß der Ausdruck "Getriebe" wie er hier gebraucht wird, sowohl einfache Getriebe als auch Getriebegruppen umfaßt, wie die Hauptgetriebegruppe von Verbundgetrieben.
Das Obige wird erreicht, indem ein mechanisches Geschwindigkeitswechselgetriebe geschaffen wird, das eine Eingangsgruppe, wie eine Eingangswelle und die hiervon ständig angetriebenen Zahnräder, eine Verbindungskomponente, wie die Hauptwelle eines Verbundgetriebes, eine Ausgangskomponente, wie die Ausgangswelle zum Antreiben der Fahrzeugräder, eine Anzahl von Klauenkupplungsglieder zum wahlweisen drehfesten Ankuppeln der Verbindungskomponente an die Eingangsgruppe bei einer ausgewählten Gangstufe sowie Kupplungsglieder aufweist, um wahlweise die Ausgangskomponente an die Verbindungskomponente an- oder von dieser abzukuppeln. Es sind Steuermittel vorhanden, um die Kupplungsteile in den ausgerückten Zustand zu bringen, wenn das Hauptgetriebe in den Leerlauf geschaltet wird. Vorzugsweise erfassen die Steuermittel automatisch das Umschalten des Getriebes in die Leerlaufstellung, um automatisch die Kupplungsteile zu trennen. Durch Abkuppeln der Verbindungskomponente von der Ausgangskomponente bei im Leerlauf befindlichen Getriebe ist die Verbindungskomponente sowohl von der Eingangsgruppe als auch von der Ausgangskomponente abgetrennt, womit sie eine verhältnismäßig niedrige Schwungmasse aufweist, die es gestattet, daß die Klauenkupplungsteile des Getriebes auch bei etwas unsynchronisierten Bedingungen ohne zu beanstandendes Krachen oder Beschädigung der Kupplungsklauen in Eingriff kommen.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Getriebesteuermechanismus und ein Steuerverfahren, vorzugsweise für manuell geschaltete unsynchronisierte mechanische Getriebe zu schaffen, das das Schalten mechanischer Getriebe vereinfacht, indem der Zwang zu einer präzisen Synchronisation der in Eingriff kommenden Klauenkupplung vermindert wird.
Diese und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich beim Lesen der Figurenbeschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispieles unter Berücksichtigung der beigefügten Figuren.

Beschreibung der Figuren

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines einfachen Getriebes, bei dem der Steuermechanismus und das Steuerverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Fig. 1A zeigt eine schematische Darstellung des Steuermechanismus zur Steuerung des Getriebes nach Fig. 1.
Fig. 1B zeigt eine schematische Darstellung des Schaltmusters des in Fig. 1 gezeigten Getriebes.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verbundgetriebes mit einer Splithilfsgruppe unter Verwendung des Steuermechanismus und Verfahren der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2A zeigt eine schematische Darstellung des Steuermechanismus zum Steuern des Getriebes nach Fig. 2.
Fig. 2B zeigt eine schematische Darstellung des Schaltmusters des Getriebes nach Fig. 2.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Verbundgetriebes mit einer Rangehilfsgruppe unter Verwendung des Steuermechanismus und des Steuerverfahrens gemäß der Erfindung.
Fig. 3A zeigt eine schematische Darstellung des Steuermechanismus zum Steuern des Getriebes nach Fig. 3.
Fig. 3B zeigt eine schematische Darstellung des Schaltmusters des Getriebes nach Fig. 3.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Verbundgetriebes mit einer kombinierten Range/ Splithilfsgruppe unter Verwendung des Steuermechanismus und des Steuerverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4A zeigt eine schematische Darstellung des Steuermechanismus zum Steuern des Getriebes nach Fig. 4.
Fig. 4B zeigt eine schematische Darstellung des Schaltmusters des Getriebes nach Fig. 4.
Fig. 5A zeigen eine Draufsicht auf den Schnitt der und 5B Hilfsgruppe des Getriebes nach Fig. 4.
Fig. 6 zeigt eine Tabelle zur Veranschaulichung der typischen idealen Übersetzungsverhältnisse für ein Verbundgeschwindigkeitswechselgetriebe der in Fig. 4 veranschaulichten Bauart.
Fig. 7 zeigt eine Tabelle zur Veranschaulichung der Kupplungsstellungen der verschiedenen auswählbaren Gänge eines Verbundgetriebes der in Fig. 4 dargestellten Bauart.
Fig. 8 zeigt eine Tabelle zur Veranschaulichung der Kupplungstellungen der verschiedenen auswählbaren Gänge eines Verbundgetriebes der in fig. 4 dargestellten Bauart.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Eine bestimmte Terminologie wird in der nachfolgenden Beschreibung lediglich aus Gründen der Vereinfachung verwendet und ist nicht beschränkend. Die Worte "nach oben", "nach unten", "nach rechts" und "nach links" bezeichnen Richtungen in den Zeichnungen, auf die Bezug genommen ist. Die Worte "vorne", "hinten" bezeichnen jeweils das vordere und das hintere Ende des Getriebes so, wie es üblicherweise in das Fahrzeug eingebaut ist, wobei es sich jeweils um die linke und die rechte Seite des in Fig. 1 gezeigten Getriebes handelt. Die Worte "nach innen", nach außen" beziehen sich auf Richtungen auf den geometrischen Mittelpunkt des Gerätes oder des bezeichneten Teiles hiervon bzw. auf Richtungen von diesem weg. Diese Terminologie umfaßt die oben im einzelnen erwähnten Worte, Ableitungen hiervon und Worte mit ähnlichem Sinn.
Der Begriff "Verbundgetriebe" wird verwendet, um ein Geschwindigkeitswechselgetriebe oder ein Drehzahländerungsgetriebe zu bezeichnen, das eine Hauptgetriebegruppe und eine damit in Serie liegende Hilfsgetriebegruppe aufweist, wobei die ausgewählte Gangstufe in der Hauptgetriebegruppe durch weitere ausgewählte Gangstufen in der Hilfsgetriebegruppe ergänzt werden. Der Begriff "hochschalten" soll in dem hier verwendeten Sinn das Schalten aus einem niedrigeren Gang in einen höheren bezeichnen. Der Ausdruck "herunterschalten" bezeichnet in dem hier verwendeten Sinn das Schalten aus einem höheren Gang in einen niedrigeren Gang. Die hier verwendeten Ausdrücke "Gang für niedrige Geschwindigkeit" oder "niedriger Gang" sollen Gangstufen kennzeichnen, die für einen Betrieb des Getriebes bei verhältnismäßig niedrigen Vorwärtsgeschwindigkeiten verwendet werden, d. h. einen Satz von Gängen, die ein hohes Untersetzungsverhältnis der Ausgangswellendrehzahl gegenüber der Drehzahl der Eingangswelle aufweisen. "Synchronisierte Kupplungsanordnung" und Worte mit ähnlichem Sinn bezeichnen eine Kupplungsanordnung, die verwendet wird, um ein ausgewähltes Zahnrad drehfest mit einer Welle mittels einer formschlüssigen Kupplung zu kuppeln, wobei das versuchte Einrücken der Kupplung verhindert wird, bis die Kupplungsteile im wesentlichen synchron rotieren, und wobei den Kupplungsteilen Reibmittel mit verhältnismäßig großer Kapazität zugeordnet sind, die ausreichen, damit am Beginn des Einrückens der Kupplung die Kupplungsteile und alle damit rotierenden Teile in im wesentlichen synchrone Rotationen gebracht werden.
In Fig. 1 ist nunmehr schematisch ein einfaches Getriebe 12 gezeigt, das von der wohlbekannten und am Markt sehr erfolgreichen Bauart mit Zwillingsvorgelegewellen ist. Es ist verständlich, daß das Getriebe 12 eine. Hauptgetriebegruppe aufweisen könnte, die in Serie mit einer Hilfsgetriebegruppe liegt, die Range/ und/oder Splitzahnradsätze enthält. Der Begriff "einfaches Getriebe" ,wie er hier verwendet wird, soll einfache Getriebe und Getriebegruppen von Verbundgetrieben bezeichnen. Typischerweise befindet sich das Getriebe 12 in einem Gehäuse H und umfaßt eine Eingangswelle 16, die durch einen Primärantrieb, beispielsweise einen Dieselmotor E, über eine wahlweise ausrückbare, normalerweise eingerückte Reibungshauptkupplung C angetrieben ist, wobei die Hauptkupplung einen Eingangs- oder eintreibenden Teil 18, der antriebsmäßig mit der Notorkurbelwelle 20 verbunden ist, und einen treibenden Teil 22 aufweist, der drehfest mit der Getriebeeingangswelle 16 verbunden ist.
Bei dem Getriebe 12 trägt die Eingangswelle 16 ein Eingangszahnrad 24, um gleichzeitig eine Anzahl von im wesentlichen identischen Vorgelegewellengruppen 26 und 26A mit im wesentlichen identischer Drehzahl in Umdrehung zu versetzen. Bei dem gezeigten Getriebe 12 sind zwei im wesentlichen identische Vorgelegewellenanordnungen an diametral gegenüberliegenden Seiten einer Hauptwelle 28 vorhanden, die im wesentlichen koaxial mit der Eingangswelle 16 ausgerichtet ist. Jede der Vorgelegewellenanordnungen 26 und 26A umfaßt eine Vorgelegewelle 30, die mittels Lagern 32 und 34 in dem Gehäuse H gelagert ist, von dem lediglich ein Teil schematisch dargestellt. Jede der Vorgelegewellen 30 ist mit einer identischen Gruppierung von Vorgelegewellenzahnrädern 38, 40, 42, 44, 46 und 48 versehen, die bezüglich dieser drehfest sind. Eine Anzahl von Antriebs- oder Hauptwellenzahnrädern 50, 52, 54, 56 und 58 umgibt die Hauptwelle 28 und ist wahlweise, jedoch zeitlich einander ausschließend, an die Hauptwelle 28 drehfest mittels verschiebbarer Kupplungsmuffen 60, 62 und 64 ankuppelbar, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Kupplungsmuffe 60 kann auch dazu verwendet werden, um das Eingangszahnrad 24 an die Hauptwelle 28 anzukuppeln, um einen direkten Durchtrieb von der Eingangswelle 16 zu der Hauptwelle 28 zu schaffen.
Vorzugsweise umgibt jedes der Hauptwellenzahnräder die Hauptwelle 28, steht ständig kämmend mit der zugehörigen Gruppe von Vorgelegewellenzahnrädern in Eingriff und wird durch diese schwimmend gelagert, wobei die Lagerungsart sowie die besonderen sich hieraus ergebenden Vorteile im einzelnen in den US-Patenten Nr. 3 105 395 und 3 305 616 erläutert sind, auf die hier Bezug-genommen ist. Typischerweise werden die Kupplungsmuffen 60, 62 und 64 mittels Schaltgabeln 60A, 62A bzw. 64A axial positioniert, die zu einer Schaltstangengehäuseanordnung 70 (siehe Fig. 1A) gehoren, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Kupplungsmuffen 60, 62 und 64 sind von der wohlbekannten unsynchronisierten Klauenkupplungsbauart, die in beiden Richtungen wirkt.
Verständlicherweise sind, obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit Getrieben der bekannten und kommerziell erfolgreichen Bauart mit mehreren identischen Vorgelegewellen, schwimmender Hauptwelle und mit schwimmenden Hauptwellenzahnrädern erläutert ist und obwohl die vorliegende Erfindung insbesondere für eine derartige Getriebekonstruktion geeignet ist, die Vorteile der vorliegenden Erfindung in gleicher Weise bei Getrieben mit einer einzigen Vorgelegewelle oder mehreren nicht identischen Vorgelegewellen ebenfalls zu erzielen. Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von manuell geschalteten Getrieben erläutert ist und in Verbindung mit diesen besonders vorteilhaft zu verwenden ist, kann außerdem die Erfindung bei halb- oder vollautomatischen mechanischen Getrieben eingesetzt werden, wie sie in den oben erwähnten US-Patenten Nr. 4 361 060, 4 527 447 und der EP-A-0 179 465 erläutert sind.
Das Hauptwellenzahnrad 58 ist das Rückwärtsgangzahnrad und es steht kämmend mit den Vorgelegewellenzahnrädern 48 über konventionelle dazwischenliegende Losräder (nicht dargestellt) in Eingriff. Es ist außerdem zu bemerken, daß, obwohl die Getriebegruppe 12 tatsächlich fünfauswählbare Vorwärtsgänge zur Verfügung stellt, der niedrigste Vorwärtsgang, nämlich-jener Gang, der durch die antriebsmäßige Verbindung des Hauptwellenantriebszahnrades 56 mit der Hauptwelle 28 gebildet ist, häufig eine so starke Zahnraduntersetzung aufweist, daß er als niedrigster oder "Kriech"-Gang-bezeichnet wird, der lediglich zum Anfahren des Fahrzeugs unter Schwerbedingungen verwendet wird und, falls das Getriebe 12 als Hauptgetriebegruppe eines Verbundgetriebes eingesetzt wird, üblicherweise in den hohen Übersetzungsbereichen nicht-verwendet wird und/oder in dem unteren Übersetzungsbereich nicht gesplittet wird. Demgemäß wird es üblicherweise als eine "4 + 1" Hauptgruppe bezeichnet, da nur vier der Vorwärtsgänge mit der im Zusammenhang damit verwendeten Hilfsgetriebegruppe kombiniert werden, obwohl das veranschaulichte Getriebe 12 tatsächlich fünf Vorwärtsgänge bereithält.
Die Klauenkupplungen 60, 62 und 64 sind Dreistellungskupplungen, in Sinne, daß sie in eine zentrierte, ausgerückte Stellung, wie dargestellt, oder in eine nach rechts verschobene vollständig eingerückte oder eine links verschobene, ebenfalls vollständig eingerückte Stellung mit Hilfe eines Schalthebels 72 gebracht werden können. Wie wohlbekannt, kann nur eine der Kupplungen 60, 62 und 64 zu einem gegebenen Zeitpunkt eingerückt sein und Sperrmittel dienen dazu, die anderen Kupplungen in der Neutralstellung zu verriegeln. Das Schaltmuster für das Getriebe 12 ist in Fig. 1B schematisch veranschaulicht.
Das erfindungsgemäße Getriebe 12 unterscheidet sich von den bekannten Getrieben dadurch, daß die Hauptwelle 28 nicht das Ausgangsteil des Getriebes ist, sondern mittels einer wahlweise ein- und ausrückbaren, vorzugsweise automatisch betätigten Kupplungseinrichtung 76, an eine Ausgangswelle 74 antriebsmäßig an- oder von dieser abkuppelbar ist. Die Ausgangswelle 74 ist normalerweise antriebsmäßig mit den Antriebsrädern des Fahrzeugs über ein Zwischengetriebe und/oder Antriebsachsenmechanismen verbunden, wie sie im Stand der Technik bekannt sind.
Der Kupplungsmechanismus 76 hat vorzugsweise die Gestalt einer formschlüssigen Kupplung, die eine verschiebliche Kupplungsmuffe 78 aufweist, die drehfest mit der Ausgangswelle 74 verbunden und gegenüber dieser axial verschiebbar ist, sowie ein dazu passendes formschlüssiges Kupplungsteil 80, das drehfest mit der Hauptwelle 28 verbunden ist. Die Kupplungsmuffe 78 wird vorzugsweise mittels einer Schaltgabel 82 von im wesentlichen gebräuchlicher Konstruktion in Längsrichtung positioniert. Eine Schaltgabel 82 wird mittels eines Aktuators 84 mit verhältnismäßig geringer Kraft in Längsrichtung bewegt, der einen mittels Druckluft betätigten Kolben und/oder eine Federeinrichtung mit verhältnismäßig geringer Kraft aufweisen kann. Der Aktuator 84 wird durch eine Steuereinrichtung 86 gesteuert, die dem Schaltstangengehäuse 70 zugeordnet ist und die erfaßt, ob sich alle Schaltgabel 60A, 62A und 64A des Getriebes in einer neutralen oder Leerlaufstellung befinden, um dem Aktuator 84 ein hierfür kennzeichnendes Signal zu liefern. Beispiele von Sensoren zum Erfassen der Leerlaufstellung von Schaltstangen sind aus dem US-Patent Nr. 4 445 393 ersichtlich. Vorzugsweise ist das Zahnflankenspiel der formschlüssigen Kupplungszähne, die zu den Kupplungsteilen 78 und 80 der Kupplung 76 gehören, verhältnismäßig gering und das Zahnflankenspiel in der Schiebeverbindung zwischen dem Kupplungsteil 78 und der Ausgangswelle 74 verhältnismäßig gering, während die ineinandergreifenden Kupplungszähne mit vorlaufenden Konuswinkeln von etwa 320, bezogen auf die Drehachse, versehen sind (die Vorteile hiervon sind in dem US-Patent Nr. 3 265 173 beschrieben). Zusätzlich haben die Kupplungsteile 78 und 80 einen deutlich größeren Radius als die Kupplungen 60, 62 und 64. Wie unten ausführlich erläutert, ergeben diese Merkmale zusammen mit der verhältnismäßig geringen, von dem Aktuator 84 gelieferten Kraft eine Kupplungsanordnung, die nur dann einrückt, wenn die Hauptwelle 28 und die Ausgangswelle 74 mit im wesentlichen synchroner Drehzahl laufen.
Die Funktionsweise des Getriebes 12 ist wie folgt. Wenn ein Gangwechsel erforderlich ist, beispielsweise ein Gangwechsel von dem zweiten Gang in den dritten Gang, muß der Fahrer das Hauptwellenzahnrad 54 von der Hauptwelle 28 abkuppeln und dann das Hauptwellenzahnrad 52 an die Hauptwelle 28 ankuppeln. Bei der Verwendung des erfindungsgemaßen Getriebes 12 trennt der Fahrer die Kupplung C oder er vermindert zumindest die Kraftstoffzufuhr zu dem Motor E, um das Getriebe drehmomentmäßig zu entlasten, damit es der Kupplung 42 möglich wird, mit Hilfe des Schalthebels 72 von dem Zahnrad 54 außer Eingriff gebracht zu werden. Wenn die Kupplung 62 in eine Neutralstellung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, gebracht ist, erfaßt die Sensor/Steuereinrichtung 86 die Leerlaufstellung des Getriebes 12 und veranlaßt den Aktuator 84, die Kupplung 76 in die ausgerückte Stellung gemäß Fig. 1 zu bringen. In diesem Zustand ist die Hauptwelle 28 von der gesamten trägen Masse der Eingangsteile des Getriebes abgekoppelt und sie ist auch von der trägen Masse der Ausgangswelle 74 getrennt. Demgemäß besteht die Schwungmasse der Hauptwellenanordnung nur noch aus der Schwungmasse der Hauptwelle 28 sowie der Klauenkupplungsteile 60, 62 und 64. Im Hinblick auf diese verhältnismäßig geringe Schwungmasse führt das Wiedereinrükken einer der Klauenkupplungen bei im wesentlichen unsynchronisierten Zuständen weder zu unerwünscht hartem Schalten noch zu einer Beschädigung der Klauenkupplungsteile selbst, da die Hauptwellenanordnung schnell dazu gebracht werden kann, synchron mit den eingerückten Klauenkupplungsteilen, die mit den Eingangsteilen des Getriebes umlaufen, zu rotieren. Dementsprechend wird das Klauenkupplungsteil 62 veranlaßt, das Zahnrad 52 mit der Hauptwelle 28 zu kuppeln. Die Sensoreinrichtung 86 stellt fest, daß das Getriebe 12 sich nicht mehr in der Leerlaufstellung befindet und veranlaßt den Aktuator 84, das Kupplungsteil 76 in einen eingerückten oder Vorwahlzustand vorzuspannen. Durch eine relativ einfache Manipulation der Motordrossel werden die Klauenkupplungsteile 80 und 78 dazu gebracht, für verhältnismäßig kurze Zeit im wesentlichen- synchron zu rotieren (d. h. sie gehen durch den Synchronzustand hindurch) und sie kommen weich miteinander in Eingriff, um den Getriebeschaltvorgang zu vollenden. Obwohl die Betätigung des Aktuators 84 vorzugsweise durch den Aktuatorsensor 86 automatisch gesteuert wird, kann die vorliegende Erfindung auch bei Getriebesystemen angewendet werden, bei denen die Kupplung 76 durch den Fahrer gesteuert wird.
Obwohl das Schalten des Getriebes 12 mittels des bekannten Verfahrens der doppelten Kupplungsbetätigung das bevorzugte Verfahren zum Schalten des Getriebes 12 ist, um zunächst das Drehmoment zum Herausnehmen eines gegenwärtig eingelegten Gangs zu unterbrechen, das Getriebe in den Leerlauf zu schalten, erneut die Kupplung einzurücken, um die Klauenkupplungsteile, die miteinander gekuppelt werden sollen, in im wesentlichen synchrone Rotation zu bringen, erneut die Kupplung zu trennen, um den Kraftfluß zu unterbrechen, während die synchronisierte Kupplung in Eingriff gebracht wird und sodann die (Haupt-) Kupplung wieder einzurücken, ermöglicht es die Erfindung, das Getriebe zu schalten, ohne daß ein Ausrücken der Kupplung oder eine exakte Synchronisation der Klauenkupplungsteile erforderlich ist.
Das Getriebe 12 kann so angesehen werden, als enthielte es eine Eingangsgruppe, eine Verbindungskomponente und eine Ausgangskomponente. Die Ausgangskomponente umfaßt die Ausgangswelle 74 sowie das Klauenkupplungsteil 78 und hat ein verhältnismäßig großes Schwungmoment, da sie mit den Antriebsrädern des Fahrzeugs antriebsmäßig in Verbindung steht. Die Eingangsgruppe umfaßt die Eingangswelle 16 und wenigstens das getriebene Kupplungsteil 22 sowie alle Zahnräder, die ständig von der Eingangswelle 16 angetrieben werden. Zu diesen Zahnrädern gehören das Eingangszahnrad 24, alle Vorgelegewellenzahnräder, die zu den Vorgelegewellenanordnungen 26 und 26A gehören, sowie die Antriebs- oder Hauptzellenzahnräder 50, 52, 54, 56 und 58. Dementsprechend ist leicht einzusehen, daß die- Eingangsgruppe des Getriebes 12 ein verhältnismäßig großes Schwungmoment hat. Die Verbindungsgruppe umfaßt die Vorgelegewelle 28, die verschiebbaren Klauenkupplungen 60, 62 und 64 sowie das Klauenkupplungsteil 80. Entsprechend ist verständlich, daß die Verbindungskomponente 28 ein verhältnismäßig geringes Schwungmonent aufweist, wenn sich das Getriebe 12 im Leerlauf zustand befindet.
Es ist wichtig, daß die Kupplung 76 eine solche Bauart aufweist, die nur dann wieder einrückt, wenn ihre formschlüssig wirkenden Teile eine im wesentlichen synchrone Drehung erreichen, um ein weiches zerstörungsfreies Wiedereinrücken des Antriebsstrangs sicherzustellen. Um dies zu erreichen, ist die Kupplung 77 vorzugsweise ein Vorwahltyp, bei dem die Teile mittels eines mit einem komprimierbaren Fluid oder einer Feder arbeitenden Aktuators mit verhältnismäßig geringer Kraft aufeinander zu gedrückt werden und die Kupplungsteile zwischen ihren miteinander in Eingriff kommenden Gliedern verhältnismäßig geringes Zahnflankenspiel haben. Um zu veranlassen, daß die Kupplung wieder einrückt, wenn eine der verschiebbaren Kupplungsglieder 60, 62 oder 64 mit einem vorgewählten neuen Übersetzungsverhältnis eingerückt ist, ist die Kupplung 76 vorzugsweise automatisch in Richtung auf das Wiedereinrükken vorgespannt, und der Fahrzeugführer braucht nur einfach die Drosselstellung zu verändern, damit die formschlüssigen Klauenkupplungsteile durch die Synchronität laufen, wodurch die Kupplungsteile selbsttätig wieder in Eingriff kommen. Natürlich ist eine wesentlich einfacherere Aufgabe, dafür zu sorgen, daß ein Durchgang durch die Synchronität erfolgt, als dafür zu sorgen, daß die beiden Kupplungsteile eine synchrone Rotation beibehalten.
Es ist zu erwähnen, daß die Schaltstangengehäuseanordnung von einer verhältnismäßig standardmäßigen einfachen, wohlbekannten Konstruktion sein kann, die sowohl bei der Erfindung verwendet-werden kann als auch bei Getrieben nach dem Stand der Technik.
Bei Getrieben mit einer Eingangsgruppe, einer Verbindungskomponente (üblicherweise einschließlich der Hauptwelle) und einer Ausgangskomponente führt,. wenn die Hauptwelle mit einer größeren Schwungmasse verbunden ist, ein asynchrones Schalten zu einem nicht hin zunehmenden Stoß in dem Antriebsstrang und/oder einer Beschädigung. Wenn jedoch die Hauptwelle mit im Durchmesser verhältnismäßig kleinen Kupplungen (wie den Kupplungen 60, 62 und 64) verbunden ist, führt ein asynchrones Schalten weder zu einem nicht hinzunehmenden Stoß in dem Antriebsstrang noch zu einer Beschädigung.
Bei der vorliegenden Erfindung ergibt die Kombination der leicht einzurückenden Kupplungen 60, 62 und 64 der Hauptwelle (verhältnismäßig großes Zahnflankenspiel, verhältnismäßig große durch den Schalthebel 72 auf zubringende Kraft) mit der Kupplung 76, die eine verhältnismäßig genaue Synchronität erfordert, jedoch vorgespannt ist, um beim Durchgang durch die Synchronität zu schalten, ein von Hand außerordentlich leicht zu schaltendes Getriebe. Vorgespannte Kupplungen, die beim Durchgang durch die Synchronität schalten, sind in den US-Patenten Nr. 3 799 002, 4 132 122 und 4 375 172 beschrieben.
Gemäß den Fig. 2, 2A und 2B weist ein Verbundgeschwindigkeitswechselgetriebe 100 mit Splitgruppe eine verbesserte erfindungsgemäße Steuereinrichtung auf. Das Verbundge-Schwindigkeitswechselgetriebe 100 ist ein zehn Vorwärtsgänge aufweisendes Getriebe, das eine Hauptgetriebegruppe 12A, die im wesentlichen identisch mit dem oben beschrieben Getriebe 12 ist, und eine Hilfsgetriebe 102 enthält. Bei den Beschreibungen der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden Bauteile, die den gleichen oder im wesentlichen gleichen Aufbau oder Funktion, wie bereits beschriebene Bauteile haben, mit denselben Bezugszeichen belegt und nicht mehr im einzelnen erneut erläutert. Die Hauptgetriebegruppe 12A des Getriebes 100 unterscheidet sich von dem Getriebe 12 nur darin, daß die Hauptwelle 28A in die Hilfsgetriebegruppe 102 ragt und mittels der Zahnräder der Splithilfsgruppe mit der Ausgangswelle 74 verbunden werden kann . . Im Hinblick darauf, daß der Aufbau des Getriebes 12 und der Hauptgetriebegruppe 12A im wesentlichen identisch sind, wird die Hauptgetriebegruppe 12A nicht erneut im einzelnen beschrieben.
Die Hilfsgetriebegruppe 102 enthält zwei im wesentlichen identische Hilfsvorgelegewellenanordnungen 104 und 104A, von denen jede eine Hilfsvorgelegewelle 106 aufweist, die mittels Lagern 108 und 110 in dem Gehäuse H gelagert sind und zwei mit ihnen drehfest verbundene Vorgelegewellenzahnräder 112 und 114 der Hilfsgruppe trägt. Die Vorgelegewellenzahnräder 112 der Hilfsgruppe kämmen ständig mit einem die Hauptwelle 28A umgebenden Hilfsgruppensplitzahnrad 118 und lagern dieses. Die Hilfsgruppenvorgelegezahnräder 114 kämmen ständig mit einem Split/Ausgangszahnrad 120, das die Ausgangswelle 74 umgibt und mit dieser drehfest ist, wobei sie das Split/Ausgangszahnrad 120 lagern.
Eine Klauenkupplungs-Schiebemuffe 126 ist drehfest mit der Hauptwelle 28A und wird dazu verwendet, wahlweise entweder das Splitzahnrad 118 oder das Ausgangszahnrad 120 an die Hauptwelle 28A anzukuppeln. Die Schiebekupplungsmuffe 126 ist ein in beiden Richtungen wirksames verschiebbares Klauenkupplungsteil, das im wesentlichen hinsichtlich des Aufbaus und der Funktion mit den verschiebbaren Kupplungsmuffen 60, 62 und 64 identisch ist, mit der Einschränkung, daß vorzugsweise die Kupplung einen größeren Durchmesser aufweist als die Muffen 60, 62 und 64, was eine genauere Steuerung des Zahnflankenspiels ermöglicht, wobei das Zahnflankenspiel zwischen den Klauenkupplungsteilen verhältnismäßig klein ist, wie dies im Falle der Kupplung 76 oben erläutert wurde.
Die Klauenkupplungs-Schiebemuffe 126 wird mittels einer Schaltgabel 130, die durch einen Aktuator 132 gesteuert wird, funktionsmäßig bewegt. Wie weiter unten im einzelnen beschrieben, unterscheidet sich der Aktuator 132 von Aktuatoren entfernt liegender Hilfsgruppen nach dem Stand der Technik darin, daß der Aktuator 132 eine Einrichtung mit drei Stellungen ist, wobei in der ersten Stellung die Kupplung 126 das Zahnrad 118 antriebsmäßig mit der Ausgangswelle 28A verbindet, in der zweiten Stellung die Kupplung 126 das Zahnrad 120 antriebsmäßig mit der Hauptwelle 28A verbindet und in einer dritten Stellung, die zwischen den oben erwähnten beiden Stellungen liegt, die Hauptwelle 28A von beiden Antriebszahnrädern der Hilfsgruppe abgekuppelt ist.
Die Hauptgetriebegruppe 12A wird mittels einer Schaltstangengehäuseanordnung 70 und eines Schalthebels 72, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, geschaltet. Wie dies ebenfalls aus dem Stand der Technik im Zusammenhang mit Verbundgetrieben bekannt ist, ist der Schalthebel 72 mit einem zwei Stellungen aufweisenden Schalter, vorzugsweise einem Schaltknopf 74, ausgestattet, der es ermöglicht, daß die Hilfsgetriebegruppe in ihren hohen (direkten) oder niedrigen (Untersetzung)/Gang geschaltet wird. In dem hohen Gang oder dem direkten Durchtrieb kuppelt die Klauenkupplung 126 die Hauptwelle 28A antriebsmäßig unmittelbar mit dem Ausgangszahnrad 120 und der damit rotierenden Ausgangswelle 74. In dem Gang mit Untersetzung kuppelt die Klauenkupplung 126 die Hauptwelle 28A an das Splitzahnrad 118, womit die Ausgangswelle 74 über die Hilfsgruppenvorgelegewellenanordnung 104 und 104A angetrieben wird, wie dies Stand der Technik ist.
Die Steuerung für das Getriebe 100 umfaßt ein Sensorteil 134, um die Stellung eines Schalters 136 zu erfassen, ebenso wie die Neutralstellung der Getriebegruppe 12A, und zwar in einer ähnlichen Weise wie es der oben erwähnte Sensor 86 tut. Die Funktion des Getriebes 100 ist nachstehend beschrieben.
Bei lediglich einem Splitschaltvorgang, d. h. einem Schalten von dem dritten in den vierten Gang, wird das Schalten der Hilfsgruppe mittels des Schalters 136 vorgewählt, woraufhin der Fahrer Gas wegnimmt, damit die Hilfsgruppenkupplung 126 ausrücken und in Richtung auf ein Wiedereinrücken in den neu ausgewählten Hauptgruppengang vorgespannt werden kann, und sodann wird die Drosselstellung verändert, um ein Schalten der durch die Synchronität gehenden Art zu bewirken. Diese Art des ausschließlichen Splitschaltens ist im Stand der Technik gut bekannt. Bei einer Verbundschaltung, d. h. einem Schalten sowohl in der Hauptgetriebegruppe als auch der Hilfsgetriebegruppe, also einem Schalten von dem zweiten in den dritten Gang, wird das Schalten der Hilfsgruppe vorgewählt, die Hauptkupplung c vorzugsweise ausgerückt, damit der Fahrer die Hauptgetriebegruppe in den Leerlauf schalten kann. Zu diesem Zeitpunkt veranlaßt der Sensor 134, daß die Hilfsgruppe in die Neutralstellung gebracht wird, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, und sodann kann die Hilfsgruppe leicht in den neuen ausgewählten Gang geschaltet werden. Beim Vollendung des Schaltens der Hauptgruppe erfaßt der Sensor 134 das Fehlen der Leerlaufstellung in der Hauptgetriebegruppe und veranlaßt daß die Hilfsgruppe elastisch in Richtung auf ein Eindrücken des ausgewählten Hilfsgruppengangs vorgespannt wird. Durch Veränderung der Drossel sorgt der Fahrzeugführer dafür, daß ein Durchgang durch die Synchronität auftritt und das Schalten der Hilfsgruppe wird zu diesem Zeitpunkt vervollständigt.
Falls es der Fahrer wünscht, ein überspringendes Schaltens auszuführen, d. h. ein Schalten von dem zweiten in den vierten Gang, sorgt er dafür, daß der Kraftfluß durch Ausrücken der Kupplung und/oder Gaswegnehmen -unterbrochen wird, und er schaltet sodann die Hauptgetriebegruppe 12A in den Leerlauf. Zu diesem Zeitpunkt veranlaßt der Sensor 134, daß die Hilfsgruppe in den Neutralzustand geschaltet wird und der Schaltvorgang wird im wesentlichen in der gleichen Weise zu Ende geführt, wie dies im Zusammenhang mit dem Getriebe 12 oben beschrieben ist.
Es ist wichtig festzuhalten, daß der Aufbau der Hilfsgruppe es der Verbindungskomponente, d. h. der Hauptwelle 28A und der verschieblichen Kupplungsteile 60, 62, 64 und 126, ermöglicht, sowohl von dem Eingangsteil als auch von dem Ausgangsteil beim Schalten der Kupplung 126 in ihre Neuralstellung abgekuppelt zu werden. In diesem Zustand ist die rotierende Schwungmasse der Verbindungskomponente verhältnismäßig niedrig, womit das erfindungsgemäße weiche und leichte Schalten möglich ist. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Getriebe umfaßt die Ausgangskomponente die Ausgangswelle 74 und sämtliche Zahnräder, die damit ständig umlaufen, d. h. das Ausgangszahnrad 120, die Hilfsgruppenvorgelegewellenanordnungen 104 und 104A und das Splitzahnrad 118.
In den Fig. 3, 3A und 3B ist nunmehr ein Verbundgeschwindigkeitswechselgetriebe 200 mit Rangegruppe einschließlich der erfindungsgemäßen verbesserten Steuereinrichtung gezeigt. Das Geschwindigkeitswechselgetriebe 200 enthält eine neun Vorwärtsgänge aufweisende Hauptgruppe 12A, die in Serie mit einer Rangehilfsgruppe 202 liegt. Die Rangehilfsgruppe 202 unterscheidet sich von der Splithilfsgruppe 102 nur- hinsichtlich des Übersetzungsverhältnisses der Zahnräder und des Schaltmusters, das verwendet wird, um den Steuerschalter 203 zu betätigen.
In den Fig. 4, 4A, 4B, 5A, 5B, 6 und 7 ist ein mechanisches Verbundgeschwindigkeitswechselgetriebe mit Split/ Rangehilfsgruppe gezeigt, bei dem die erfindungsgemäße verbesserte Steuereinrichtung verwendet ist. Das Geschwindigkeitswechselgetriebe 300 ist ein Getriebe mit achtzehn Vorwärtsgängen, das eine Hauptgetriebegruppe 12A aufweist, die identisch oder im wesentlichen identisch mit dem oben beschriebenen Getriebe 12 ist, das in Serie mit einer kombinierten Split/Rangehilfsgetriebegruppe 302 liegt. Im Hinblick auf den im wesentlichen gleichen Aufbau des Getriebes 12 und der Hauptgetriebegruppe 12A ist die Hauptgetriebegruppe 12A nicht erneut im einzelnen beschrieben.
Die Hilfsgetriebegruppe 302 enthält zwei im wesentlichen identische Hilfsgruppen-Vorgelegewellenanordnungen 304 und 304A, von denen jede eine Hilfsvorgelegewelle 306 aufweist, die durch Lager 308 und 310 in dem Gehäuse H gelagert ist und drei Hilfsgruppenvorgelegezahnräder 112, 114 und 216 trägt, die damit drehfest sind. Hilfsvorgelegewellenzahnräder 112 kämmen ständig mit dem die Hauptwelle 28A umgebenden Hilfsgruppensplitzahnrad 118 und lagern dieses. Die Hilfsvorgelegewellenzahnräder 114 kämmen ständig mit einem Split/Range-Hilfsgruppenzahnrad 120, das die Ausgangswelle 320 an demjenigen Ende umgibt, das dem koaxialen Ende der Hauptwelle 28 benachbart ist, und sie lagern das Split/Rangehilfsgruppenzahnrad 120. Die Hilfsgruppen- Vorgelegewellenzahnräder 216 kämmen ständig mit dem die Ausgangswelle 322 umgebenden Hilfsgruppen-Rangezahnrad 224 und lagern dieses. Dementsprechend bilden die Hilfsgruppen-Vorgelegewellenzahnräder 112 und das Splitzahnrad 118 eine erste Gangebene, die Hilfsgruppen-Vorgelegewellenzahnräder 114 und das Split/Rangezahnrad 120 eine zweite Gangebene und die Hilfsgruppen-Vorgelegewellenzahnräder 216 und das Rangezahnrad 224 eine dritte Gangebene oder Ganggruppe der Hilfsgetriebegruppe 302 der kombinierten Split- und Rangebauart.
Eine verschiebbare Klauenkupplungsgruppe 126 mit drei Stellungen wird dazu verwendet, wahlweise entweder das Splitzahnrad 118 oder das Split/Rangezahnrad 120 an die Hauptwelle 28A anzukuppeln oder beide Zahnräder 118 und 120 von der Hauptwelle 28A abzukuppeln. Eine zwei Stellungen aufweisende synchronisierte Anordnung 328 wird dazu verwendet, wahlweise das Split/Rangezahnrad 120 oder das Rangezahnrad 224 an die Ausgangswelle 322 anzukuppeln. Der Aufbau und die Funktion der zweiseitig wirkenden verschiebbaren Klauenkupplungsmuffen 126 ist im wesentlichen identisch mit dem Aufbau und der Funktion der -verschiebbaren Kupplungsmuffen 126, die in Verbindung mit den oben beschriebenen Getrieben 100 und 200 verwendet werden, während der Aufbau und die Funktion der beidseitig wirkenden synchronisierten Kupplungsanordnung 320 im wesentlichen identisch mit dem Aufbau und der Funktion der synchronisierten Kupplungsanordnungen ist, wie sie in Verbindung mit den Getrieben nach dem Stand der Technik eingesetzt werden. Synchronisierte Kupplungsanordnungen, wie die Anordnung 328, sind im Stand der Technik gut bekannt und Beispiele hierfür sind in den US-Patenten Nr. 4 462 489, 4 125 179 und 2 667 955 beschrieben.
Der genaue Aufbau des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Hilfsgruppe 302 ist in den Fig. 5A und 5B gezeigt, anhand derer zu sehen ist, daß das rückwärtige Ende der Hauptwelle 28A in die Hilfsgetriebegruppe 302 ragt und mit einer externen Profilverzahnung 330 versehen ist, die mit einer inneren Profilverzahnung 332 zusammenpaßt, die an der Kupplungsmuffe 126 vorgesehen ist, um die Kupplungsmuffe 126 drehfest mit der Hauptwelle 28 zu verbinden, während eine relative Längsbewegung zwischen diesen möglich ist. Die Kupplungsmuffe 126 ist mit Kupplungszähnen 334 und 336 versehen, um wahlweise axial mit Kupplungszähnen 138 und 340, die an dem Zahnrad 118 bzw. 120 vorgesehen sind, axial in Eingriff zu kommen. Die Kupplungsmuffe 126 ist außerdem mit einer Nut 341 zur Aufnahme einer Schaltgabel 130 versehen. Die Kupplungsmuffe 328 enthält eine Nut zur Aufnahme einer Schaltgabel 364.
Das Zahnrad 118, das die Hauptwelle 28A umgibt, kann normalerweise gegenüber dieser frei rotieren und wird durch Sprengringe 344 gegenüber der Hauptwelle 28A axial festgehalten. Die Kupplungszähne 336 und 338 tragen abgeschrägte Flächen 326 und 348, die unter einem Winkel von etwa 35 gegenüber der Achse der Hauptwelle 28A geneigt sind, was eine vorteilhafte Wechselwirkung ergibt, die dazu neigt, im nichtsynchronen Zustand nicht in Eingriff zu kommen und die auch dazu neigt, für eine synchrone Rotation zu sorgen, wie dies genau in dem US-Patent Nr. 3 265 173 beschrieben ist, auf das hier Bezug genommen ist. Die Kupplungszähne 336 und 340 sind mit ähnlichen komplementär abgeschrägten Flächen versehen. Wie oben erläutert, führen die Verwendung der abgeschrägten Flächen 346 und 348 zusammen mit der Verwendung einer Konstruktion mit verhältnismäßig geringem Zahnflankenspiel sowohl bei den Kupplungszähnen als auch bei der Profilverzahnungsverbindung 330-332 sowie die verhältnismäßig geringen Kräfte zum Einrücken in Axialrichtung zu einem Kupplungsteil, das dazu neigt, sich einem Einrücken unter asynchronen Bedingungen zu widersetzen.
Das Split/Rangezahnrad 120 ist an den inneren Ende 350 der Ausgangswelle 322 mittels eines Paares von Drucklagern 352 drehbar gelagert, während das Rangezahnrad 324 die Ausgangswelle 322 umgibt und darauf mittels Anlaufscheiben 354 und 356 axial gehalten ist. Die zweiseitig wirkende, zwei Stellungen aufweisende synchronisierte Kupplungsanordnung 328 ist axial zwischen den Zahnrädern 120 und 224 angeordnet und mittels einer externen Profilverzahnung 358 und einer internen Profilverzahnung 360 mit der Ausgangswelle 322 drehfest verbunden. Viele der bekannten synchronisierten formschlüssigen Kupplungskonstruktionen sind zur Verwendung in der Hilfsgetriebegruppe gemäß der Erfindung geeignet. Die veranschaulichte synchronisierte Kupplungsanordnung 328 ist von der Zapfenbauart, wie sie in dem oben erwähnten US-Patent Nr. 4 462 489 beschrieben ist. Kurz gesagt, enthält die synchronisierte Kupplungsanordnung 328 ein verschiebbares Klauenkupplungsteil 362, das mittels einer Schaltgabel 364 axial positioniert wird und Kupplungszähne 366 bzw. 368 trägt, die axial mit Kupplungszähnen 370 bzw. 372 in Eingriff kommen können, die auf dem Zahnrad 120 bzw . . dem Zahnrad 224 sitzen. Die Zahnräder 120 und 224 bilden Konusreibflächen 374 bzw. 376 zum synchronisierenden. Reibeingriff mit einer dazu passenden Konusreibfläche 378 bzw. 380, die an Reibringen 382 bzw. 384 der synchronisierten Kupplungsanordnung ausgebildet ist. Sperrzapfen 386 und 388 sind drehfest mit den Reibringen 384 bzw. 382 verbunden und wirken mit Sperröffnungen 390 zusammen, die sich an dem verschiebbaren Glied 362 befinden, um eine Sperrfunktion zu liefern, wie dies im Stand der Technik bekannt ist. Die Synchronisierungsanordnung 328 kann außerdem eine Anzahl von Federzapfen (nicht dargestellt) aufweisen, um ein anfängliches Berühren der konischen Reibflächen zu Beginn des Einkuppelvorganges zu erzeugen.
Die Ausgangswelle 322 wird mittels Lagern 392 in dem Gehäuse H gelagert und ragt aus diesem heraus, um eine Gabelstück Y od. dgl. anzuschließen, das typischerweise ein Teil eines Universalgelenks zum Antrieb einer Kardanwelle für ein Differential od. dgl. ist. Die Ausgangswelle 122 kann auch ein Tachometerzahnrad 394 und/oder verschiedene Dichtungselemente (nicht dargestellt) tragen.
Wie anhand der Fig. 4, 5A und 5B ersichtlich ist, können durch wahlweises axiales Bewegen sowohl der Splitkupplung 126 als auch der Rangekupplung 328 in ihre vordere oder in ihre hintere Axialstellung vier unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zwischen der Hauptwelle und der Ausgangswelle erzeugt werden. Demgemäß ist die Hilfsgetriebegruppe 302 eine Dreiebenenhilfsgruppe der kombinierten Rangeund Splitbauart, die vier wählbare Gänge oder Antriebsübersetzungsverhältnisse zwischen der Hauptgruppe 12A und ihrem Ausgang (der Ausgangswelle 322) ergibt. Wie im Falle des oben beschriebenen Getriebes 10 enthält das Verbundgetriebe 300 in der Hauptgruppe 12A einen Rückwärts- und fünf mögliche auswählbare Vorwärtsgänge. Jedoch ist eine dieser auswählbaren Vorwärtsgangstufen (Zahnrad 56) häufig ein Kriech- oder niedriger Gang, der nicht zur Verwendung in dem hohen Bereich vorgesehen ist. Somit wird das Getriebe 100 richtiger als ein (4 + 1)·(2)·(2) Getriebe mit vierzehn oder achtzehn auswählbaren Vorwärtsgängen bezeichnet, abhängig davon, ob es zweckmäßig und/ oder praktisch ist, den untersten oder Kriechgang zu splitten.
Das Schaltmuster zum Schalten des Getriebes 300 ist schematisch in Fig. 4B gezeigt. Wie bei den Fig. 2B und 3B zeigen Unterteilungen in vertikaler Richtung Rangeschaltungen, während Unterteilungen in der Horizontalrichtung Splitschaltungen darstellen.
Ein Verfahren zum Auswählen einer geeigneten Gangstufe ist schematisch anhand von Fig. 6 erläutert. Unter Vernachlässigung des Kriechganges (veranschaulicht in gestrichelten Linien) sowie des Rückwärtsgangs und unter der Annahme, daß es zweckmäßig ist, daß das Getriebe im wesentlichen gleiche Gangsprünge aufweist, sollten die Gangsprunge in der Hauptgruppe im wesentlichen gleich sein, die Splitstufen sollten im wesentlichen gleich der Quadratwurzel aus dem Übersetzungssprung der Hauptgruppe und die Rangestufen sollten etwa gleich dem Übersetzungssprung der Hauptgruppe erhoben zur N-ten-Potenz sein, wobei N gleich die Anzahl der Übersetzungsstufen der Hauptgruppe in beiden Bereichen ist (d. h. N = 4 bei einem (4 + 1)·(2)·(2)-Getriebe). Wenn die erwünschten idealen Übersetzungsverhältnisse gegeben sind, werden die Zahnräder zur Annäherung an diese Übersetzungsverhältnisse ausgewählt.
Gemäß den Fig. 4, 5A und 5B und unter der exemplarischen Annahme, daß die Zahnräder 118, 120, 224, 112, 114 bzw. 216 jeweils 40, 38, 54, 41, 45 bzw. 19 Zähne haben, sind die folgenden vier Übersetzungsverhältnisse in der Hilfsgruppe zu erreichen:
1). Die Kupplung 126 ist mit dem Zahnrad 120 in Eingriff und die Kupplung 328 mit dem Zahnrad 224, was eine Untersetzung von etwa 3,365 : 1 in der Hilfsgruppe ergibt;
2). die an das Zahnrad 118 angekuppelte Kupplung 126 und die an das Zahnrad 224 angekuppelte Kupplung 328 ergeben eine Untersetzung von etwa 2,913 : 1 in der Hilfsgruppe;
3). die an das Zahnrad 120 angekuppelte Kupplung 126 und die an das Zahnrad 120 angekuppelte Kupplung 328 ergeben eine Untersetzung in der Hilfsgruppe von etwa 1,000:1; und
4). das Ankuppeln der Kupplung 126 an das Zahnrad 118 und das Ankuppeln der Kupplung 328 an das Zahnrad 120 ergeben für die Hilfsgruppe eine Untersetzung von etwa 0,865 : 1.
Bei dem obigen Beispiel betragen die Splitsprünge etwa 15,6%, während die Rangesprünge ungefähr 336,6% betragen, was im allgemeinen für eine "4 + 1"-Hauptgetriebegruppe zweckmäßig ist, die etwa 35% Sprünge aufweist, da die Quadratwurzel aus 1,35 etwa 1,16 und 1,35 erhoben zur vierten Potenz etwa 3,32 ist (d. h. wenn N = 4). Fig. 7 zeigt die verschiedenen Zahnräder, die bei den unterschiedlichen auswählbaren Gängen des Getriebes 300 in Eingriff stehen. Es ist zu bemerken, daß das Schalten von 8-9 und von 9-8 außerordentlich komplex ist, da sowohl ein Schalten in der Hauptgruppe als auch ein kombiniertes Schalten in der Range- und Splithilfsgruppe erforderlich ist.
Die synchronisierte Kupplung 328 ist eine Zweistelungskupplung, die, abhängig von der Stellung des Rangeauswahlschalters 236, des kombinierten Split/Rangeauswahlventils 396 entweder in ihrer am weitesten rechts liegenden oder ihrer am weitesten links liegenden Stellung steht, um die Ausgangswelle 322 entweder mit dem Zahnrad 224 oder mit dem Zahnrad 120 zu verbinden. Ausgenommen während eines kurzen Schaltübergangs bei einem Rangeshift (d. h. wie bei einem 8-9 Gangwechsel) kuppelt demgemäß die Kupplung 328 die Ausgangswelle entweder mit dem Zahnrad 120 oder 224. Somit bilden die Ausgangswelle 322, die Zahnräder 118, 120 und 224 sowie die Hilfsvorgelegewellenanordnungen 304 und 304A, die alle mit der Eingangswelle mittels der Kupplung 328 verbunden sind, die Ausgangskomponente des Getriebes 300. In ähnlicher Weise bilden die Eingangswelle 16, das Eingangszahnrad 24, die Hauptwellenzahnräder 50, 52, 54, 56 und 58 sowie die Vorgelegewellenanordnung 26 und 26A, die alle ständig drehfest mit der Eingangswelle gekuppelt sind, die Eingangsgruppe des Getriebes 300. Die Hauptwelle 28A und die Kupplungsteile 60, 62, 64 und 126 bilden die Verbindungskomponente des Getriebes 300, die eine verhältnismäßig geringe Schwungmasse aufweist.
Die Steuereinrichtung zur Steuerung des Gangwechsels bei dem Getriebe 300 ist aus Fig. 4A ersichtlich. Kurz gesagt wird eine recht standardmäßige Schaltstangengehäuseanordnung 170 mittels eines Schalthebels 72 gesteuert, um die Schaltgabeln 60A, 62A und 64A wahlweise in Achsrichtung zu positionieren. Die Stellung der Hilfsgruppenkupplungen 126 und 328 wird durch das Fahrersteuerventil 396 gesteuert, das einen Splitwahlschalter 136 und einen Rangewahlschalter 236 enthält. Eine Sensoreinrichtung 398 ermittelt die Stellung der Schalter 136 und 236 und liefert ein Signal, um bei 390 wahlweise die Schaltgabeln 130 und 364 entweder in ihrer am weitesten rechts oder ihrer am weitesten links liegenden Stellungen zu bringen. Der Sensor 398 stellt außerdem fest, ob sich alle Schaltgabeln der Hauptgruppe in ihrer Neutralstellung befinden und liefert ein Signal hierfür an den Aktuator 390, um die Schaltgabel 130 und die dadurch gesteuerte Kupplung 126 in ihre Neutralstellung zu bringen, damit das Verbindungsteil des Getriebes 300 in den Zustand mit geringem Schwungmoment gebracht wird, um das Schalten der Hauptgetriebegruppe 12A zu erleichtern.
Die Funktionsweise dem Getriebes 300 ist mit Ausnahme eines Schaltvorganges, der die Rangekupplung 328 erfordert, in allem übrigen im wesentlichen gleich wie bei dem Schalten des Getriebes 100, das oben beschrieben ist und es wird dies deswegen nicht nochmals im einzelnen erläutert. Bei einem Gangwechsel, der sowohl ein Schalten der Rangekupplung 328 als auch der Splitkupplung 126 sowie ein Schalten der Hauptgetriebegruppe 12A beinhaltet (d. h. beispielsweise ein Schalten aus dem achten in den neunten Gang) wird die folgende Prozedur abgewickelt. Die gewünschte Position der Range- und der Splitkupplung wird durch geeignete Positionierung der Schalter 236 und 136 vorgewählt. Der Fahrer bewirkt sodann eine Unterbrechung im Kraftfluß, indem er die Kraftstoffzufuhr zu dem Motor E vermindert und/oder indem er die Kupplung C ausrückt, woraufhin er das Hauptgetriebe 12A in den Leerlauf schaltet. Zu diesem Zeitpunkt wird im wesentlichen sofort durch die Wirkung des Synchronisationsmechanismus der synchronisierten Kupplung 328 die Rangekupplung 328 in ihre vorgewählte Position einrücken. Gleichzeitig bewegt sich die Splitkupplung 126 in ihre neutrale oder zentrierte Stellung, um das Kupplungsteil von dem Schwungmoment des Ausgangsteils des Getriebes 300 abzukuppeln, damit ein ausgewählter Gang in der Hauptgetriebegruppe leicht und weich eingelegt werden kann. Beim Durchschalten der Hauptgetriebegruppe stellt der Sensor 398 fest, daß die Hauptgetriebegruppe nicht mehr im Leerlaufzustand ist und der Aktuator 390 spannt die Splitgruppe 126 in deren vorgewählte Stellung vor. Der Fahrer hat dann die Drossel zu betätigen, damit die miteinander in Eingriff zu bringenden Klauenkupplungsteile durch die Synchronität hindurchgehen, wobei dabei die ausgewählten Klauenkupplungsteile ineinander eingreifen.
Es ist wichtig zu bemerken, daß die formschlüssigen Kupplungsteile 126 und 76 Kupplungszähne 334 und 336 auf einem deutlich größerem Radius als die Kupplungsteile 60, 62 und 64 der Hauptgetriebegruppe 12A liegen und somit eine verhältnismäßig größere Masse aufweisen sowie Gegenstand einer genaueren Steuerung ihres Zahnflankenspiels sind. Zusätzlich werden die verschiebbaren Kupplungen 60, 62 und 64 der Hauptgetriebegruppe üblicherweise mittels eines Schaltstangengehäuses 70 gesteuert, das mittels eines Schalthebels 72 betätigt wird, der es dem Fahrer ermöglicht, eine beträchtliche mechanische Hebelkraft auf zubringen, die eine relativ große Axialkraft an den verschiebbaren Kupplungsteilen erzeugt, was es dem Fahrer gestattet, die speziellen Kupplungsteile bei einer beträchtlichen Asynchronität in Eingriff zu zwingen.
Es ist somit ersichtlich, daß ein verbessertes Geschwindigkeitswechselgetriebe geschaffen wurde, das ein verhältnismäßig einfaches Schalten ermöglicht.

Claims

1. Mechanisches Geschwindigkeitswechselgetriebe (12) mit:

einer Eingangsgruppe, die eine Eingangswelle (16) ein Eingangszahnrad (24), das zur drehfesten Verbindung mit der Eingangswelle gestaltet ist, sowie wenigstens eine eine Anzahl von Vorgelegewellenzahnräder (38,40, 42, 44, 46, 48) tragende Vorgelegewelle (26, 26A), wobei eines (38) der Vorgelegewellenzahnräder ständig mit dem Eingangszahnrad kämmt, und eine Reihe von Hauptwellenzahnräder (50 52, 54, 56, 58) aufweist, die ständig mit anderen der Vorgelegewellenzahnräder kämmen;

einer Verbindungskomponente, die eine Hauptwelle (28) sowie eine Anzahl erster Hauptwellenkupplungsglieder (60, 62, 64) und ein zweites Hauptwellenkupplungsglied (80) aufweist, das drehfest mit der Hauptwelle ist, wobei die Verbindungskomponente unabhängig von der Eingangsgruppe drehbar ist;

eine Ausgangskomponente, die eine Ausgangswelle (74) aufweist und die unabhängig von der Verbindungskomponente drehbar ist;

wobei die Hauptwellenzahnräder wahlweise, jedoch zeitlich einander ausschließend über die ersten Kupplungsmittel, einschließlich dem ersten Kupplungsglied mit der Hauptwelle kuppelbar sind;

die Ausgangsgruppe drehfest mit der Hauptwelle mittels der zweiten Kupplungsmittel (76), einschließlich dem zweiten Hauptwellenkupplungsglied mit der Hauptwelle kuppelbar und von dieser abkuppelbar ist;

Steuermitteln (870, 86, 84), die eine manuelle Auswahl der Einkuppel- und Auskuppelstellungen der ersten Kupplungsmittel gestatten, um das erste Kupplungsmittel in einer eingekuppelte oder eine ausgekuppelte Stellung zu bringen,

wobei die Steuermittel Mittel (86) beeinhalten, um festzustellen; ob alle ersten Kupplungsmittel in ihrer ausgekuppelten Stellung- stehen, und um automatisch in Abhängigkeit hiervon die zweiten Kupplungsmittel in die ausgerückte Stellung zu bringen.

2. Getriebe nach Anspruch 1, bei dem die ersten und zweiten Kupplungsmittel nicht synchronisierte zormschlüssige Kupplungen sind, bei dem die in Eingriff zu bringenden Klauenkupplungsglieder der ersten Klauenkupplungsmittel ein kleineres Zahnflankenspiel haben als die in Eingriff bringbaren Klauenkupplungsglieder der ersten Kupplungsmittel, wodurch die zweiten Kupplungsmittel einem unsynchronisierten Einrücken stärker entgegenwirken als die ersten Kupplungsmittel

3. Getriebe nach Anspruch 2, bei dem die Maximalkraft, die die Klauenkupplungsglieder der ersten Kupplungsmittel in Eingriff drückt, größer ist als die maximale Kraft, die verwendet wird, um die Klauenkupplungsglieder der zweiten Klauenkupplungsmittel in den Eingriff zu drücken.

4. Getriebe nach Anspruch 3, bei dem die Kraft, die die Klauenkupplungsglieder der zweiten Kupplungsmittel in Eingriff drückt eine nachgiebige Kraft auf die Klauenkupplungsglieder ausübt.

5. Getriebe nach Anspruch 4; bei dem die voreilenden Kanten der Klauenkupplungsglieder der zweiten Kupplungsmittel unter einem Winkel im Bereich zwischen 30 und 40 gegenüber der Rotationsachse der Klauenkupplungsglieder geneigt sind.

6. Getriebe nach Anspruch 4, bei dem das Eingangszahnrad drehfest auf der Eingangswelle sitzt und das Eingangszahnrad wahlweise durch die ersten Kupplungsmittel (60) an die:Hauptwelle ankuppelbar ist.

7. Verbundgeschwindigkeitswechselgetriebe (200; 300) der Bauart mit Range- und Splittgruppe, mit einem Hauptgetriebeteil (12A), der in Serie mit einer Hilfsgetriebegruppe (202, 302) angeordnet ist, wobei die Hilfsgetriebegruppe ein Gehäuse (H), eine Hilfsgruppen-eingangswelle (28A), die sich in das Gehäuse hinein erstreckt und von dem Hauptgetriebeteil angetrieben ist, sowie eine Ausgangswelle (74, 322) aufweist, die aus dem Gehäuse herausragt,

wobei der Hauptgetriebeteil (12A) eine Reihe von formschlüssigen Hauptgetriebekupplungen aufweist, um wahlweise ein ausgewähltes Zahnrad der Hauptgetriebeteil-zahnräder mit der Hauptgetriebeteil-eingangswelle drehfest zu kuppeln, wobei die Hilfsgetriebegruppe aufweist;

ein Splittzahnrad (118), ein Splitt/Rangezahnrad (120) sowie ein Rangezahnrad (114, 224), die alle im wesentlichen mit der Hilfsgruppen-eingangswelle und der Ausgangswelle koaxial und gegenüber dieser drehbar sind;

eine Hilfsgruppen-vorgelegewellenanordnung (204, 204A, 304, 304A), die eine in dem Gehäuse drehbar gelagerte Hilfsgruppen-vorgelegewelle (306), ein erstes drehfest auf der Hilfsgruppen-vorgelegewelle sitzendes Hilfsgruppen-vorgelegewellenzahnrad (112), das mit dem Splittzahnrad ständig kämmt, ein zweites auf der Hilfsgruppen-vorgelegewelle drehfest sitzendes Hilfsgruppen-vorgelegewwellenzahnrad (114), das ständig mit dem Splitt/Rangezahnrad kämmt, sowie ein drittes Hilfsgruppen-vorgelegewellenzahnrad (216) aufweist, das drehfest auf der Hilfsgruppen-vorgelegewelle sitzt und ständig mit dem Rangezahnrad kämmt;

eine Splittkupplungsanordnung (126), die drehfest mit der Hilfsgruppen-eingangswelle ist und eine erste Stellung (LO) zum Ankuppeln des Splittzahnrades an die Hilfsgruppen-eingangswelle und eine zweite Position (HI) aufweist, um das Split/Rangezahnrad an die Hilfsgruppen-eingangswelle anzukuppeln;

eine zwei Stellungen aufweisende synchronisierte Rangekupplungsanordnung (328), die mit der Ausgangswelle drehfest ist und eine erste Position (HI) zum Ankuppeln des Splitt/Rangezahnrades an die Ausgangswelle sowie eine zweite Position (LO) zum Ankuppeln des Rangezahnrades an die Ausgangswelle aufweist; und

Steuermittel (390, 396), um unabhängig voneinander die Splittkupplungsanordnung und die Rangekupplungsanordnung in eine ausgewählte ihrer beiden Stellungen zu bringen, dadurch gekennzeichnet, daß

es die Steuermittel gestatten, die Splittkupplungsanornung in eine dritte Stellung (N) zu bringen und zu halten, um das Splittzahnrad und das Splitt/ Rangezahnrad von der Hilfsgruppen-eingangswelle zu trennen, außerdem Mittel (398) aufweisen, um festzustellen, ob alle Zahnräder des Hauptgetriebeteils von der Hilfsgruppen-eingangswelle abgekuppelt sind, und um selbsttätig in Abhängigkeit hiervon die Splittkupplungsanordnung in ihre dritte Stellung zu bringen.

8. Getriebe nach Anspruch 7, bei dem die Splittkupplungsanordnung ein zweiseitiges formschlüssiges Kupplungsglied (328) aufweist, das an seine gegenüberliegenden axialen Enden Kupplungszährue trägt.

9. Getriebe nach Anspruch 8, bei dem die ersten und die zweiten Kupplungsmittel unsynchronisierte formschlüssige Kupplungen sind, bei dem die in Eingriff zu bringenden Klauenkupplungsglieder der zweiten Klauenkupplungsmittel ein kleineres Zahnflankenspiel haben als die in Eingriff zu bringenden Klauenkupplungsglieder der ersten Kupplungsmittel, wodurch die zweiten Kupplungsmittel einem unsynchronisierten Eingriff stärker entgegenwirken als die ersten Kupplungsmittel.

10. Getriebe nach Anspruch 9, bei dem die Maximalkraft, die die Klauenkupplungsglieder der ersten Kupplungsmittel in Eingriff drückt, größer ist als die maximale Kraft, die verwendet wird, um die Klauenkupplungsglieder der zweiten Klauenkupplungsmittel in den Eingriff zu drücken.

11. Getriebe nach Anspruch 4, bei dem die voreilenden Kanten der Klauenkupplungsglieder der zweiten zweiten Kupplungsmittel unter einem Winkel im Bereich zwischen 30 und 40 gegenüber der Rotationsachse der Klauenkupplungsglieder geneigt sind.

12. Getriebe nach Anspruch 3, bei dem die Kraft, die die Klauenkupplungsglieder der zweiten Kupplungsmittel in Eingriff drückt, eine nachgiebige Kraft auf die Klauenkupplungsglieder ausübt.

13. Getriebe nach Anspruch 9, bei dem der Hauptgetriebeteil eine Anzahl von auswählbaren Vorwärtsgängen mit im wesentlichen gleichen Übersetzungssprüngen zwischen der Getriebeeingangswelle und der Hilfsgruppeneingangswelle aufweist und bei dem:

(A/D) X (E/B) im wesentlichen gleich der Quadratwurzel des mittleren Hauptgetriebeteil-Übersetzungssprungs ist und

(C/F) X (E/B) ist wesentlichen gleich dem mittleren Hauptgetriebeteil-Übersetzungssprung N ist, wobei:

A = Anzahl der Zähne des Splittzahnrades (118),

B = Anzahl der Zähne des Splitt/Rangezahnrades (120)

C = Anzahl der Zähne des Rangezahnrades (224),

D = Anzahl der Zähne des ersten Hilfsgruppen-Vorgelegewellenzahnrades (112),

E = Anzahl der Zähne des zweiten Hilfsgruppen-Vorgelegewellenzahnrades (114),

F = Anzahl der Zähne des dritten Hilfsgruppen-Vorgelegewellenzahnrades (216), und

N = Anzahl der wählbaren Vorwärtsgänge des Hauptgetriebeteils, die sowohl in dem hohen als auch in dem niedrigen Bereich verwendet werden.

14. Verfahren zur Steuerung eines Geschwindigkeitswechselgetriebes (12) mit:

einer Eingangskomponente, die eine Eingangswelle (16), ein Eingangszahnrad (24), das zur drehfesten Verbindung mit der Eingangswelle gestaltet ist, sowie wenigstens eine eine Anzahl von Vorgelegewellenzahnräder (38, 40, 42, 4a, 46, 48) tragenden Vorgelegewelle (26, 26A), wobei eines (38) der Vorgelegewellenzahnräder ständig mit dem Eingangszahnrad kämmt, und einer Reihe von Hauptwellenzahnrädern (50, 52, 54, 56, 58) aufweist, die ständig mit anderen der Vorgelegewellenzahnrädern kämmen;

eine Verbindungskomponente, die eine Hauptwelle (28) sowie eine Anzahl erster Hauptwellenkupplungsglieder (60, 62, 64) und ein zweites Hauptwellenkupplungsglied (80) aufweist, das drehfest mit der Hauptwelle ist, wobei die Verbindungskomponente unabhängig von der Eingangsgruppe drehbar ist;

wobei das Eingangszahnrad und die Hauptwellenzahnräder wahlweise jedoch zeitlich einander ausschließend durch erste Kupplungsmittel (60, 62), die erste Kupplungsglieder aufweisen, mit der Hauptwelle kuppelbar sind,

wobei die Ausgangswelle (74) wahlweise drehfest mit der Hauptwelle über zweite Kupplungsmittel, die das zweite Kupplungsglied aufweisen, kuppelbar bzw. davon zu trennen ist, und mit

manuell betätigten Steuermitteln, um wahlweise die ersten Kupplungsmittel in ihre eingedrückte oder ihre ausgerückte Stellung zu bringen, dadurch gekennzeichnet, daß festgestellt wird, ob alle ersten Kupplungsmittel sich in ihrer ausgerückten Stellung befinden, daß ein Signal erzeugt wird, daß dafür kennzeichnend ist, daß

alle ersten Kupplungsmittel sich in ihrer ausgerückten Stellung befinden, und

daß auf das Signal reagiert wird, indem automatisch die zweiten Kupplungsmittel veranlaßt werden, die ausgerückte Stellung einzunehmen, um die Ausgangswelle von der Hauptwelle antriebsmäßig zu trennen.

15. Verfahren nach Anspruch 14, das den zusätzlichen Schritt aufweist, die zweiten Kupplungsmittel zu veranlassen, die Ausgangswelle und die Hauptwelle wieder miteinander zu kuppeln, wenn festgestellt wird, daß eine der ersten Kupplungsmittel sich in der Eingerückten Stellung befindet, und bei dem die zweiten Kupplungsmittel veranlaßt werden, mit einer Kraft wiedereinzukuppeln, die bei gegebener Trägheit und Zahnflankenspiel der zweiten Kupplung nicht dazu neigt, das wiedereinkuppeln bei einem größeren als einem vorgegebenen Maß von asynchroner Rotation zu bewirken.