DE69300592T2

DE69300592T2 - Steuerungseinrichtung und -verfahren für eine Zusatzgetriebebetätigung.

Info

Publication number: DE69300592T2
Application number: DE69300592T
Authority: DE
Inventors: Alan Charles Stine
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1992-01-23
Filing date: 1993-01-08
Publication date: 1996-03-28
Anticipated expiration: 2013-01-09
Also published as: TR27319A; BR9300097A; JPH05346164A; HU216684B; CN1046345C; EP0552870A1; HUT65149A; CA2087493A1; MX9300380A; ES2078795T3; CZ285749B6; EP0552870B1; CN1122288A; JP3303116B2; DE69300592D1; CZ6093A3; HU9300199D0; CA2087493C; ATE129053T1

Description

Hintergrund der Erfindung

In Beziehung stehende Anmeldungen

Diese Anmeldung steht mit den Beschreibungen der US- Patente
5 216 931, das mit Interlock Mechanism for Range Section Slave Valve bezeichnet ist;
5 172 604, das mit Range Valve Pre-Exhaust bezeichnet ist;
5 218 878, das mit Two-Stage Range Piston/Cylinder Assembly bezeichnet ist;
5 193 410, das mit variable Pressure Range Section Actuator Piston bezeichnet ist;
5 186 066, das mit Dual Pressure Regulator bezeichnet ist;
5 199 311, das mit Variable Pressure Range Section Actuator Assembly bezeichnet ist;
5 231 895, das mit Auxiliary Pressure Range Section Actuator Assembly bezeichnet ist;
5 199 312, das mit Range Section Actuator Control System and Method for Preventing Damage to Range Section Synchronizers bezeichnet ist; und
5 199 314, das mit Synchronized Splitter Section Protection System/Method bezeichnet ist,
in Beziehung, die alle auf den gleichen Anmelder, die Eaton Corporation, zurückgehen.

Gebiet der Erfindung

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung und/oder ein Verfahren zum Steuern des Hilfsgruppenaktuators eines Kraftfahrzeugverbundgetriebes. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Vorrichtungen und/oder Verfahren zum Steuern des Einrückens von synchronisierten Klauenkupplungen der Hilfsgruppe bei Verbundgetrieben der Bauart mit einer oder mehrerer vielgängiger Hilfsgetriebegruppen, die mit einer mehrgängigen Hauptgetriebegruppe hintereinandergeschaltet sind. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung und/oder ein Verfahren zum Schutz der synchronisierten Klauenkupplungen der Hilfsgruppe eines Verbundgetriebes eines Schwerlastfahrzeuges bei Verbundschaltvorgängen.

Beschreibung des Standes der Technik

Gangwechselverbundgetriebe der Bauart mit ein oder mehreren Hilfsgruppen, die mit einer Hauptgetriebegruppe hintereinandergeschaltet sind, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Solche Getriebe sind typischerweise Schwerlastfahrzeugen, wie beispielsweise große Lastkraftwagen, Sattelzügen oder ähnlichem zugeordnet. Kurz gesagt ist bei Verwendung von hintereinandergeshalteten Hauptund Hilfsgetriebegruppen, angenommen daß die Gangstufen relativ zueinander richtig bemessen sind, die Gesamtzahl der verfügbaren Gangstufen gleich dem Produkt der Anzahl der Gangstufen der Haupt- und der Hilfsgruppe. Beispielsweise erbringt ein Gangwechselverbundgetriebe mit einer viergängigen (4) Hauptgruppe, die mit einer dreigängigen (3) Hilfsgruppe hintereinandergeschaltet ist, wenigstens theoretisch zwölf verfügbare Gangstufen (4x3=12).
Hilfsgetriebegruppen gibt es in drei Grundbauarten: Der Range-Bauart, der Splitter-Bauart oder der kombinierten Range/Splitter-Bauart.
Bei Verbundgetrieben mit einer Hilfsgruppe vom Range- Typ sind der Abstand oder die Abstände der Gangstufen der Rangegruppe größer als der Gesamtübersetzungsbereich der Hauptgetriebegruppe, und die Hauptgetriebegruppe wird in jeder Rangestufe fortlaufend durch ihre Gänge geschaltet. Beispiele für Verbundgetriebe mit Hilfsgruppen vom Rangetyp sind aus den US-Patenten Nr. 4.974.474; 4.964.313, 4.920.815; 3.105.395; 2.637.222 und 2.637.221 ersichtlich.
Die bekannten Getriebe des Anmelders RT/RTO 11609 und RT/RTO 11610 "Road Ranger" sind Beispiel für ein neungängiges "(4 + 1) x (2)" und ein zehngängiges "(5) x (2)" Getriebe vom Rangetyp für Schwerlast.
Bei Verbundgetrieben mit einer Hilfsgruppe von Splittertyp sind die Gangabstände der Splitter-Hilfsgruppe kleiner als die Gangabstände der Hauptgetriebegruppe und jeder Gang der Hauptgruppe ist durch die Splittergruppe gesplittet oder unterteilt. Beispiele für Gangwechselverbundgetriebe mit Hilfsgruppen vom Splittertyp sind aus den US-Patenten Nr. 4.290.515; 3.799.002; 4.440.037 und 4.527.447 ersichtlich.
Bei einer Hilfsgruppe oder Hilfsgruppen vom kombinierten Range- und Splittertyp sind sowohl Gangabstände vom Range- als auch vom Splittertyp vorgesehen, die es in wenigstens zwei Rangestufen ermöglichen, die Hauptgruppe fortlaufend durch ihre Gänge zu schalten, und die es außerdem ermöglichen, daß die Gangstufen der Hauptgruppe in wenigstens einer Rangestufe aufgesplittet werden.
Ein Beispiel eines Verbundgetriebes mit einer einzelnen kombnierten Hilfsgruppe vom Range/Splittertyp ist aus den US-Patenten Nr. 3.283.613 und 3.648.546 ersichtlich. Eine drei Gangebenen aufweisende Viergang-Hilfsgruppe vom kombinierten Splitter/Rangetyp ist aus dem US-Patent Nr. 4.754.665 ersichtlich. Die bekannten Getriebe des Anmelders RT/RTO 11613 und RT/RTO 14718 "Eaton Road Ranger" sind Beispiele für eine dreizehngängiges "(4 + 1) x (3)" und ein achtzehngängiges "(4 + 1) x (4)" kombiniertes Getriebe vom Range/Splittertyp.
Ein anderes Beispiel ist das Getriebemodell "Eco- Splitt", vertrieben von der Zahnradfabrik Friedrichshafen Aktiengesellschaft aus Friedrichshafen, Bundesrepublik Deutschland, das eine gesondere Splitterhilfsgruppe vor und eine separate Rangehilfsgruppe hinter der Hauptgetriebegruppe aufweist.
Es sollte angemerkt werden, daß die Begriffe Hauptund Hilfsgruppe relativ sind und daß der Typ der Hilfsgruppe (entweder Range- oder Splitter) ebenfalls umgekehrt ist, wenn die Bezeichnungen der Hauptgruppe und der Hilfsgruppe umgekehrt werden. Mit anderen Worten würde, ausgegangen von dem, was üblicherweise als eine viergängige Hauptgruppe mit einer zweigängigen Hilfsgruppe vom Rangetyp angesehen wird, wenn die normalerweise als Hilfsgruppe bezeichnete Gruppe als die Hauptgruppe angesehen wird, die normalerweise als Hauptgruppe bezeichnete Gruppe als viergängige Hilfsgruppe vom Splittertyp für diese angesehen. Zufolge einer in der Getriebeindustrie allgemein akzeptierten Konvention und wie in dieser Beschreibung der Erfindung begrifflich verwendet, ist die Getriebehauptgruppe eines Verbundgetriebes die Gruppe, die die größte (oder wenigstens keine geringere) Anzahl von Vorwärtsgängen aufweist, die die Auswahl einer Leerlaufstellung ermöglicht, die den Rückwärtsgang (die Rückwärtsgänge) enthält und/oder die (bei manuellen oder halbautomatischen Getrieben) durch Betätigung einer Schaltstange oder Schaltschiene oder einer Schaltwellen/Schaltfingeranordnung geschaltet wird, im Gegensatz zu Master/Slave-Ventil/Zylinderanordnungen oder ähnlichem.
Bei Verbundgetrieben der Range- oder der kombinierten Range/Splitter- oder vom Splitter/Range-Bauart wird die Hauptgetriebegruppe typischerweise durch eine Schaltstangengehäuseanordnung oder eine Anordnung mit einzelner Schaltwelle geschaltet, die durch einen manuell betätigten Schalthebel oder ähnliches gesteuert werden, und die Hilfsrangegruppe wird bei Getrieben der Schaltungsart "mehrfach-H" mittels eines üblicherweise manuell betätigten Knopfes oder Schalters geschaltet, der eine fernliegende Slave-Ventil/Aktuatoreinrichtung steuert. Bei Steuerungen vom "Doppel-H"-Typ oder vom "Anderthalb-H"-Typ wird die Bereichsgruppe durch Schalter geschaltet, die von der Positionierung des Schalthebels gesteuert sind. Steuerungen vom Doppel-H-Typ sind aus dem Stand der Technik bekannt, wie aus den US-Patenten Nr. 4.632.725 und 4.275.612 ersichtlich ist.
Weil die Rangegruppe häufig synchronisierte Klauenkupplungen aufweist, war es, um eine akzeptable Schaltungsqualität zu erbringen und vorzeitige Abnutzung und/oder Beschädigung der synchronisierten Klauenkupplungen der Rangegruppe zu verhindern, eine Aufgabe des Standes der Technik, Einrichtungen vorzusehen, die sicherstellen, daß ein Schalten der Rangegruppe, während die Hauptgetriebegruppe im Leerlauf steht, eingeleitet und möglichst beendet wird.
Im Hinblick auf das Obige weisen dem Stand der Technik gemäße Verbundgetriebe vom Rangetyp üblicherweise ein Steuersystem auf, üblicherweise ein pneumatisches Steuersystem, das Verriegelungseinrichtungen enthält, die es ermöglichen, daß ein Schalten der Rangegruppe durch Benutzung eines Auswahlknopfes oder Schalters an einem Hauptsteuerventil vorausgewählt, jedoch nicht eingeleitet wird, bis die Hauptgetriebegruppe in den oder wenigstens auf den Leerlaufzustand zu geschaltet ist. Solche Systeme nutzen typischerweise Verriegelungseinrichtungen mechanischer Bauart an der mechanischen Verbindung des Rangegruppenaktuators, die eine Bewegung der Schaltgabel der Rangegruppe Physisch verhindern, bis die Hauptgruppe in den Leerlauf geschaltet ist, oder der Bauart, bei der das (häufig als "Slave-Ventil" bezeichnete) Ventil, das Druckluft zu den Kolben der Rangegruppe liefert, entweder gesperrt oder solange nicht mit Druckmittel beliefert ist, bis ein Schalten in den Leerlauf der Hauptgruppe festgestellt wird, oder nur aktiviert und mit Druckmittel versorgt wird, während die Hauptgruppe in den Leerlauf geschaltet wird und in diesem verbleibt. Beispiele solcher Getriebe und Steuersysteme für diese sind aus den US- Patenten Nr. 2.654.268, 3.138.965 und 4.060.005 ersichtlich. Getriebe mit Steuerventilen für die Rangegruppe (Versorgung und/oder Auslaß), die geenseitig verriegelt sind, bis ein Schalten der Hauptgruppe in den Leerlauf erfolgt, sind aus den US-Patenten Nr. 3.229.551; 4.450.869; 4.793.378 und 4.974.474 ersichtlich.
Während die dem Stand der Technik gemäßen Systeme einen beträchtlichen Schutz für die Synchronisiereinrichtungen der Rangegruppe erbringen, indem ein Einleiten eines Rangeschaltens verhindert wird, bis die Hauptgruppe in den Leerlauf geschaltet ist, sind sie insofern nicht gänzlich befriedigend, als sie, während sie sicherstellen, daß ein Schalten der Rangegruppe nicht eingeleitet wird, bis die Hauptgruppe im Leerlauf befindlich ist, den Zustand nicht verhindern, bei dem das Schalten der Hauptgruppe schneller ist als das Schalten der Rangegruppe (d.h. das Hauptgruppenschalten "schlägt" das Rangegruppenschalten). Wie es bekannt ist, wird unter bestimmten Bedingungen, wenn die synchronisierte Rangekupplung versucht einzukuppeln, während die Hauptgruppe eingekuppelt ist, ein Teil des Motordrehmomentes ganz durch die im Eingriff befindlichen Reibflächen der Synchronisiereinrichtung auf die Antriebsräder des Fahrzeuges übertragen und die Reibglieder der Synchronisiereinrichtung können schnell beschädigt werden. Bei einer solchen Bedingung können die Range-Synchronisiereinrichtungen, insbesondere die Synchronisiereinrichtungen für die direkte oder hohe Rangestufe relativ schnell beschädigt oder zerstört werden. Wenn ein unbeabsichtigter Versuch gemacht wird, ein Schalten lediglich der Rangegruppe auszuführen, kann eine solche Beschädigung in ungefähr zwei (2,0) Sekunden erfolgen.
Getriebe mit mechanischen Verriegelungseinrichtungen, sowohl starrer als auch nachgiebiger Bauart, sind aus den US-Patenten Nr. 4.974.474, die den Oberbegriff des Anspruchs 1, 5, 20 oder 24 offenbart, 4.944.197 und 4.296.642 ersichtlich. Solche Einrichtungen verriegeln, während die Hauptgruppe nicht im Leerlauf steht, typischerweise die Rangekupplung in hoher oder niedriger Position, und/oder verriegeln die Hauptgruppe im Leerlauf, wenn die Rangekupplung nicht in deren hoher oder niedriger Position eingerückt ist. Während diese Systeme, wenn sie richtig arbeiten, Beschädigung der Range-Synchronisiereinrichtungen verhindern, die durch den Versuch verursacht werden, die Rangekupplung einzukuppeln, während die Hauptgruppe nicht im Leerlauf steht, sind sie insofern nicht gänzlich befriedigend, als (i) ein schnelles Schalten der Hauptgruppe dazu führen kann, daß die Hilfsgruppe in einer nicht gewünschten Gangstufe verriegelt wird, als (ii) die Hauptgruppe, wenn eine Rangekupplung an der Sperrvorrichtung hängt, nicht eingekuppelt werden kann, um die Kupplungen zu manipulieren, als (iii) nachgiebige Einrichtungen nicht richtig verriegeln oder hängen können, als (iv) beträchtliche Abnutzung und mechanische Spannung an der Verriegelungseinrichtung und/oder Schaltaktuatorgliedern verursacht werden kann und/oder (v) wobei mit Abnutzung Reibungsverriege lungen der Verriegelungseinrichtungen erfolgen können.

Zusammenfassung der Erfindung

Bei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die alternativ in den Ansprüchen 1, 5, 20 oder 24 beansprucht ist, sind die Nachteile des Standes der Technik minimiert oder überwunden, indem ein Steuersystem und -verfahren für den Hilfsgruppenaktuator vorgesehen worden ist, das die Synchronisiereinrichtungen der Hilfsgruppe schützt, wenn die Hauptgetriebegruppe vor dem Beenden eines versuchten Schaltvorganges der Hilfsgruppe eingerückt ist, und das es außerdem ermöglicht, daß der versuchte Schaltvorgang der Hilfsgruppe beendet wird, wenn die Klauenkupplungsglieder der im Eingriff befindlichen synchronisierten Kupplung eine im wesentlichen synchrone Drehung erzielen.
Das obige wird erreicht, indem ein Mittel vorgesehen wird, das feststellt, ob die Hauptgetriebegruppe im Leerlaufzustand oder im Nichtleerlaufzustand ist und das gesteuert ist, um zu veranlassen, daß die ausgewählte Rangekupplung mit einer ersten, relativ hohen Kraft beaufschlagt wird, wenn die Hauptgetriebegruppe im Leerlauf steht, und mit einer zweiten, relativ niedrigeren Kraft beaufschlagt wird, wenn die Hauptgetriebegruppe nicht im Leerlauf steht.
Die Erfindung ist insbesondere zum Steuern des Einrückens der synchronisierten Kupplung für die hohe oder direkte Rangestufe gut geeignet. Für die synchronisierte Hilfsgruppenkupplung, für die niedrige oder untersetzte Stufe ist üblicherweise kein Schutz erforderlich, weil bei dem Schalten in eine niedrige Hilfsgruppengangstufe das Drehmoment über die Reibflächen der Synchronisiereinrichtung insbesondere bei Synchronisiereinrichtungen vom Zapfentyp dazu tendiert, die gesperrte Synchronisiereinrichtung zu entblockieren, um ein schnelles Einrücken der Kupplung zu verursachen.
Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues und verbessertes Steuersystem für das Schalten der Hilfsgruppe (Range) für ein Verbundgetriebe der Bauart zu schaffen, bei der synchronisierte Klauenkupplungen in deren Hilfsgruppen verwendet sind.
Eine andere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Steuersystem/Verfahren für den Hilfsgruppenaktuator zu schaffen, um eine ausgewählte synchronisierte Kupplung der Hilfsgruppe (üblicherweise für die direkte oder hohe Rangestufe) mit einer relativ hohen Kraft im Eingriffssinne vorzuspannen, wenn der Hauptgetriebeabschnitt nicht eingerückt ist, oder mit einer relativ geringen Kraft im Einrückssinne vorzuspannen, wenn die Mauptgetriebegruppe eingerückt ist (Nichtleerlauf).
Diese und andere Aufgaben und Vorzüge der vorliegenden Erfindung werden durch das Lesen der detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Verbundgetriebes mit einer Hilfsgruppe vom Range-Typ, bei dem das erfindungsgemäße pneumatische Steuersystem verwendet ist.
Fig. 1A ist eine schematische Darstellung einer Schalteinrichtung des Getriebes nach Fig. 1.
Fig. 1B ist eine schematische Darstellung des Schaltmusters vom "Mehrfach-H"-Typ des Getriebes nach Fig. 1.
Fig. 1C ist eine schematische Darstellung des Schaltmusters "Doppel-H"-Typ des Getriebes nach Fig. 1.
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines Verbundgetriebes mit einer kombinierten Splitter/Range- Hilfsgruppe, bei der das erfindungsgemäße pneumatische Steuersystem besonders gut verwendbar ist.
Fig. 3 (A und B) ist eine ausschnittsweise Querschnittsdarstellung der Hilfsgruppe 102 des Getriebes 100.
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Schalteinrichtung der Bauart mit einer einzelnen Schaltwelle.
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung eines Druckluftsteuersystems, in dem die vorliegende Erfindung implementiert werden kann.
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung eines alternativen Druckluftsteuersystems
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung eines bevorzugten Druckluftsteuersystems zur Implementierung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 8 ist eine Querschnittsdarstellung der Ventilanordnung des in Fig. 7 veranschaulichten Druckluftsteuer- Systems.
Fig. 9 ist eine Querschnittsdarstellung der Ventilanordnung nach Fig. 8 in einer abweichenden Arbeitsstellung.
Fig. 10 ist eine Explosionsdarstellung der Ventilanordnung nach Fig. 8.
Fig. 11 ist eine schematische Darstellung einer alternativen Konfiguration des in Fig. 7 veranschaulichten Druckluftsteuersystems.
Fig. 12A bis 12B sind ausschnittsweise Schnittdarstellungen von alternativen Ventilanordnungskonfigurationen für das Druckluftsteuersystem nach Fig. 11.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

In der folgenden Beschreibung wird zur bequemeren Bezugnahme und ohne beschränkende Wirkung eine gewisse Terminologie verwendet. Die Begriffe "nach oben", "nach unten", "nach rechts" und "nach links" bezeichnen Richtungen in den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. Die Begriffe "nach vorn", "nach hinten" beziehen sich entsprechend auf das vordere und das hintere Ende des konventionell in einem Fahrzeug eingebauten Getriebes, die der linken und rechten Seite des in Fig. 1 dargestellten Getriebes entsprechen. Die Worte "nach innen" und "nach außen" beziehen sich auf Richtungen auf die geometrische Mitte der der Einrichtung und bezeichneter Teile derselben zu bzw. von dieser weg. Diese Terminologie umfaßt die oben spezifisch genannten Worte, Ableitungen von diesen sowie Begriffe ähnlicher Bedeutung.
Der Begriff "Verbundgetriebe" wird verwendet, um ein Geschwindigkeits- oder Gangwechselgetriebe mit einer mehrere Vorwärtsgänge aufweisenden Hauptgetriebegruppe und einer mehrere Gänge aufweisenden Hilfsgetriebegruppe zu bezeichnen, die hintereinandergeschaltet sind, wobei die ausgewählte Untersetzung der Hauptgetriebegruppe mit weiter ausgewählten Untersetzungsstufen der Hilfsgetriebegruppe kombiniert werden kann. "Synchronisierte Kupplungsanordnung" und Begriffe ähnlicher Bedeutung bezeichnen eine formschlüssige Kupplungsanordnung vom Klauenkupplungstyp, die verwendet wird, um ein ausgewähltes Zahnrad mittels einer formschlüssigen Kupplung an eine Welle drehfest zu kuppeln, wobei ein versuchtes Einrücken der Kupplung verhindert wird, bis die Kupplungshälften im wesentlichen synchron drehen, und bei der Reibungsmittel relativ großer Leistungsfähigkeit an den Kupplungshälften verwendet werden und ausreichend sind, um bei Einleiten eines Einkuppelns der Kupplung die Kupplungshälften und alle mit diesen drehenden Teile zu veranlassen, mit im wesentlichen synchroner Drehzahl zu drehen.
Die Begriffe "leerlauf" und "nicht eingekuppelt" werden austauschbar verwendet und beziehen sich auf einen Zustand der Hauptgetriebegruppe, bei dem kein Drehmoment von der Getriebeeingangswelle auf die Hauptwelle übertragen wird (bei Getrieben der in den Fig. 1 und 2 dargestellten allgemeinen Bauart). Die Begriffe "Nichtleerlauf" und "eingerückt" sind untereinander austauschbar verwendet und beziehen sich auf einen Zustand der Hauptgetriebegruppe, bei dem eine Hauptgruppengangstufe eingelegt ist und bei dem von der Getriebeeingangswelle Antriebsdrehmoment auf die Hauptwelle übertragen wird (bei Getrieben der in den Fig. 1 und 2 dargestellten allgemeinen Bauart).
Der Begriff "hoher" Gang bezieht sich auf die Gangstufe einer Getriebegruppe, bei der die Drehzahl der Ausgangswelle bei einer gegebenen Eingangswellendrehzahl die größte ist.
in den Fig. 1, 1A und 1B ist ein Verbundgetriebe 10 vom Rangetyp dargestellt. Das Verbundgetriebe 10 weist eine mehrgängige Hauptgetriebegruppe 12 auf, die mit einer Hilfsgruppe 14 vom Ragetyp hintereinandergeschaltet ist. Das Getriebe 10 ist von einem Gehäuse H aufgenommen und weist eine Eingangswelle 16 auf, die von einem Primärantrieb, wie einem Dieselmotor E, über eine wahlweise auskuppelbare, normalerweise eingekuppelte Reibungshauptkupplung C angetrieben wird, die eine mit der Motorkurbelwelle 20 verbundenen Eingangs- oder Antriebsabschnitt 18 und einen drehfest mit der Getriebeeingangswelle 16 verbundenen getriebenen Abschnitt 22 aufweist.
In der Hauptgetriebegruppe 12 trägt die Eingangswelle 16 ein Eingangszahnrad 24, das eine Gruppe im wesentlichen identischer Vorgelegewellenanordnungen 26 und 26A gleichzeitig mit im wesentlichen identischen Drehzahlen antreibt. Die beiden im wesentlichen identischen Vorgelegewellenanordnungen sind an sich diametral gegenüberliegenden Seiten der Hauptwelle 28 angeordnet, die im wesentlichen koaxial fluchtend zu der Eingangswelle 16 ausgerichtet ist. Jede der Vorgelegewellenanordnungen weist eine Vorgelegewelle 30 auf, die von Lagern 32, 34 des Gehäuses H abgestützt ist, von dem lediglich ein Abschnitt schematisch dargestellt ist. Jede der Vorgelegewellen ist mit einer identischen Gruppierung von Vorgelegewellenzahnrädern 38, 40, 42, 44, 46 und 48 versehen, die drehfest auf dieser sitzen. Eine Vielzahl Hauptwellenzahnräder 50, 52, 54, 56 und 58 sitzen auf der Hauptwelle 28 und sind zeitlich einander ausschließend drehfest mit der Mauptwelle 28 kuppelbar, indem Kupplungsmuffen 60, 62 und 64 verschoben werden, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Kupplungsmuffe 60 kann außerdem dazu verwendet werden, die Eingangswelle 24 mit der Hauptwelle zu koppeln, um eine direkte Antriebsbeziehung zwischen der Eingangswelle 16 und der Hauptwelle 28 zu schaffen.
Typischerweise werden die Kupplungsmuffen 60, 62 und 64 mittels Schaltgabeln 60A, 62A bzw. 64A axial positioniert, die der Schaltgehäuseanordnung 70 zugeordnet sind, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Kupplungsmuffen 60, 62 und 64 können bekannte doppelt wirkende Klauenkupplungen synchronisierter oder unsynchronisierter Bauart sein.
Das Hauptwellenzahnrad 58 ist der Rückwärtsgang und steht über konventionelle (nicht dargestellte) Zwischenräder in kontinuierlich kämmendem Eingriff mit den Vorgelegewellenzahnrädern 48. Es sollte außerdem angemerkt werden, daß während die Hauptgetriebegruppe 12 fünf auswählbare Vorwärtsgänge liefert, der niedrigste Vorwärtsgang, nämlich der, der durch das antriebsmäßige Verbinden des Hauptwellenzahnrades 56 mit der Hauptwelle 28 erhalten wird, häufig eine derart hohe Untersetzung aufweist, daß er als ein niedriger oder "Kriech"-Gang angesehen wird, der nur zum Anfahren des Fahrzeuges unter schweren Bedingungen verwendet und bei hohen Rangestufen des Getriebes üblicherweise nicht verwendet wird. Entsprechend wird, während die Hauptgetriebegruppe 12 fünf Vorwärtsgänge liefert, diese üblicherweise als eine "vier plus eins" oder "(4 + 1)"-Hauptgruppe bezeichnet, weil lediglich vier der Vorwärtsgänge mit der an diesem verwendeten Hilfsgetriebe-Rangegruppe 14 kombiniert werden.
Die Klauenkupplungen 60, 62 und 64 sind Kupplungen mit drei Stellungen, d.h. sie können, wie dargestellt, mittels eines Schalthebels 72 in eine mittige ausgekuppelte Position, in eine ganz rechte Eingriffsposition oder in eine ganz linke Eingriffsposition überführt werden. Wie es bekannt ist, ist zu einem gegebenen Zeitpunkt lediglich eine der Kupplungen 60, 62 und 64 einkuppelbar und ein Verriegelungsmittel (nicht dargestellt) der Hauptgetriebegruppe ist dazu vorgesehen, die anderen Kupplungen in der jeweiligen Leerlaufposition zu verriegeln.
Die Hilfsgetriebe-Rangegruppe 14 enthält zwei im wesentlichen identische Hilfs-Vorgelegewellenanordnungen 74 und 74A, deren jede eine Vorgelegewelle 76 aufweist, die von Lagern 78 und 80 in dem Gehäuse H abgestützt ist und die zwei Hilfsgruppen-Vorgelegewellenzahnräder 82 und 84 drehfest trägt. Die Hilfsgetriebe-Vorgelegewellenzahnräder 82 stehen in ständigem kämmenden Eingriff mit einem drehfest auf der Hauptwelle 28 sitzenden Range/Ausgangszahnrad 86 und stützen dieses, während die Vorgelegewellenzahnräder 84 der Hilfsgruppe in ständigem kämmenden Eingriff mit einem Ausgangszahnrad 88 stehen, das drehbar auf der Getriebeausgangswelle 90 sitzt.
Eine synchronisierte Klauenkupplungsanordnung 92 mit zwei Positionen, die mittels einer Schaltgabel 94 und einer Aktuatoranordnung 96 für das Schalten der Rangegruppe axial positioniert ist, ist zum Kuppeln entweder des Zahnrades 88 mit der Ausgangswelle 90 zum Betrieb in einer niedrigen Rangestufe oder zum Kuppeln des Zahnrades 86 mit der Ausgangswelle 90 vorgesehen, um einen direkten Betrieb oder Betrieb in einer hohen Rangestufe des Verbundgetriebes 10 zu erhalten. Das Schaltmuster vom "Mehrfach-H"-Typ des Verbundgetriebes 10 vom Rangetyp ist in Fig. 1B schematisch dargestellt. Die Auswahl und/oder Vorauswahl des Betriebes des Getriebes 10 in der niedrigen oder der hohen Rangestufe erfolgt über einen vom Fahrer betätigten Schalter oder Knopf 98, der üblicherweise an dem Schalthebel 72 angeordnet ist.
Obwohl die Hilfsgruppe 14 vom Rangetyp als ein zweigängiger Getriebeabschnitt mit schräg- oder schraubenverzahnten Zahnrädern dargestellt ist, versteht es sich, daß die vorliegende Erfindung auf Getriebe vom Rangetyp anwendbar ist, die Hilfsgruppen vom kombinierten Splitter/Rangetyp aufweisen, die drei oder mehr auswählbare Rangestufen und/oder Planetengetriebe aufweisen. Außerdem können, wie oben dargestellt, eine oder mehrere der Kupplungen 60, 62 oder 64 synchronisierte Klauenkupplungen sein und die Getriebegruppen 12 oder 14 können in der Bauart mit der einzelnen Vorgelegewelle ausgeführt sein.
Die Hauptgetriebegruppe 12 wird durch axiale Verschiebung wenigstens einer Schaltstange oder Schaltwelle gesteuert, die in dem Schaltstangengehäuse 70 enthalten und durch Betätigung des Schalthebels 72 gesteuert ist. Wie es bekannt ist, kann der Schalthebel 72 direkt an dem Getriebe oder entfernt von diesem montiert sein. Einrichtungen dieser Bauart sind aus dem Stand der Technik bekannt und aus dem US-Patent Nr. 4.621.537 ersichtlich. Die Rangegruppe wird durch die Betätigung des Knopfes 98 oder eines Lagenschalters 98A im Falle einer Steuerung vom "Doppel-H"-Typ gesteuert, wie es beides aus dem Stand der Technik bekannt ist. Das Schaltstangengehäuse 70 kann ebenfalls von der üblichen Bauart mit mehreren Schaltstangen sein, die in dem Stand der Technik bekannt und aus den US-Patenten Nr. 4.782.719; 4.722.237 und 4.614.126 ersichtlich ist.
Das erfindungsgemäße Steuersystem ist bei Verbundgetrieben mit Rangegruppen, kombinierten Range/Splittergruppen oder Splitter/Rangegruppen gleichermaßen verwendbar.
Es wird auf Fig. 2 Bezug genommen, in der ein mechanisches Gangwechselverbundgetriebe 100 ein Getriebe mit achtzehn Vorwärtsgängen ist und eine Hauptgetriebegruppe 12A aufweist, die zu der oben mit Bezug auf das Getriebe 10 nach dem STand der Technik bechriebene Hauptgetriebegruppe 12 identisch oder im wesentlichen identisch ist. Die Hauptgetriebegruppe 12A des Getriebes 100 weicht von der Hauptgetriebegruppe 12 des Getriebes 10 lediglich dahingehend ab, daß die Hauptwelle 28a etwas weiter in die Hilfsgetriebegruppe 102 hineinragt als die Hauptwelle 28 in die Hilfsgetrieberuppe 14 ragt. Im Hinblick auf den im wesentlichen identischen Aufbau der Hauptgetriebegruppen 12 und 12A wird die Hauptgetriebegruppe 12A nicht nochmals detalliert beschrieben.
Die Hilfsgetriebegruppe 102 enthält zwei im wesentlichen identische Hilfsgruppen-Vorgelegewellenanordnungen 104 und 104A, die jeweils eine Hilfsvorgelegewelle 106 aufweisen, die von in dem Gehäuse H vorgesehenen Lagern 108 und 110 gelagert sind und jeweils drei drehfest auf diesen sitzende Vorgelegewellenzahnräder 112, 114 und 116 der Hilfsgruppe tragen. Die Hilfsgruppen-Vorgelegewellenzahnräder 112 stehen in ständigem kämmenden Eingriff mit einem Splitterzahnrad 118 der Hilfsgruppe, das drehbar auf der Hauptwelle 28A sitzt, und tragen dieses. Die Hilfsgruppen-Vorgelegewellenzahnräder 114 stehen in ständigem kämmenden Eingriff mit einem Splitter/Rangezahnrad 120 der Hilfsgruppe, das drehbar auf der Ausgangswelle 122 an dem Ende derselben sitzt, das dem koaxialen Ende der Hauptwelle 28A benachbart ist, und tragen dieses. Die Vorgelegewellenzahnräder 116 der Hilfsgruppe stehen in ständigem kämmenden Eingriff mit einem Rangezahnrad 124 der Hilfsgruppe, das drehbar auf der Ausgangswelle 122 sitzt, und stützen dieses. Entsprechend bilden die Vorgelegewellenzahnräder 112 der Hilfsgruppe und das Splitterzahnrad 118 der Hilfsgruppe eine erste Gangebene oder -gruppe, die Vorgelegewellenzahnräder 114 der Hilfsgruppe und das Splitter/-Rangezahnrad 120 der Hilfsgruppe bilden eine zweite Gangebene und die Vorgelegewellenzahnräder 116 der Hilfsgruppe und das Rangezahnrad 124 der Hilfsgruppe bilden eine dritte Ebene oder Ganggruppe der Hilfsgetriebegruppe 102 vom kombinierten Splitter- und Rangetyp.
Eine in zwei Positionen verschiebbare Klauenkupplungsmuffe 126 wird verwendet, um wahlweise entweder das Splitterzahnrad 118 oder das Splitter/Rangezahnrad 120 mit der Hauptwelle 28A zu koppeln, während eine synchronisierte, zei Positionen aufweisende Einrichtung 128A dazu verwendet wird, das Splitter/Rangezahnrad 120 oder das Pangezahnrad 124 mit der Ausgangswelle 122 zu koppeln. Der Aufbau und die Funktion der doppelt wirkenden verschiebbaren Klauenkupplungsmuffe 126 ist im wesentlichen gleich dem Aufbau und der Funktion der verschiebbaren Kupplungsmuffen 60, 62 und 64, die in Verbindung mit dem Getriebe 10 verwendet worden sind, während der Aufbau und die Funktion der doppelt wirkenden synchronisierten Kupplungsanordnung 128 im wesentlichen gleich dem Aufbau und der Funktion der synchronisierten Kupplungsanordnung 92 ist, die in Verbindung mit dem Getriebe 10 verwendet worden ist. Synchronisierte Kupplungsanordnungen, wie die Anordnungen 92 und 128, sind aus dem Stand der Technik bekannt und Beispiele für diese sind aus den US-Patentschriften Nr. 4.462.489; 4.125.179 und 2.667.955 entnehmbar.
Solche Kupplungen enthalten typischerweise ein Paar axial in Eingriff bringbarer Klauenkupplungsglieder, eine Sensor/Blockereinrichtung zum Erfassen nichtsynchroner Drehung der Klauenkupplungsglieder und zum Sperren des axialen Einkuppelns derselben sowie ein Paar häufig konischer Reibflächen, die in Eingriffsrichtung vorgespannt werden, um die Klauenkupplungsglieder reibungsmäßig zu verbinden und eine im wesentlichen synchrone Drehung derselben herbeizuführen. Beim versuchten Einkuppeln solcher Anordnungen nimmt die Kupplung, wenn ein im wesentlichen nicht synchroner Zustand angenommen wird, eine Sperrstellung ein, bei der die Blockereinrichtung ein axiales Einrücken der Klauenkupplungsglieder verhindert und die Reibflächen kräftebelastet in Eingriff stehen. Wenn die Kupplungsanordnung bei hoher axialer Kupplungskraft in der Sperrstellung bleibt, während das Hauptgetriebe für eine längere Zeitspanne eingekuppelt ist, kann die übermäßige Drehmomentbelastung die Reibflächen beschädigen und/oder zerstören.
Der detaillierte Aufbau der bevorzugten Ausführungsform der Hilfsgruppe 102 ist in den Fig. 3A und 3B dargestellt, wobei ersichtlich ist, daß das hintere Ende der in die Hilfsgetriebegruppe 102 ragenden Hauptwelle 28A mit einer externen Profilverzahnung 130 versehen ist, die zu einer inneren Profilverzahnung 132 paßt, die an der Kupplungsmuffe 126 zum drehfesten Kuppeln der Kupplungsmuffe 126 mit der Hauptwelle 28A vorgesehen ist, während eine axiale Bewegung zwischen ihnen ermöglicht wird. Die Kupplungsmuffe 126 ist mit Kupplungszähnen 134 und 136 zum wahlweisen axialen Kuppeln mit Kupplungszähnen 138 und 140 versehen, die an den Zahnrädern 118 bzw. 120 vorgesehen sind. Die Kupplungsmuffe 126 ist außerdem mit einer Nut 141 zur Aufnahme einer Schaltgabel 142 versehen.
Das Zahnrad 118 sitzt drehbar auf der Hauptwelle 28A und ist normalerweise lose, um sich in Bezug auf diese drehen zu können, sowie in Bezug auf die Hauptwelle 28A durch Begrenzer 144 axial gehalten. Die Kupplungszähne 136 und 138 weisen Kegelflächen 146 und 148 auf, die um ungefähr 35º in Bezug auf die Achse der Hauptwelle 28A geneigt sind, was eine vorteilhafte Wechselwirkung erbringt, die dazu neigt, dem unsynchronen Einkuppeln entgegenzuwirken, und die außerdem dazu neigt eine synchrone Drehung herbeizuführen, wie detaillierter in dem US-Patent Nr. 3.265.173 beschrieben ist. Die Kupplungszähne 136 und 140 sind mit ähnlichen komplementären Kegelflächen versehen.
Das Splitter/Rangezahnrad 120 ist an dem inneren Ende 150 der Ausgangswelle 122 mittels eines Paares Kegelrollenlager drehbar abgestützt, während das Rangezahnrad 124 drehbar auf der Ausgangswelle 122 sitzt und axial an diesem mittels Anlaufscheiben gehalten ist. Axial zwischen den Zahnrädern 120 und 124 positioniert und mittels der äußeren und inneren Profilverzahnung drehfest an der Ausgangswelle 122 befestigt, ist eine doppelt wirkende synchronisierte Kupplungsanordnung 128 mit zwei Positionen angeordnet. Viele der bekannten synchronisierten formschlüssigen Kupplungsanordnungen sind zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Hilfsgetriebegruppe geeignet. Die dargestellte synchronisierte Kupplungsanordnung 128 ist von der Zapfenbauart (pin type), die in dem oben genannten US-Patent Nr. 4.462.489 beschrieben ist. Kurz gesagt, weist die synchronisierte Kupplungsanordnung 128 ein verschiebbares Klauenkupplungsglied 162 auf, das durch eine Schaltgabel 164 axial positioniert wird und Kupplungszähne 166 bzw. 168 zum axialen Kuppeln mit von den Zahnrädern 120 bzw. 124 getragenen Kupplungszähnen 170 bzw. 172 aufweist. An den Zahnrädern 120 und 124 sind konische Reibflächen 174 bzw. 176 zum reibungsmäßigen synchronisierenden Kuppeln mit passenden konischen Reibflächen 178 bzw. 180 ausgebildet, die von Reibringen 182 bzw. 184 der synchronisierten Kupplungsanordnung getragen werden. Sperrzapfen 186 und 188 sind mit den Reibringen 184 bzw. 182 drehfest verbunden und wirken mit Sperröffnungen 190 zusammen, die von dem gleitenden Glied 162 getragen sind, um die Blockierfunktion zu erbringen, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Synchronisieranordnung 128 kann außerdem eine Vielzahl von (nicht dargestellten) Federzapfen aufweisen, um zu Beginn eines Einkuppelvorganges ein beginnendes Greifen der konischen Reibflächen zu erhalten.
Die Ausgangswelle 122 ist von Lagern 192 in dem Gehäuse H gelagert und ragt aus diesemzur Befestigung eines Jochgliedes Y oder ähnlichem, was typischerweise einem Teil eines Kardangelenks zum Antreiben eineer Kardanwelle zu einem Differential oder ähnlichem bildet. Die Ausgangswelle 122 kann außerdem ein Tachometerzahnrad 194 und/oder verschiedene Dichtungselemente (nicht dargestellt) tragen.
Wie mit Bezug auf die Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, können durch wahlweises axiales Positionieren sowohl der Splitterkupplung 126 als auch der Rangekupplung 128 in deren jeweilige axiale vordere und hintere Position vier unterschiedliche Verhältnisse zwischen der Drehung der Hauptwelle und der Drehung der Ausgangswelle erhalten werden. Entsprechend ist die Hilfsgetriebegruppe 102 eine 3-Ebenenhilfsgruppe vom kombinierten Range- und Splittertyp, die vier auswählbare Gänge oder Gangstufen zwischen ihrem Eingang (Vorgelegewelle 28A) und Ausgang (Ausgangswelle 122) erbringt. Getriebe dieser Bauart sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden von dem Anmelder, der Eaton Corporation, unter den Handelsnamen "Super 10" und "Super 18" verkauft und sind detaillierter aus dem US- Patent Nr. 4.754.665 ersichtlich.
Das Schaltmuster des Getriebes 100 ist in Fig. 2A schematisch dargestellt, wobei der Pfeil "S" einen Splitterschaltvorgang und der Pfeil "R" einen Rangeschaltvorgang kennzeichnet.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Schalteinrichtung 200 vom Einzel- Schaltwelltyp der Bauart nach Fig. 4 verwendet. Einrichtungen dieser Bauart sind aus dem Stand der Technik bekannt und den US-Patenten Nr. 4.920.815 und 4.621.537 entnehmbar.
Kurz gesagt, wirkt der Schalthebel 98 mit einem Kuppelglied 202 zusammen, um eine drehende oder axiale Bewegung einer Welle 204 in Bezug auf das Getriebegehäuse herbeizuführen. Eine Drehbewegung veranlaßt Schlüssel, wie beispielsweise einen Schlüssel 206 und andere nicht sichtbare Schlüssel mit Anlageflächen oder Schlitzen zusammenzuwirken, die in den Naben der Schaltgabeln 60A, 62A und 64A vorgesehen sind, um zwei der Schaltgabeln in Bezug auf das Gehäuse axial zu fixieren und die andere Schaltgabel mit der Welle 204 axial zu verbinden. Die axiale Bewegung der Welle 204 und der axial mit dieser verbundenen ausgewählten Schaltgabel ergeben das Ein- und Auskuppeln der diesen zugeordneten Klauenkupplungen.
Entsprechend kann durch Überwachen der axialen Position eines ausgewählten Abschnittes der Schaltwelle 204, wie beispielsweise einer oder mehreren Leerlaufrastnuten 210 der Zustand der Hauptgetriebegruppe 12 des Getriebes 10, ob sie im Leerlauf oder nicht im Leerlaufzustand ist, erfaßt werden.
Die vorliegende Erfindung ist außerdem auf Verbundgetriebe anwendbar, die mit den bekannten Schaltstangengehäusen der Bauart mit mehreren zueinander parallelen Schaltstangen versehen sind, wie aus den US-Patenten Nr. 4.445.393; 4.275.612; 4.584.895 und 4.722.237 ersichtlich ist. Solche Einrichtungen enthalten typischerweise eine sich rechtwinklig zu den Schaltstangen erstreckende Einrichtung (häufig verbunden mit einer Schaltstangenverriegelungseinrichtung), die eine erste Position einnimmt, wenn alle Schaltstangen in einer axial mittigen Leerlaufposition stehen, und die eine zweite Stellung einnimmt, wenn eine der Schaltstangen aus ihrer axial mittigen Leerlaufposition heraus verschoben ist.
Die vorliegende Erfindung ist außerdem auf Verbundgetriebe anwendbar, bei denen andere mechanische, elektrische, elektromagnetische oder andere Arten von Sensoren verwendet sind, um Zustände zu erfassen, die für den Leerlauf der Hauptgetriebegruppe (nicht eingerückt) oder den Nicht-Leerlauf (eingerückt) kennzeichnend sind.
Obwohl die Hilfsgetriebegruppen typischerweise mit der Hauptgetriebegruppe verbunden sind, ist der Begriff "Hilfsgetriebegruppe", wie er hier verwendet ist, ebenfalls auf getrennte Antriebsstrangeinrichtungen, wie mehrgängige Achsen, mehrgängige Verteilergetriebe und ähnliches anwendbar.
Während die vorliegende Erfindung gleichermaßen auf das in Fig. 1 dargestellte Getriebe 10 und das in den Fig. 2 und 3 dargestellte Getriebe 100 als auch auf andere Verbundgetriebe mit synchronisierten Klauenkupplungsanordnungen in der Hilfsgruppe anwendbar ist, wird die vorliegende Erfindung zum Zwecke der Vereinfachung und der Erleichterung des Verständnisses in erster Linie als bei dem in den Fig. 1, 1A, 1B und 1C dargestellten Verbundgetrieben vom Range-Typ verwendet, dargestellt.
Bei Annahme einer Schaltungssteuerung des in Fig. 1B dargestellten Typs, d.h. bei einer Steuerung vom "Mehrfach-H"-Typ beinhaltet ein Verbundschaltvorgang vom vierten in den fünften Gang ein Ausrücken der Klauenkupplung 60 des Eingangszahnrades 24 des vierten/achten Ganges, danach das Ausrücken der Kupplung 92 des Rangezahnrades 86 für die niedrige oder untersetzte Rangestufe und das Kuppeln der Kupplung 92 mit dem Zahnrad 88 für die hohe oder direkte Rangestufe sowie dann das Kuppeln der Klauenkupplung 62 mit dem Hauptgruppenzahnrad 54 für den ersten/fünfen Gang. Um dies auszuführen, muß der Fahrzeugführer "HI" mit dem Rangeauswahlknopf 98 vorwählen, von der 4/8- Position zu N und dann mit dem Schalthebel 72 in die 1/5- Position schalten. Bei Getrieben vom Rangetyp nach dem Stand der Technik, wie beispielsweise bei dem 9- gängigen RT/RTO 11609 "Roadranger"-Getriebe, das von der Eaton Corporation hergestellt und verkauft wird, ist ein Zwei-Positions-Slaveventil mit einer ersten Position zum Veranlassen der Auswahl der "HI"-Rangestufe und mit einer zweiten Position zur Auswahl der "LO"-Rangestufe in einer seiner beiden Positionen über einen Stößel oder ähnliches verriegelt, sobald die Mauptgetriebegruppe 10 nicht im Leerlauf steht. Beispiele solcher Ventile und Verriegelungseinrichtungen sind aus den oben genannten US-Patenten Nr. 3.229.551; 4.450.869; 4.793.378 und 4.974.474 ersichtlich.
Während diese Einrichtungen die Synchronisiereinrichtungen der Rangegruppe durch Verhindern des Einleitens eines Rangeschaltens, bis die Hauptgruppe in den Leerlauf geschaltet hat, unter den meisten Bedingungen schützen, kann das Schalten der Hauptgruppe unter bestimmten Bedingungen vor dem Rangeschalten beendet sein, was die Synchronisiereinrichtung der Rangegruppe gefährdet. Dies ist ein beträchtlich größeres Problem für Range-Hochschaltvorgänge (4. zu 5.) als für Range-Zurückschaltvorgänge (5. zu 4.), weil das Drehmoment über die Reibkonusflächen der Synchronisiereinrichtung (174/178 in Fig. 3A) beim Einkuppeln des Zahnrades 88 für die direkte Rangestufe dazu neigt die Tendenz für das Hängenbleiben der Synchronisiereinrichtung an den Synchronisier-Sperreinrichtungen zu erhöhen, während das Drehmoment über die Reibkonusflächen (176/180 in Fig. 3B) beim Einkuppeln des Zahnrades 86 für die untersetzte Rangestufe dazu tendiert, die Synchronisiereinrichtung in den nicht blockierten Zustand zu ziehen. Allgemein wird bei Getrieben der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Bauart das Überhitzen der Synchronisiereinrichtung der Rangegruppe nicht als ein bei Zurückschaltvorgängen der Rangegruppe signifikantes Problem angesehen.
Mit Bezug auf das Getriebe nach Fig. 1 kann ein anderes ernsthaftes Problem eintreten, wenn ein Fahrer im vierten Gang beschließt hochzuschalten, ein Range-Hochschalten vorwählt und dann den Schalthebel in die Leerlaufposition oder auf diese zu bewegt. Wenn der Fahrer seine Absicht schnell ändert und den Schalthebel zurück in die 4/8-Position bewegt, ohne die Rangeauswahl zu wechseln, versucht die Rangekupplung ein reines 4-8-Range- Hochschalten durchzuführen und die große Drehzahldifferenz der Reibkonusflächen der Synchronisiereinrichtung kann eine schnelle Beschädigung derselben ergeben. In solchen Situationen kann eine Synchronisiereinrichtung in zwei Sekunden schwer beschädigt oder zerstört werden.
Ähnlich haben unbeabsichtigt versuchte überspringende Verbund-Hochschaltvorgänge vergleichbare Resultate. Wenn bei einem anderen Beispiel ein Fahrer unbeabsichtigt ein Rang-Hochschalten vorwählt oder eine solche Vorwahl vergißt und dann ein 4-3-Zurückschalten versucht, ist das tatsächliche Ergebnis ein versuchtes 4-7 Hochschalten mit großer Drehzahldifferenz an den Reibflächen der Synchronisiereinrichtung.
Das der vorliegenden Erfindung gemäße Steuersystem/Verfahren für die Hilfsgruppe überwindet die Nachteile des Standes der Technik durch Verminderung der durch die Schaltgabel 94 zum Einkuppeln des Rangezahnrades 86 für die hohe Rangestufe ausgeübten Kraft auf ein relativ niedriges Niveau, wenn ein Nichtleerlaufzustand der Hauptgruppe festgestellt wird. Die relativ geringe Kraft ist so ausgewählt, daß sie ausreichend ist, um die synchronisierte Kupplung zu veranlassen einzurücken, wenn synchrone Zustände erreicht werden, die jedoch gering genug ist, um sicherzustellen, daß die Gefahr eines Überhitzens der Synchronisiereinrichtung minimiert oder ausgeschaltet ist.
Während die vorliegende Erfindung insbesondere zur Steuerung des Einkuppelns einer synchronisierten Range- Kupplung, insbesondere für die Kupplung der hohen oder direkten Rangestufe eines Verbundgetriebes geeignet ist, ist es nicht beabsichtigt, auf eine solche Verwendung beschränkt zu sein und sie könnte beim Steuern des Einkuppelns synchronisierter Splitterkupplungen oder ähnlichem verwendbar sein.
Zu Vereinfachungszwecken wird die Erfindung in Verbindung mit ihrer erwarteterweise vorteilhaftesten Verwendung beschrieben, bei der sie nämlich die Kraft steuert, die zum Einkuppeln auf die synchronisierte Rangekupplung für den direkten oder hohen Gang (Kupplungszähne 166 und 170 in Fig. 3A) eines Range- (10), Range/ Splitter- oder Splitter/Range- (100) Verbundgetriebes ausgeübt wird.
Während die typische zum Einkuppeln einer Rangekupplung aufgewendete Kraft eine Funktion des effektiven Fluiddruckes (üblicherweise Pneumatik) ist, mit dem eine wirksame Kolbenfläche beaufschlagt wird, kann die Einkuppelkraft außerdem durch elektromechanische Mittel aufgebracht werden, wie elektromotorgetriebene Kugelumlaufspindeln oder ähnliches, elektromagnetische Mittel, wie einrichtungen der Magnetspulenbauart oder andere Kraftbeaufschlagungsmittel. Bei Antriebssystemen mit Fluiddruck ist die Antriebskraft, mit der die Rangekupplung beaufschlagt ist, durch Variieren des wirksamen Fluiddruckes und/oder der wirksamen Kolbenfläche variabel. Bei elektromagnetischen und elektromechanischen Systemen kann die Kraft durch Verändern des elektrischen Stromes der Spannung oder ähnlichem variiert werden.
Während nicht beabsichtigt ist, die vorliegende Erfindung darauf zu beschränken, wird die vorliegende Erfindung in ihrer bevorzugten Ausführungsform eines pneumatischen Betätigungssystems beschrieben.
Bei Rangekupplungsaktuatoren nach dem Stand der Technik beliefert das Rangeventil, angenommen ein Rangeschaltvorgang ist ausgewählt/vorausgewählt worden, die Hauptgetriebegruppe ist in den Leerlauf geschaltet worden und die Rangeventilverriegelungseinrichtung ist freigegeben, die ausgewählte Kammer der Zylinder/Kolbenanordnung zur Betätigung der Rangekupplung mit einem Druck (üblicherweise geregelt auf ungefähr 4,2 bis 5,6 kg/cm², d.h. 60 psi bis 80 psi), der ausreicht, um eine Kraft von ungefähr 136 kg bis 182 kg (d.h. 300 bis 400 Pfund) auszuüben, um die ausgewählte Kupplung schnell einzukuppeln und/oder in die gesperrte Position zu überführen sowie eine signifikante Synchronisierkraft auf die Synchronisierreibkonusse auszuüben, um schnell eine synchrone Drehung der Kupplungsglieder, ein Freigeben der Synchronisiereinrichtung und ein Bewegen der Kupplungsglieder durch die Sperreinrichtung und in formschlüssigen Eingriff zu bewirken. Wenn die Hauptgetriebegruppe im Leerlauf verbleibt oder bei einem Rangegruppenschaltvorgang in den niedrigen oder untersetzten Gang, ergibt die Kraft keine Beschädigung der Synchronisiereinrichtung und führt zu einem relativ schnellen Einkuppeln der Rangegruppe. Wenn jedoch die Hauptgruppe vor dem Beenden eines versuchten Hochschaltvorganges der Rangegruppe in den hohen oder direkten Rangegang eingekuppelt wird, kann ernste Beschädigung und/oder Zerstörung der Synronisiereinrichtung relativ schnell erfolgen, bei dem Versuch eines überspringenden Hochschaltens üblicherweise innerhalb von zwei (2,0) Sekunden.
Es ist herausgefunden worden, daß die synchronisierte Rangekupplung des direkten Ganges beim Erfassen von Zuständen, die für ein Schalten der Hauptgruppe in ihren Einrückzustand (d.h. Nichtleerlauf) vor der Beendigung eines versuchten Schaltvorganges der Rangegruppe in die hohe oder direkte Rangestufe kennzeichnend sind, wenn die auf die Rangekupplung für die direkte Stufe ausgeübte Kraft auf ein relativ niedriges zweites Niveau (ungefähr 18,2 bis 36,4 kg, d.h. 40 bis 80 Pfund) vermindert ist, bei im wesentlichen synchroner Drehung der Kupplungsglieder (Kupplungsmuffe 162 und Zahnrad 114 in Fig. 3A) immer noch einkuppelt, während die Synchronisiereinrichtungen nicht, wenigstens nicht in einer vorbestimmten Zeit (wie 20 bis 45 Sekunden), beschädigt oder zerstört werden.
Die zweite niedrigere Kraft ist für das normale Einkuppeln der synchronisierten Rangekupplungen nicht akzeptabel, weil keine ausreichende Kraft auf die Reibungskupplungen der Synchronisiereinrichtung ausgeübt wird und viele Rangeschaltvorgänge eine abzulehnende lange Zeit erfordern würden.
Während ein Druckregler für variablen Druck verwendet werden kann, um ein zweites Kraftniveau zur Beaufschlagung der Direktgang-Rangekupplung verwendet werden kann, wird bei den bevorzugten Ausführungsformen ein Verfahren mit Differentialkolben verwendet. Wie mit Bezug auf die Fig. 5, 6 und 7 ersichtlich ist, weist die Kolbenanordnung 220 des Aktuators der Rangekupplung einen Kolben 221 mit Differenzflächen auf, der einen ersten Flächenbereich 222 (ungefähr 25,6 cm² oder 3,96 Quadratzoll), die druckbeaufschlagt wird, um die Kupplung für die niedrige Rangestufe mit einem dritten Kraftniveau (p*a&sub2;&sub2;&sub2;) einzurücken, und einen zweiten größeren Flächenbereich 224 hat (ungefähr 30 cm² oder 4,65 Quadratzoll), der druckbeaufschlagt wird, um die Kupplung für die hohe Rangestufe mit dem ersten Kraftniveau einzukuppeln (p*a&sub2;&sub2;&sub4; ungefähr gleich 169 kg, d.h. 371 Pfund, so daß das dritte Kraftniveau ungefähr 85% des ersten beträgt). Druckbeaufschlagung beider Flächenbereiche ergibt, daß die Differentialfläche (der zweite Flächenbereich 224 minus den ersten Flächenbereich 222) mit geregeltem Druck (5,6 kg/cm² oder 80 psi) beaufschlagt wird und bewirkt, daß die Kupplung für die direkte Stufe mit einem relativ geringem zweiten Kraftniveau beaufschlagt wird (p*(a&sub2;&sub2;&sub4;-a&sub2;&sub2;&sub2;), was ungefähr 25 kg, d.h. 54 Pfund und ungefähr 15% des ersten Kraftniveaus entspricht).
Der Kolben 221 ist abgedichtet und gleitend verschiebbar in einem in zwei Kammern 222A und 224A unterteilten Zylinder aufgenommen. Der Kolben 221 weist eine Kolbenstange 226 auf, an der ein Schaltjoch 164 zum Verschieben der synchronisierten Kupplung 128 oder 92 in deren ausgewählte Positionen befestigt ist.
Um den Schutzeffekt für die Synchronisiereinrichtung zu erbringen, während die Kupplung für die direkte Rangestufe noch immer in ihrer Eingriffsrichtung belastet wird, wird bei der Erfindung (i) nur der zweite Flächenbereich 224 mit Druck beaufschlagt, wenn ein Range-Schalten in den direkten Gang ausgewählt ist und die Hauptgruppe im Leerlauf steht und (ii) sowohl der erste als auch der zweite Flächenbereich (222 und 224) werden druckbeaufschlagt, wenn ein Schaltvorgang der Rangegruppe in den direkten Gang ausgewählt und die Hauptgruppe in einem Gang eingekuppelt (d.h. nicht im Leerlauf) ist.
Das zweite Kraftniveau muß ausreichend sein, um ein Einkuppeln der Kupplung für die direkte Rangestufe zu verursachen, wenn synchrone oder im wesentlichen synchrone Drehung der Kupplungsglieder der Rangekupplung für den hohen Gang erreicht ist und es sollte vorzugsweise ausreichend sein, um die direkte Rangestufe im Eingriff zu halten (oder Mittel zum Halten eines eingelegten Ganges sollten vorgesehen sein). Die zweite Kraft sollte ausreichend klein sein, so daß die Konuskupplungen der Synchronisiereinrichtung oder ähnliches, wenn die Synchronisiereinrichtung in Blockierstellung im Eingriff ist, bei eingekuppelter Hauptgetriebegruppe, für eine vorbestimmte Zeitspanne, wie beispielsweise zwanzig (20) bis fünfundvierzig (45) Sekunden, keine nennenswerte Beschädigung erleiden.
Beispielsweise haben sich eine erste Kraft von ungefähr 136 bis 182 kg, d.h. ungefähr 300 bis 400 Pfund und eine zweite Kraft von ungefähr 18,2 bis 36,4 kg, d.h. 40 bis 80 Pfund als sehr zufriedenstellend herausgestellt.
Schematische Darstellungen von Druckluftsystemen zum Erzielen des obigen Effekts sind mit Bezug auf die Fig. 5, 6 und 7 ersichtlich, während eine Ventilanordnung, die zum Erzielen des Obigen besonders gut geeignet ist, aus den Fig. 8, 9 und 10 ersichtlich ist.
Wie vorstehend ausgeführt, kann der nicht eingekuppelte (Leerlauf)- und der eingekuppelte (Nicht-Leerlauf)- Zustand der Hauptgruppe (12) des Getriebes 10) durch Erfassen der axial nicht verschobenen oder verschobenen Position der Schaltwelle(n) 204 der Hauptgetriebegruppe festgestellt werden. Solche axiale Verschiebung einer Schaltwelle oder Schaltstange kann an der Welle oder Stange an sich, an einer Verlängerung derselben oder an einem Schaltkreuz oder ähnlichem erfaßt werden.
Einrichtungen, die entweder eine erste oder eine zweite vergleichsweise geringere Kraft auf Schaltgabeln ausüben, wie beispielsweise Einkuppeln mit einer größeren ersten und Auskuppeln mit einer zweiten kleineren Kraft, sind aus dem Stand der Technik bekannt, wie aus der US-PS Nr. 4.928.544 ersichtlich ist.
In Fig. 5 ist ein Druckluftsteuersystem 230 zum Schutz der Synchronisiereinrichtung beim Range-Schalten veranschaulicht. Das Range-Master-Ventil 232 ist an eine Quelle gefilterter und geregelter Druckluft von einem Filterregler 234 her angeschlossen. Bei Schwerlastfahrzeugen beträgt der geregelte Luftdruck üblicherweise 4,2 bis 5,6 kg/cm&sub2;, d.h. 60 bis 80 psi. Der Schalter oder Hebel 98 dient dazu, die Signalleitung für niedrigen Druck oder Pilotleitung 236 mit Druck zu beaufschlagen (niedrig/langsam) oder zu entlüften (hoch/schnell). Die Pilotleitung 236 für die niedrige Rangestufe stellt die Verbindung zu dem Range-Slave-Ventil 238 her, das ein durch eine Feder 240 auf die Stellung für die hohe Rangestufe zu (d.h. Kammer 224A ist druckbeaufschlagt und die Kammer 222A ist entlüftet) belastetes 4/2-Wegeventil ist, das von der Druckbeaufschlagung der Pilotleitung 236 gesteuert ist, um in die Stellung für die niedrige Rangestufe umzuschalten (d.h. Kammer 222A ist druckbeaufschlagt und Kammer 224A ist entlüftet).
Eine entweder in eine Gangeingriffsstellung oder in eine Leerlaufposition bewegbare Welle 242 ist mit einem Verriegelungsstößel 244 versehen, um eine beginnende Bewegung des Slave-Ventils 238 zu verhindern, bis die Hauptgruppe in eine Leerlaufstellung geschaltet ist. Alle oben beschriebenen Komponenten eines Steuersystems 230 werden bei Getrieben der Bauart nach dem Stand der Technik als verhältnismäßig standardmäßig angesehen.
Zusätzlich zu den obigen Komponenten ist ein 3/2- Wegeventil 246 zum Schutz der Rangegruppe vorgesehen. Das Rangegruppenschutzventil 246 steht über Leitung 248 dauernd mit der Druckluftquelle und mit dem Auslaßanschluß 250 des Slave-Ventils in Verbindung, der der Kammer 222A für die niedrige Rangestufe zugeordnet ist. Das Range- Schutzventil 246 enthält einen Stößel 252 zum Erfassen des Gangeingriffszustandes oder des Leerlaufszustandes der Hauptgruppe. Der Auslaßanschluß 253 des Ventils 246 ist mit der Kammer 222A für die niedrige Rangestufe der Kolbenanordnung 220 des Rangeaktuators verbunden.
Wenn die Hauptgruppe im Leerlauf steht, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, ist der Ausgangsanschluß 250 des Slave-Ventils 238 über das Rangeschutzventil 246 direkt mit der Kammer 222A verbunden. Wenn die Hauptgruppe eingekuppelt ist, verbindet das Rangeschutzventil 246 die Kammer 222A für die niedrige Rangestufe mit der Quelle, und zwar ungeachtet der Stellung des Slave-Ventils 238.
Entsprechend wird dann, wenn die Hauptgetriebegruppe irgendwann nach dem Einleiten eines Rangeschaltvorganges in einen eingekuppelten Zustand (Nichtleerlauf) geschaltet wird, die Kammer 222A für die niedrige Rangestufe druckbeaufschlagt, und zwar unabhängig von der Stellung des Slave-Ventiles 238. Dies ermöglicht die normale Beendigung eines Schaltvorganges in eine niedrige oder in eine hohe Rangestufe mit einer beträchtlich reduzierten zweiten Kraft.
Ein ähnliches Steuersystem 270 ist in Fig. 6 dargestellt. Das System 270 weicht von dem oben beschriebenen System 230 in erster Linie dahingehend ab, daß eine Welle 272, die mit einer Nut 210 der Einzelschaltwelle 204 zusammenwirkt, eine mechanische Betätigung des Rangeschutzventils 246 erbringt und außerdem anstelle einer mechanischen Einrichtung eine Druckluftverriegelungseinrichtung betätigt, nämlich das Verriegelungsventil 274. Kurz gesagt, verhindert das 2/2-Wege-Verriegelungsventil 274 die Druckbeaufschlagung oder Druckentlastung der Niedrig-Pilotleitung 236 an dem Slave-Ventil 238, bis die Hauptgetriebegruppe in den Leerlauf geschaltet ist.
Wie bei dem System 230 beaufschlagt das Rangeschutzventil 246 die Kammer 222A für die langesame Rangestufe mit Druck, wenn die Hauptgetriebegruppe eingekuppelt ist (nicht im Leerlauf ist), und zwar ungeachtet der Positionen der anderen Ventilglieder. Somit ist, wenn die niedrige Rangestufe ausgewählt und die Hauptgruppe in den Leerlauf geschaltet ist, die Kammer 224A der Kolbenanordnung 220 für die hohe Rangestufe entlüftet und die Kammer 222A mit niedrigem Druck wird dann, wenn ein Schalten der Hauptgruppe in deren eingekuppelte Stellung erfolgt, druckbeaufschlagt, um das Rangezurückschalten zu beenden.
Alternativ kann das Ventil 246 durch eine Feder 273 nach rechts vorgespannt sein und das System 270 funktioniert dann im wesentlichen identisch zu dem oben beschriebenen System 230.
Komponenten der Systeme 230, 270 und 300 (die weiter unten beschrieben werden) haben im wesentlichen gleichen Aufbau und gleiche Funktion und sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Das Druckluftsteuersystem 300 ist in Fig. 7 schematisch dargestellt. Das Steuersystem 300 enthält ein Masterventil 301, das dem oben beschriebenen Masterventil 232 ähnlich ist, sowie einen Wahlschalter 98 zum Auswählten der hohen (HI) oder der niedrigen (LO) Rangestufe. Das Masterventil 301 kann außerdem einen zweiten Wahlschalter 302 zum Auswählen entweder einer hohen oder einer niedrigen Splittergangstufe aufweisen. Eine Pilotleitung 304 für eine niedrige Splitterstufe steuert den Betrieb eines 3/2- Wege-Splitter-Slaveventils 306. Verbundgetrieben der kombinierten Range- und Splitterbauart, wie sie in den Fig. 2 und 3 dargestellt sind, sind Masterventile, wie beispielsweise das Ventil 301 zugeordnet.
Die Range-Slaveventilanordnung 310 enthält ein 4/3- Wegeventil 312 sowie eine Riegel- und Vorrangeinrichtung 314. Das Ventil 312 weist einen an einen Auslaß angeschlossenen Anschluß 316, einen Anschluß 318, der an Druckluft von dem Filter/Regler 234 (80 psi), einen Anschluß 320, der an den Zylinder 224A der Differentialkolbenanordnung 220 für die hohe Rangestufe angeschlossen ist, und einen Anschluß 322 auf, der an den Zylinder 222A der Differentialkolbenanordnung 220 für die niedrige Rangestufe angeschlossen ist.
Das Ventil 312 hat eine erste Position 324 (obere Position in Fig. 7) zur Auswahl der hohen Rangestufe, wobei der Zylinder 224A für die hohe Rangestufe an den Druck der Quelle angeschlossen und der Zylinder 222A für die niedrige Rangestufe zu dem Auslaß entlüftet ist. Das Ventil 312 hat eine zweite Position 326 (untere Position in Fig. 7) zur Auswahl der niedrige Rangestufe, in der der Zylinder 222A für die niedrige Rangestufe mit dem Druck der Quelle verbunden und der Zylinder 224A für die hohe Rangestufe zu dem Auslaß entlüftet ist. Das Ventil 312 hat eine mittlere oder dritte Stellung 328, in der sowohl der Zylinder für die hohe (224A) als auch für die niedrige (222A) Rangestufe mit dem Druck der Quelle verbunden sind.
Das Ventil 312 ist durch eine Feder 330 auf eine erste (324) oder hohe Rangeposition zu belastet und kann durch Wirkung des Pilotdruckes für die niedrige Rangestufe über die Leitung 236 in seine zweite (326) oder niedrige Rangeposition bewegt werden. Durch mechanische Mittel eines Vorrangbetätigungshebels oder einer Verbindung 332, der bzw. die mit den Nuten 210 und benachbarten Flächen einer Schaltstange 204 zusammenwirkt, ist das Ventil aus der ersten (324) in seine mittlere dritte (328) Stellung bewegbar, wenn das Hauptgetriebe in eine eingekuppelte Position geschaltet wird, während das Ventil in seiner ersten Positon ist.
Die Riegelfunktion der Riegel- und Vorranganordnung 314 liegt darin, das Ventil daran zu hindern, sich aus der ersten 324 in die zweite 326 oder von der zweiten 326 in seine erste 324 Position zu bewegen, wenn die Hauptgruppe im Leerlauf steht, jedoch die Bewegung des Ventils aus seiner ersten 324 in seine mittlere 328 dritte Position nicht zu verhindern. Die Riegel- und Vorranganordnung erbringt so die Range-Verriegelungsfunktion, daß das Einleiten eines Rangeschaltvorganges verhindert wird, bis die Hauptgruppe in den Leerlauf geschaltet ist. Eine spezifische Ausbildung des Ventils 312 und der Riegel- und Aktuatoranordnungen 314 ist in den Fig. 8, 9 und 10 dargestellt und untenstehend detaillierter beschrieben.
Bei einer alternativen Gestaltung, siehe Fig. 11 und 12, kann die Pilotleitung 236 für die niedrige Rangestufe weggelassen und ein abgewandelter oder zusätzlicher Aktuatorhebel 355 und eine Schaltwelle 204 verwendet werden, um das Ventil 312 gegen die Vorspannung der Feder 330 in Abhängigkeit vom Schalten in den niedrigen Rangeabschnitt eines Schaltmusters vom "Doppel H"-Typ mechanisch in seine zweite 326 Stellung der niedrigen Rangestufe zu schalten. Die alternative Gestaltung ist unten beschrieben und in den Fig. 11, 12A und 12B vollständiger dargestellt.
Im Betrieb wird der Wahlschalter 98 zum Schalten von einer hohen in die niedrige Rangestufe so bewegt, daß die "LO"-Position gewählt/vorausgewählt wird und die Pilotleitung 236 wird druckbeaufschlagt. Sobald die Stellung der Schaltwelle anzeigt, daß die Hauptgruppe im Leerlauf ist, geht der Riegel 314 in Freigabe und gestattet der Ventileinrichtung 312, ihre zweite Position 326 einzunehmen, was die Druckbeaufschlagung der Kammer 222A für die niedrige Rangestufe und die Entlüftung der Kammer 224A für die hohe Rangestufe verursacht. Die Vorrangeinrichtung beeinflußt das Ventil in seiner zweiten Stellung 326 nicht und somit bleibt die Position des Ventils 312 wie sie ist, bis der Wahlschalter 98 bewegt wird.
Um von einer niedrigen in die hohe Rangestufe zu schalten, wird der Wahlschalter 98 so bewegt, daß die "HI"-Position ausgewählt/vorausgewählt und die Pilotleitung 236 entlüftet (druckentlastet) wird. Sobald die Stellung der Schaltwelle anzeigt, daß das Hauptgetriebe im Leerlauf ist, ist der Riegel freigegeben und das Ventil 312 bewegt sich unter der Vorspannung der Feder 330 in seine erste 324 Position. Die Kammer 224A für die hohe Rangestufe wird druckbeaufschlagt und die Kammer 222A für die niedrige Rangestufe wird entlüftet. Wenn die Hauptgetriebegruppe danach eingekuppelt ist, bewegt der Aktuatorhebel 332 das Ventil 312 aus der ersten Position (324) in die dritte oder mittlere Position (328), wobei sowohl die Zylinderkammer für die hohe Rangegangstufe (224A) als auch die Zylinderkammer für die niedrige Rangestufe (222A) druckbeaufschlagt ist, um an der Schaltgabel 94 oder 164 eine reduzierte Kraft zu liefern, die die synchronisierte Kupplung für die hohe Rangestufe im Eingriffssinne vorspannt bringt.
Der Aufbau der Range-Slave-Ventilanordnung ist in den Fig. 8, 9 und 10 dargestellt. Die Range-Slave-Ventilanordnung 10 ist von einem zweistückigen Gehäuse 340 aufgenommen, das einen Spindelgehäuseabschnitt 342 und einen Abschnitt 344 für die Riegel- und Vorrangeinrichtung bildet. Der Ventilspindelabschnitt 342 definiert eine innere Bohrung 346, in der eine Ventilspindel 348 aufgenommen ist, sowie Anschlüsse 316 (zwei), 318, 320 und 322, die mit dem Auslaß, der Versorgung, der Kolbenkammer 222A für die niedrige Rangestufe bzw. mit den Kolbenkammern 224A für die hohe Rangestufe verbunden sind. An dem Riegel- und Vorrangabschnitt ist ein Anschluß 350 zur Verbindung der Pilotleitung 236 für die niedrige Gangstufe vorgesehen. Das linke Ende der Ventilspindel ist mit einer Kolbenfläche 352 versehen, die abgedichtet und gleitend verschiebbar in der mit dem Anschluß 350 kommunizierenden Kammer 354 aufgenommen ist. Die eine Vorspannung erzeugende Feder 330 sitzt an dem rechten Ende der Bohrung 346 und steht mit dem Ende der Ventilspindel 348 in Anlage, um die Ventilspindel nach links zu spannen.
Die erste Position 324 des Ventils 312 entspricht der an weitesten links liegenden Position der Ventilspindel 348 und ist in der oberen Hälfte von Fig. 8 dargestellt. In dieser Stellung sind die Anschlüsse 312 und 322 fluidmäßig miteinander verbunden, die Anschlüsse 320 und der linke Anschluß 316 sind fluidmäßig miteinander verbunden und der rechte Anschluß 316 ist gegen die anderen Anschlüsse abgedichtet.
Die zweite Stellung 326 des Ventils 312 entspricht der rechten Position der Ventilspindel 348, wie in Fig. 9 dargestellt ist. In dieser Stellung sind die Anschlüsse 318 und 320 fluidmäßig miteinander verbunden, die Anschlüsse 322 und der rechte Anschluß 316 sind fluidmäßig miteinander verbunden und der linke Anschluß 316 ist gegen die anderen Anschlüsse abgedichtet. Wie in dem linken oberen und unteren Abschnitt von Fig. 9 dargestellt ist, kann die Spindel 348 entweder durch Druckbeaufschlagung der Kammer 352 über den Anschluß 350 und die Steuerleitung 236 für die niedrige Rangestufe (Fig. 9) oder mittels eines Hebels oder einer Verbindung 355, die dem Hebel 332 ähnlich ist, jedoch auf die Fläche großen Durchmessers einer Welle, die bei einem Schaltmusster vom Doppel-H-Typ verwendet ist und durch einen Schubstangenabschnitt 356 der Spindel 348 (Fig. 12A und 12B) in die rechte oder zweite Position gebracht werden.
Die dritte oder mittlere Position 328 des Ventils 312 ist in dem unteren Abschnitt von Fig. 8 dargestellt. In dieser Stellung sind beide Anschlüsse 320 und 322 in Fluidverbindung mit dem Versorgungsanschluß 318 und beide Auslaßanschlüsse gegen die anderen Anschlüsse abgedichtet. Wie mit Bezug auf Fig. 8 ersichtlich ist, ist der Hebel, wenn der Hebelaktuator 332 an der Außenfläche der Welle 204 entlangläuft, mit einem Abschnitt der Schubstange 356 in Eingriff, um die Spindel in deren mittlere Position zu bringen. Es wird angemerkt, daß, wenn die Spindel in der am weitesten rechts liegenden Position steht, d.h. in der zweiten Position 326 des Ventils 312, der Vorranghebel 332 (siehe Fig. 8) die Stellung der Spindel nicht beeinflußt.
Die Riegelwirkung der Riegel- und Vorranganordnung 314 liegt darin, daß die Verriegelungsfunktion der Rangegruppe als Verhindern des Einleitens eines Rangeschaltvorganges, bis die Hauptgetriebegruppe in den Leerlauf geschaltet ist, erbracht wird und sie wird durch eine Sperrhülse 360, Rückhaltewälzkörper 362, Nuten 364 sowie 366 in der Schubstangenverlängerung 356 der Ventilspindel erreicht. Die Rückhalter 362 sind von Schlitzen des Gehäuseabschnittes 344 radial bewegbar aufgenommen und die Außenfläche der Schubstangenverlängerung 356 weist eine erste Rückhaltenut 364, die mit den Rückhaltewälzkörpern fluchtet, wenn die Spindel in ihrer zweiten Position ist (Fig. 9), sowie eine zweite Nut 366 auf, die verlängert ist und die mit den Rückhaltern fluchtet, wenn die Spindel entweder in der ersten Position oder in der zweiten Position oder im Übergang zwischen diesen befindlich ist. Wenn die Sperrhülse 360 unter der Vorspannung der Feder 368 in der zurückgezogenen Position ist, siehe in Fig. 8 und in Fig. 9 oben, sind die Rückhaltekugeln oder- walzen 362 radial nach außen bewegbar und beeinflussen die axiale Bewegung der Ventilspindel 348 nicht. Wenn die Sperrhülse jedoch durch den Hebel 332 nach rechts verschoben ist, siehe Fig. 8 unten, sind die Rückhaltewalzen 362 gegen axial nach außen gerichtete Bewegung verriegelt und die Spindel 348 ist entweder in ihrer ersten bis zu ihrer mittigen (dritten) Axialposition oder in ihrer zweiten Axialposition verriegelt.,
Eine Explosionsdarstellung der Rangeventilanordnung 310 ist aus Fig. 10 ersichtlich. Zum Zwecke der Klarheit sind mehrere Verschlüsse, Dichtungen und ähnliches nicht mit Bezugszeichen gekennzeichnet.
Eine alternative Konfiguration des Druckluftsteuersystems 300 und der in den Fig. 7 bis 10 veranschaulichten Rangeventilanordnung 310 ist aus den Fig. 11, 12A und 12B ersichtlich.
Die Fig. 11, 12A und 12B veranschaulichen ein Druckluftsteuersystem 400 zur Verwendung bei einer "Doppe-H"- Schalteinrichtung, wobei kein Schalter 98A verwendet, jedoch eine Schaltwelle 204A vorgesehen ist, die Abschnitte 402 mit relativ geringerem Durchmesser bzw. Abschnitte 404 mit relativ größerem Durchmesser aufweist, die dem Arbeiten in dem hohen Rangeabschnitt bzw. dem niedrigen Rangeabschnitt des "Doppel-H"-Schaltmusters entsprechen. Das Masterventil 406 weicht von dem Masterventil 301 insofern ab, daß lediglich ein Splitterabschnitt zwischen dem Auswahlschalter oder Knopf 302 vorgesehen ist.
Der Ventilabschnitt 312 der Ventilanordnung 408 ist identisch mit dem Ventilabschnitt 312 der Ventilanordnung 310. Der Akutuatorabschnitt 410 der Ventilanordnung 408 weicht beträchtlich von dem Riegel- und Vorrangabschnitt 314 der Ventilanordnung 310 ab.
Zusätzlich zu dem Verbindungsteil 332, das mit der Leerlaufnut 210 zusammenwirkt, um den Ventilabschnitt 312 von der ersten 324 in seine zweite Position 328 zu bewegen, wenn ein eingekuppelter Zustand der Hauptgruppe erfaßt wird, ist eine zweite unabhängige Verbindung oder ein Hebel 412 vorgesehen. Der Hebel 412 ist der Aktuator für die hohe/niedrige Rangestufe und wirkt mit erhabenen Flächen 404 der Schaltwelle 204A zusammen, um den Ventilabschnitt 312 in seine zweite Position 326 zu bewegen, wenn die Schaltwelle 204A in den hohe Rangeabschnitt des "Doppel-H"-Schaltmusters gedreht wird.
Wie aus den Fig. 12A und 12B ersichtlich ist, ersetzt der Hebel 412 die Kolbenanordnung 352/354, die bei der Ventilanordnung 310 verwendet worden ist und somit ist der Pilotanschluß 350 für die niedrige Rangestufe mit einem Stopfen 414 verschlossen.
Die Fig. 12A zeigt eine Ventilanordnung 410 in der hohen Rangeposition und die Fig. 12B veranschaulicht die Ventilanordnung 410, die in ihrer niedrigen Rangeposition steht. Während die Sperrhülse 360 verwendet wird, sind die Rückhaltewalzen nicht erforderlich, weil die Riegelfunktion wegen des Umstandes, daß das Weglassen des Rangeauswahlschalters die Möglichkeit der Vorauswahl eines Rangeschaltvorganges eliminiert, überflüssig ist.

Claims

1. Steuerverfahren zum Steuern eines einer synchronisierten Klauenkupplung (92) zugeordneten Schaltaktuators (96) zum wahlweisen Einrücken und Ausrücken einer auswählbaren Gangstufe einer ersten Getriebegruppe (14) eines Verbundgetriebes (10) mit einer ersten und einer zweiten (12) mehrgängigen Getriebegruppe, die in Serie angeordnet sind, wobei das Verfahren beinhaltet:

(a) das Feststellen, daß das Einlegen einer auswählbaren Gangstufe der ersten Getriebegruppe ausgewählt ist oder wird;

(b) das Feststellen, ob die zweite Getriebegruppe entweder in einem eingerückten oder ausgerückten Zustand ist; und dadurch gekennzeichnet ist, daß es außerdem beeinhaltet,

(c) daß auf das Feststellen, (i) daß das Einlegen einer auswählbaren Gangstufe der ersten Getriebegruppe ausgewählt wird und (ii) daß die zweite Getriebegruppe nicht eingerückt ist, reagiert wird, indem der Aktuator veranlaßt wird, die synchronisierte Klauenkupplung mit einer ersten Kraft im Einrücksinne kraftzubeaufschlagen, und

(d) daß auf das Feststellen (i) daß eine auswählbare Gangstufe der ersten Getriebegruppe ausgewählt ist und (ii) daß die zweite Getriebegruppe eingerückt ist, reagiert wird, indem der Aktuator veranlaßt wird, die synchronisierte Klauenkupplung mit einer zweiten Kraft im Einrücksinne kraftzubeaufschlagen, wobei die zweite Kraft beträchtlich kleiner ist als die erste Kraft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die erste Kraft wenigstens zweimal so groß ist wie die zweite Kraft.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Verbundgetriebe ein manuell betätigtes Getriebe der Range- Bauart ist, wobei die erste Getriebegruppe eine Range- Hilfsgruppe mit einer hohen Gangstufe und einer niedrigen Gangstufe und die auswählbare Gangstufe die hohe Gangstufe der Range-Gruppe ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, das außerdem beinhaltet:

(e) daß das Einleiten des Einrückens der auswählbaren Gangstufe gesperrt wird, bis erfaßt wird, daß die zweite Getriebegruppe zu dem Zeitpunkt der Auswahl des Einlegens der auswählbaren Gangstufe oder danach nicht eingekuppelt ist.

5. Verfahren zum Steuern des Schaltens eines Gangwechsel-Verbundgetriebes (10) der Bauart, die eine vom Fahrer geschaltete mehrgängige Hauptgetriebegruppe (12) aufweist, die in einen eingerückten und einen ausgerückten Zustand schaltbar ist und die mit einer mehrgängigen Hilfsgruppe (14) in Serie angeordnet ist, wobei die Hilfsgruppe eine durch einen Aktuator (96) schaltbare synchronisierte Klauenkupplungen (92) für niedrige Geschwindigkeit (168/192) und für hohe Geschwindigkeit (166/170) aufweist, um entweder eine niedrige (untersetzte) oder entsprechend eine hohe (direkte) Hilfsgruppen-Gangstufe gesteuert von der Auswahl mittels eines Hauptwählers (98/98A/412, 402 und 404) einzulegen, wobei das Verfahren die Schritte beinhaltet:

daß die Auswahl eines Schaltvorganges der Hilfsgruppe in die niedrige oder die hohe Hilfsgruppen-Gangstufe erfaßt wird;

daß erfaßt wird, daß die Hauptgetriebegruppe in entweder einem eingerückten oder in einem ausgerückten Zustand ist, und dadurch gekennzeichnet ist, daß:

auf das Feststellen (i) daß ein Schalten in eine hohen Hilfsgruppen-Gangstufe ausgewählt wird und (ii) daß die Hauptgetriebegruppe in dem ausgekuppelten Zustand befindlich ist, reagiert wird, indem der Aktuator veranlaßt wird, die synchronisierten Klauenkupplungen der Hilfsgruppe für hohe Gechwindigkeit mit einem ersten Kraftniveau im Einrücksinne kraftzubeaufschlagen, und daß

danach auf (i) ein Fortsetzen der Auswahl eines Schaltvorganges in die hohe Hilfsgruppen-Gangstufe, wobei (ii) die Hauptgetriebegruppe in eingerücktem Zustand ist, reagiert wird, indem der Aktuator veranlaßt wird, die synchronisierten Klauenkupplungen für hohe Geschwindigkeit der Hilfsgruppe mit einem zweiten Kraftniveau im Einrücksinne kraftzubeaufschlagen, wobei das zweite Kraftniveau beträchtlich niedriger ist als das ersten Kraftniveau.

6. Verfahren nach Anspruch 5, das außerdem die Schritte beinhaltet:

daß auf das Feststellen, (i) daß ein Schalten in die niedrige Hilfsgruppen-Gangstufe ausgewählt wird und (ii) daß die Hauptgetriebegruppe in dem ausgekuppelten Zustand ist, reagiert wird, indem der Aktuator veranlaßt wird, die synchronisierten Hilfsgruppenkupplungen für niedrige Geschwindigkeit mit einem dritten Kraftniveau im Einrücksinne kraftzubeaufschlagen, das ungefähr 85% des ersten Kraftniveaus beträgt und

daß danach auf ein Fortsetzen der Auswahl eines Schaltvorganges in die niedrige Hilfsgruppen-Gangstufe reagiert wird, indem der Aktuator veranlaßt wird, die synchronisierte Hilfsgruppenkupplung für niedrige Geschwindigkeit ungeachtet des eingerückten oder ausgerückten Zustandes der Hauptgetriebegruppe mit dem dritten- Kraftniveau im Einrücksinne kraftzubeaufschlagen.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die Hilfsgruppe (14) eine zweigängige Range-Gruppe und die hohe Gangstufe eine direkte Gangstufe ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Aktuator (220) einen Differentialkolben (221) mit einer eine erste Kammer (224A) definierenden Kolbenfläche (224) und einer eine zweite Kammer (222A) definierenden zweiten Kolbenfläche (222) aufweist, wobei die erste Kolbenfläche einen ersten Kolbenflächenbereich definiert, der größer ist als ein zweiter Kolbenflächenbereich, der von der zweiten Kolbenfläche definiert ist, Druckbeaufschlagung der ersten Kammer (224A) den Aktuator veranlaßt, die synchronisierte Kupplungsanordnung im Einrücksinne kraftzubeaufschlagen, um die hohe Gangstufe einzulegen, und Druckbeaufschlagung der zweiten Kammer (222A) den Aktuator veranlaßt, die synchronisierte Kupplungsanordnung im Einrücksinne kraftzubeaufschlagen, um die niedrige Gangstufe einzulegen, wobei jede der Kammern wahlweise mit einer gemeinsamen Quelle (234) unter Druck stehenden Fluids und mit einem Auslaß (EX) verbindbar ist, wobei das Verfahren beinhaltet:

Das Feststellen der aktuellen eingerückten oder ausgerückten Stellung der Hauptgetriebegruppe und

das Druckbeaufschlagen der zweiten Kammer, immer wenn die Hauptgetriebegruppe in ihrer eingerückten Stellung ist (246/326 und 328).

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem außerdem:

die erste Kammer druckbeaufschlagt und die zweite Kammer druckentlastet wird, wenn die Hauptgetriebegruppe nicht in ihrer eingerückten Stellung und die hohe Gangstufe ausgewählt ist.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem außerdem:

sowohl die erste als auch die zweite Kammer druckbeaufschlagt wird, wenn die hohe Gangstufe ausgewählt und die Hauptgetriebegruppe nach einem anfänglichen Druckbeaufschlagen der ersten Kammer und Druckentlasten der zweiten Kammer (328) in ihrer eingerückten Stellung ist.

11. Steuerverfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10, bei dem außerdem:

die zweite Kammer druckbeaufschlagt und die erste Kammer druckentlastet werden, wenn die niedrige Gangstufe ausgewählt ist.

12. Steuerverfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem außerdem:

die erste Kammer druckbeaufschlagt und die zweite Kammer druckentlastet werden, wenn die niedrige Gangstufe ausgwählt und die Hauptgetriebegruppe nach der Auswahl der niedrigen Gangstufe in der nicht eingerückten Stellung war.

13. Verfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10, bei dem die Hilfsgruppe eine Range-Gruppe ist.

14. Verfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10, bei dem der wirksame Flächeninhalt der ersten Fläche weniger als zweimal so groß ist wie der wirksame Flächeninhalt der zweiten Fläche.

15. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Aktuator (220) einen Differentialkolben (221) mit einer eine erste Kammer (224A) definierenden ersten Kolbenfläche (224) und einer eine zweite Kammer (222A) definierenden zweiten Kolbenfläche (222) aufweist, wobei die erste Kolbenfläche einen Flächenbereich definiert, der größer ist als der von der zweiten Kolbenfläche definierte Flächenbereich, die Druckbeaufschlagung der ersten Kammer (224A) den Aktuator veranlaßt, die synchronisierte Kupplungsanordnung zum Einlegen des hohen Ganges im Einrücksinne kraftzubeaufschlagen und die Druckbeaufschlagung der zweiten Kammer (222A) den Aktuator veranlaßt, die synchronisierte Kupplungsanordnung im Einrücksinne kraftzubeaufschlagen, um die niedrige Gangstufe einzulegen, jede der Kammern wahlweise mit einer gemeinsamen Quelle (234) für unter Druck stehendes Fluid und mit einem Auslaß (EX) verbindbar ist, wobei bei dem Verfahren:

die aktuelle eingerückte oder nicht eingerückte Stellung der Hauptgetriebegruppe erfaßt wird;

auf das Festellen, (i) daß ein Schaltvorgang in eine hohe Gangstufe der Hilfsgruppe ausgewählt ist und (ii) daß die Hauptgetriebegruppe in nicht eingerückter Stellung ist, reagiert wird, indem die erste Kammer druckbeaufschlagt und die zweite Kammer druckentlastet wird; und

danach darauf, (i) daß die Auswahl eines Schaltvorganges in eine hohe Hilfsgruppen-Gangstufe fortgesetzt wird und (ii) daß die Hauptgetriebegruppe in einer eingerückten Stellung ist, reagiert wird, indem sowohl die erste als auch die zweite Kammer druckbeaufschlagt werden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem außerdem:

auf das Feststellen, (i) daß ein Schaltvorgang in eine niedrige Hilfsgruppen-Gangstufe ausgewählt ist und daß (ii) die Hauptgetriebegruppe in dem nicht eingekuppelten Zustand ist, reagiert wird, indem die zweite Kammer druckbeaufschlagt und die erste Kammer druckentlastet wird; und

danach auf eine fortgesetzte Auswahl eines Schaltvorganges in die niedrige Hilfsgruppengangstufe unabhängig von der Stellung der Hauptgruppe durch Druckbeaufschlagung der zweiten Kammer und Druckentlastung der ersten Kammer reagiert wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, bei dem die Hilfsgruppe (14) eine zweigängige Range-Gruppe und die hohe Gangstufe eine direkte Gangstufe sind.

18. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Aktuator (220) ein erstes Kraftbeaufschlagungsmittel (224) zum Beaufschlagen der synchronisierten Kupplungsanordnung mit einer ersten Kraft in einer ersten axialen Richtung und ein zweites Kraftbeaufschlagungsmittel (222) zur Beaufschlagung der synchronsierten Kupplungsanordnung mit einer zweiten Kraft in einer axialen Richtung enthält, die der ersten axialen Richtung entgegengesetzt ist, wobei die erste Kraft größer ist als die zweite Kraft, die Kraft in der ersten axialen Richtung dazu dient, die synchronisierte Kupplungsanordnung zum Einlegen der hohen Gangstufe im Einrücksinne kraftzubeaufschlagen, und wobei die Kraft in der zweiten axialen Richtung dazu dient, die synchronisierte Kupplungsanordnung im Einrücksinne kraftzubeaufschlagen, um die niedrige Gangstufe einzulegen, wobei bei dem Verfahren außerdem:

die aktuelle eingerückte oder nicht eingerückte Stellung der Hauptgetriebegruppe erfaßt wird und

die zweite Kraft immer dann angewendet wird, wenn die Hauptgetriebegruppe in ihrer eingerückten Stellung ist (324/328).

19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem außerdem:

die Beaufschlagung mit der ersten Kraft und nicht mit der zweiten Kraft erfolgt, wenn die Hauptgetriebegruppe in ihrer nicht eingerückten Stellung ist und die hohe Gangstufe ausgewählt worden ist.

20. Verbundgetriebe (10) mit einer ersten und einer zweiten (12) vielgängigen Getriebegruppe, die in Serie angeordnet sind, wobei die zweite Getriebegruppe in einen eingerückten und nicht eingerückten Zustand schaltbar ist, mit einm Steuersystem zum Steuern eines Schaltaktuators (96), dem eine synchronisierte Klauenkupplung (92) zum wahlweisen Einrücken und Ausrücken einer auswählbaren Gangstufe der ersten Getriebegruppe (14) zugeordnet ist, wobei das Steuersystem aufweist:

(a) Mittel zum Feststellen, daß das Einrücken einer auswählbaren Gangstufe (98/236) der ersten Getriebegruppe ausgewählt ist;

(b) Mittel zum Feststellen, ob die zweite Getriebegruppe entweder in einem eingerückten oder einem nicht eingerückten Zustand (204/210/332) ist; wobei es gekennzeichnet ist durch:

(c) Mittel (324) zum Reagieren auf die Feststellung, (i) daß das Einlegen einer auswählbaren Gangstufe der ersten Getriebegruppe ausgewählt ist und daß (ii) die zweite Getriebegruppe nicht eingerückt ist, indem der Aktuator veranlaßt wird, die synchronisierte Klauenkupplung mit einer ersten Kraft im Sinne des Einrückens kraftzubaufschlagen; und

(d) Mittel (328) zum Reagieren auf die Feststellung, (i) daß das Einlegens einer Gangstufe der ersten Getriebegruppe ausgewählt ist und daß (ii) die zweite Getriebegruppe eingerückt ist, indem der Aktuator veranlaßt wird, die synchronisierte Klauenkupplung mit einer zweiten Kraft im Sinne des Einrückens kraftzubeaufschlagen, wobei die zweite Kraft beträchtlich kleiner ist als die erste Kraft.

21. System nach Anspruch 20, bei dem die erste Kraft wenigstens zweimal so groß ist wie die zweite Kraft.

22. System nach Anspruch 20 oder 21, bei dem das Verbundgetriebe ein manuell geschaltetes Getriebe vom Range-Typ ist, wobei die erste Getriebegruppe eine Range- Hilfsgruppe mit einer hohen und einer niedrigen Gangstufe ist und wobei die auswählbare Gangstufe die hohen Gangstufe der Hilfsgruppe ist.

23. System nach Anspruch 20, 21 oder 22, das außerdem aufweist:

(e) Mittel (244/274/314) zum Sperren, daß das Einrücken der auswählbaren Gangstufe eingeleitet wird, bis festgestellt wird, daß die zweite Gangstufe nach einer Auswahl des Einlegens der Gangstufe nicht eingerückt ist.

24. Gangwechsel-Verbundgetriebe (10) der Bauart mit einer manuell geschalteten mehrgängigen Hauptgetriebegruppe (12), die in einen eingerückten oder in einen nicht eingerückten Zustand schaltbar ist und die mit ihrer vielgängigen Hilfsgruppe (14) in Serie angeordnet ist, mit einem System zum Steuern des Schaltens der Hilfsgruppe, wobei die Hilfsgruppe synchronisierte Klauenkupplungen (92) für hohe Geschwindigkeit (168/172) und niedrige Geschwindigkeit (166/170) aufweist, die durch einen Aktuator (96) schaltbar ist, um entweder eine niedrige (untersetzte) oder eine hohe (direkte) Hilfsgruppengangstufe, gesteuert von der Auswahl durch einen Hauptwähler (98/98A/412) einzulegen, wobei das System enthält:

Mittel (98) zum Feststellen, daß ein Schalten der Hilfsgruppe in die niedrige oder die hohe Hilfsgruppengangstufe ausgewählt ist;

Mittel (204/310/332) zum Feststellen, daß die Hauptgetriebegruppe entweder in ihrem eingerückten oder in ihrem nicht eingerückten Zustand ist, und gekennzeichnet ist durch:

Mittel (324) zum Reagieren auf die Feststellung, (i) daß ein Schaltvorgange in die hohe Hilfsgruppen-Gangstufe ausgewählt ist und daß (ii) die Hilfsgetriebegruppe in dem nicht eingekuppelten Zustand ist, indem der Aktuator veranlaßt wird, die synchronisierten Klauenkupplungen für hohe Geschwindigkeit der Hilfsgruppe mit einem ersten Kraftniveau im Sinne des Einrückens kraftzubeaufschlagen; und

Mittel (328), um danach auf (i) ein Fortsetzen der Auswahl eines Schaltens in eine hohe Gangstufe der Hilfsgruppe und darauf, daß (ii) die Hauptgetriebegruppe in einem nicht eingerückten Zustand ist, zu reagieren, indem der Aktuator veranlaßt wird, die synchronisierten Hiöfsgruppen-Klauenkupplungen für hohe Geschwindigkeit mit einem zweiten Kraftniveau im Sinne des Einrücekns kraftzubeaufschlagen, wobei das zweite Kraftniveau beträchtlich geringer ist als das erste Kraftniveau.

25. Getriebe nach Anspruch 24, bei dem die Hilfsgruppe (14) eine zweigänge Range-Gruppe und die hohe Gangstufe eine direkte Gangstufe ist.

26. Getriebe nach Anspruch 24 oder 25, bei dem das erste Kraftniveau wenigstens zweimal so groß ist wie das zweite Kraftniveau.

27. Getriebe nach Anspruch 20, bei dem der Aktuator (220) einen Differentialkolben (221) mit einer eine erste Kammer (224A) definierenden ersten Kolbenfläche (224) und einer eine zweite Kammer (222A) definierenden zweiten Kolbenfläche (222) aufweist, wobei die erste Kolbenfläche einen ersten Kolbenflächenbereich definiert, der größer ist als ein zweiter Kolbenflächenbereich, der von der zweiten Kolbenfläche definiert wird, Druckbeaufschlagungen der ersten Kammer (224A) den Aktuator veranlaßt, die synchronisierte Kupplungsanordnung im Einrücksinne kraftzubeaufschlagen, um die hohe Gangstufe einzurücken und Druckbeaufschlagung der zweiten Kammer (222A) den Aktuator veranlaßt, die synchronisierte Kupplungsanordnung im Einrücksinne kraftzubeaufschlagen, um die niedrige Gangstufe einzurücken, wobei jede der Kammern wahlweise mit einer gemeinsamen Quelle (234) unter Druck stehenden Fluids und mit einem Auslaß (EX) verbunden sind, wobei das System außerdem aufweist:

Mittel (204/210/332) zum Erfassen der aktuell eingerückten oder nicht eingerüokten Stellung der Hauptgetriebegruppe und

Mittel (246/326 und 328) zur Druckbeaufschlagung der zweiten Kammer immer dann, wenn die Hauptgetriebegruppe in ihrer eingerückten Stellung ist.

28. Getriebe nach Anspruch 27, das außerdem aufweist:

Mittel (324) zur Druckbeaufschlagung der ersten Kammer und Druckentlastung der zweiten Kammer, wenn die Hauptgetriebegruppe in ihrer nicht eingerückten Stellung und die hohe Gangstufe ausgewählt worden ist.

29. Getriebe nach Anspruch 27 oder 28, das außerdem aufweist:

Mittel (328) zur Druckbeaufschlagung sowohl der ersten als auch der zweiten Kammer, wenn die hohe Gangstufe ausgewählt und die Hauptgetriebegruppe nach einer anfänglichen Beaufschlagung der ersten Kammer und Druckentlastung der zweiten Kammer (328) in ihrer eingerückten Stellung befindlich ist.

30. Getriebe nach Anspruch 27 oder 28, das außerdem aufweist:

Mittel (326) zur Druckbeaufschlagung der zweiten Kammer und Druckentlastung der ersten Kammer, wenn die niedrige Gangstufe ausgewählt ist.

31. Getriebe nach einem der Ansprüche 27 bis 30, bei dem die Hilfsgruppe eine Range-Gruppe ist.

32. Getriebe nach einem der Ansprüche 27 bis 31, bei dem der erste Flächenbereich weniger als zweimal so groß ist wie der zweite Flächenbereich.

33. Getriebe nach Anspruch 24, bei dem der Aktuator (220) einen Differentialkolben (221) mit einer eine erste Kammer (224A) definierenden ersten Kolben (224) und eine zweite Kammer (222A) definierenden zweiten Kolbenfläche (222) aufweist, wobei die Kolbenfläche einen Inhalt aufweist, der größer ist als der Inhalt der zweiten Kolbenfläche, Druckbeaufschlagung der ersten Kammer (224A) den Aktuator veranlaßt, die synchronisierte Kupplungsanordnung im Einrücksinne kraftzubeaufschlagen, um die hohe Gangstufe einzulegen und Druckbeaufschlagung der zweiten Kammer (222A) den Aktuator veranlaßt, die synchronisierte Kupplungsanordnung im Einrücksinne kraftzubeaufschlagen, um die niedrige Gangstufe einzulegen, wobei jede der Kammern wahlweise mit einer gemeinsamen Quelle (234) für unter Druck stehendes Fluid und mit einem Auslaß (EX) verbindbar ist, wobei das System aufweist:

Mittel (204, 210, 332) zum Erfassen der aktuellen eingerückten oder nicht eingerückten Position der Hauptgetriebegruppe;

Mittel (324) zum Reagieren auf die Feststellung, (i) daß ein Schaltvorgange in eine hohe Gangstufe der Hilfsgruppe ausgewählt ist und daß (ii) die Hauptgetriebegruppe in nicht eingerückter Stellung ist, indem die erste Kammer druckbeaufschlagt und die zweite Kammer druckentlastet wird;

Mittel (328) um danach auf (i) das Fortsetzen der Auswahl eines Schaltvorganges in die hohe Gangstufe der Hilfsgetriebegruppe und darauf, daß (ii) die Hauptgetriebegruppe in eingekuppelter Position ist, reagiert wird, indem sowohl die erste als auch die zweite Kammer druckbeaufschlagt wird.

34. System nach Anspruch 33, das außerdem aufweist:

Mittel zum Reagieren auf die Feststellung, (i) daß ein Schaltvorgang in die niedrige Gangstufe der Hilfsgruppe ausgewählt ist und daß (ii) die Hauptgetriebegruppe in dem nicht eingerückten Zustand ist, indem die zweite Kammer druckbeaufschlagt und die erste Kammer druckentlastet wird; und

Mittel (326), um danach auf eine fortgesetzte Auswahl eines Schaltvorganges in die niedrige Gangstufe der Milfsgetriebegruppe, ungeachtet der Stellung der Hauptgruppe durch Druckbeaufschlagung der zweiten Kammer und Druckentlastung der ersten Kammer zu reagieren.

35. System nach Anspruch 33 oder 34, bei dem die Hilfsgruppe (14) eine zweigängige Range-Gruppe und die hohe Gangstufe eine direkte Gangstufe sind.

36. System nach Anspruch 33, 34 oder 35, das außerdem Mittel aufweist, die das Einleiten eines ausgewählten Schaltvorganges der Hilfsgruppe sperren, bis festgestellt wird, daß die Hauptgetriebegruppe im Leerlauf steht.