DE69515090T2

DE69515090T2 - Fahrzeuggetriebe, insbesondere für landwirtschaftliche Schlepper

Info

Publication number: DE69515090T2
Application number: DE69515090T
Authority: DE
Inventors: Maurizio Galli
Original assignee: New Holland Italia SpA
Current assignee: CNH Industrial Italia SpA
Priority date: 1994-08-09
Filing date: 1995-08-04
Publication date: 2000-06-21
Anticipated expiration: 2015-08-05
Also published as: US5613401A; IT1266918B1; EP0696695B1; DE69515090D1; ITTO940657A1; EP0696695A3; EP0696695A2; ITTO940657A0

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeuggetriebe mit einer großen Anzahl von Gängen, insbesondere für Ackerschlepper.
Es sind Getriebe bekannt, die ein Schalten der Gänge unter Last ermöglichen, d. h. ohne Unterbrechung der Drehmomentübertragung von dem Motor zu den Rädern. Dies wird normalerweise unter Verwendung selektiv einkuppelbarer Kupplungen, einer für jeden Gang, erreicht, oder durch die Verwendung von zwei Kupplungen, eine jeweils für eine jeweilige Antriebswelle, wobei die Antriebswellen mit einer angetriebenen Welle über eine jeweilige Anzahl von Zahnrädern verbindbar sind, die unterschiedliche Getriebeübersetzungsverhältnisse ausbilden.
In beiden Fällen ist die Gesamtzahl von verfügbaren Getriebeübersetzungsverhältnissen relativ klein, was verhindert, daß die volle Leistung des Motors unter allen möglichen Betriebsbedingungen des Fahrzeuges ausgenutzt wird, insbesondere dann, wenn der Motor zur Leistungsversorgung von Hilfsanbaugeräten über eine Zapfwellenvorrichtung verwendet wird, die betriebsmäßig mit dem Getriebe verbunden ist. Weiterhin steht normalerweise nur eine geringe Anzahl von Rückwärtsgängen zur Verfügung, wobei diese Anzahl in jedem Fall kleiner als die Anzahl der Vorwärtsgänge ist. Ein Beispiel eines Getriebes der vorstehenden Art ist in der EP-A-0 344 713 gezeigt, die den nächstkommenden Stand der Technik darstellt.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeuggetriebe mit einer großen Anzahl von Gängen, insbesondere für Ackerschlepper, zu schaffen, das so konstruiert ist, daß die Nachteile beseitigt werden, die sich typischerweise bei bekannten Getrieben der oben erwähnten Art ergeben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeuggetriebe, insbesondere für Ackerschlepper, geschaffen, das eine große Anzahl von Gängen aufweist und folgendes umfaßt:
- eine Eingangswelle zum Empfang einer Antriebsbewegung von dem Fahrzeugmotor,
- eine erste und eine zweite Antriebswelle, die koaxial zueinander angeordnet sind,
- eine erste und eine zweite hydraulische Kupplung zum selektiven Verbinden der Eingangswelle mit der ersten Antriebswelle und der zweiten Antriebswelle,
- zumindest eine angetriebene Welle, und
- Getriebeeinrichtungen, die zwischen den ersten und zweiten Antriebswellen und der angetriebenen Welle eingefügt sind und jeweilige Anzahlen von Getriebeübersetzungsverhältnissen ausbilden, wobei die Getriebeeinrichtungen folgendes umfassen:
- eine erste Gegenwelle, die antriebsmäßig mit der angetriebenen Welle entsprechend einer ersten Anzahl von Getriebeübersetzungsverhältnissen kuppelbar ist, und
- eine erste synchronisierte Kupplungseinrichtung zum selektiven Verbinden der ersten Gegenwelle mit der ersten Antriebswelle entsprechend einem ersten und einem zweiten Getriebeübersetzungsverhältnis.
Die Getriebeeinrichtungen sind dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin folgendes umfassen:
- eine zweite Gegenwelle (36), die antriebsmäßig mit der angetriebenen Welle (34) kuppelbar ist, und
- eine zweite synchronisierte Kupplungseinrichtung (40) zum selektiven Verbinden der ersten Gegenwelle (24) mit der zweiten Antriebswelle (8) über die zweite Gegenwelle (36) entsprechend eines dritten und vierten Getriebeübersetzungsverhältnisses, das niedriger bzw. höher als das erste Getriebeübersetzungsverhältnis ist.
Eine bevorzugte, nicht beschränkende Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr in Form eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beogefügte schematische Längsschnittansicht beschrieben.
Die Bezugsziffer 1 in der beigefügten Zeichnung zeigt ein Ackerschlepper-Getriebe mit einer großen Anzahl von Gängen. Das Getriebe 1 umfaßt im wesentlichen eine Hauptstufe 2 und eine Bereichsreduzierstufe 3, die kaskadenförmig miteinander verbunden und in einem langgestreckten Außengehäuse 4 angeordnet sind. Die Hauptstufe 2 umfaßt eine Eingangswelle 5 mit einer Längsachse A bezüglich des Gehäuses 4, die auf einer Endwand 6 des Gehäuses gelagert und durch den (nicht gezeigten) Fahrzeugmotor über eine (ebenfalls nicht gezeigte) Hauptkupplung angetrieben wird.
Es ist zu erkennen, daß der Ausdruck "Halterung" oder "Lagerung", der in der gesamten folgenden Beschreibung in Verbindung mit sich bewegenden Teilen verwendet wird, natürlich die Einfügung von Wälz- oder Gleitlagern bedingt, die lediglich schematisch gezeigt und durch B in der beigefügten Zeichnung dargestellt sind, ohne daß eine ausführliche Beschreibung der Eigenschaften oder der Art gegeben wird, wie diese aufgebaut sind, weil dies in der Technik gut bekannt ist.
Die Hauptstufe 2 umfaßt weiterhin eine erste Antriebswelle 7 mit der gleichen Achse A wie die Eingangswelle 5, und weiterhin eine zweite hohle Antriebswelle 8, die koaxial zu der Welle 7 ist und diese aufnimmt, und die in Radialrichtung und in Axialrichtung auf Querwänden 13 und 14 des Gehäuses 4 gelagert ist.
Eine erste hydraulische Kupplung 9 ist zwischen der Eingangsweelle 5 und der ersten Antriebswelle 7 eingefügt und umfaßt ein Außengehäuse 10 und eine Nabe 11, das bzw. die jeweils mit der Eingangswelle 5 bzw. der ersten Antriebswelle 7 winkelmäßig einstückig ausgebildet ist, wobei diese Teile winkelmäßig miteinander über eine Anzahl von Reibscheiben 12 verbindbar sind. Eine zweite hydraulische Kupplung 15 ist zwischen der Eingangswelle 5 und der zweiten Antriebwelle 8 eingefügt und umfaßt ein Außengehäuse 16, das winkelmäßig einstückig mit der zweiten Antriebswelle 8 ist, und eine Nabe 17, die winkelmäßig einstückig mit dem Gehäuse 10 der ersten Kupplung 9 und damit mit der Eingangswelle 5 ausgebildet ist. Das Gehäuse 16 und die Nabe 17 sind winkelmäßig miteinander über eine Anzahl von Reibscheiben 18 verbindbar.
Die zweite Antriebswelle 8 ist mit einem einen kleinen Durchmesser aufweisenden Zahnrad 19 und einem großen Durchmesser aufweisenden Zahnrad 20 versehen. Die erste Antriebswelle 7 springt in Axialrichtung aus der Welle 8 vor und ist auf ihrem vorspringenden Teil mit einem in Axialrichtung festgelegten, jedoch winkelmäßig freilaufenden Zahnrad 21 versehen.
Die Hauptstufe 2 umfaßt weiterhin eine Gegenwelle 24, die entlang der Achse A ausgerichtet ist und die an einem Ende 25 in Radialrichtung winkelmäßig freilaufend auf dem freien Ende 26 der ersten Antriebswelle 7 gelagert ist, und die in der Nähe ihres gegenüberliegenden Endes 27 in Radialrichtung auf der Querwand 28 des Gehäuses 4 gelagert ist. Die Gegenwelle 24 ist einstückig mit vier mit axialem Abstand angeordneten Zahnrädern 29, 30, 31, 32 mit fortschreitend abnehmenden Durchmessern versehen, von denen das Zahnrad 29 auf das Ende 25 aufgesetzt ist. Die Zahnräder 21 und 29 sind selektiv mit der ersten Antriebswelle 7 über eine synchronisierte Kupplung 33 verbindbar, wodurch ein Einkuppeln des Zahnrades 29 eine direkte Antriebsverbindung zwischen der ersten Antriebswelle 7 und der Gegenwelle 24 ergibt.
Die Hauptstufe 2 umfaßt zusätzlich eine angetriebene Welle 34 mit einer Längsachse C, die parallel zur Achse A ausgerichtet ist. An dem auf die Wand 6 des Gehäuses 4 gerichteten Ende wird die angetriebene Welle 4 im Inneren einer koaxialen hohlen Gegenwelle 36 gelagert, die ihrerseits in winkelmäßig freilaufender Weise auf der Wand 14 des Gehäuses 4 gelagert ist. In der Nähe ihres gegenüberliegenden Endes, das ein Ritzel 37 bildet, ist die angetriebene Welle 34 durch die Wand 28 gelagert. Vier Zahnräder 29', 30', 31', 32' sind in freilaufender Weise auf der angetriebenen Welle 34 vorgesehen. Diese Zahnräder kämmen dauernd mit den jeweiligen Zahnrädern 29, 30, 31, 32 der Gegenwelle 24, wobei das Zahnrad 29' einstückig auf einem Endteil der Welle 36 ausgebildet ist.
Die Zahnräder 29', 30' sind selektiv mit der angetriebenen Welle 34 über eine synchronisierte Kupplung 38 verbindbar, die in Axialrichtung zwischen diesen eingefügt ist. In genau der gleichen Weise sind die Zahnräder 31', 32' selektiv mit der angetriebenen Welle 34 über eine synchronisierte Kupplung 39 verbindbar, die zwischen den Zahnrädern 31' und 32' eingefügt ist.
Das Zahnrad 19 der zweiten Antriebswelle 8 kämmt mit einem Zahnrad 19', das einstückig auf einer Nabe 35 vorgesehen ist, die winkelmäßig freilaufend an ihren beiden Enden durch die Wand des Gehäuses 4 bzw. durch die Welle 36 gelagert ist. Das Zahnrad 30 der zweiten Antriebswelle 8 kämmt mit einem Zahnrad 20', das freilaufend auf die Welle 36 aufgesetzt ist. Die Zahnräder 19' und 20' sind selektiv mit der Welle 36 über eine synchronisierte Kupplung 40 verbindbar, die in Axialrichtung zwischen diesen eingefügt ist.
Das Zahnrad 21 der ersten Antriebwelle 7 ist antriebsmäßig über ein freilaufendes Reversierzahnrad 41 mit einem Zahnrad 21' verbunden, das fest auf der Welle 36 vorgesehen ist. Aus Vereinfachungsgründen ist das Zahnrad 41, dessen Achse nicht in der Schnittebene der Zeichnung liegt, so gezeigt, als ob es lediglich mit dem Zahnrad 21 kämmt, obwohl es in Wirklichkeit natürlich auch mit dem Zahnrad 21' kämmt.
Die angetriebene Welle 34 bildet die Eingangswelle für die Bereichsreduzierstufe 3 des Getriebes 1. Die Bereichsreduzierstufe 3 umfaßt eine Ausgangswelle 44, die koaxial zur Welle 34 angeordnet ist und mit ihrem einen Ende in dieser gelagert ist, und die in der Nähe ihres gegenüberliegenden Endes einstückig mit dem Ausgangsritzel 45 des Getriebes 1 versehen ist und an diesem Ende in einer Endwand 46 entgegengesetzt zur Wand 6 des Gehäuses 4 gelagert ist. Die Ausgangswelle 44 ist in einer in Axialrichtung festgelegten und winkelmäßig freilaufenden Weise mit einer Hülse 47 versehen, die einstückig ein einen großen Durchmesser aufweisendes Zahnrad 48 und ein einen kleinen Durchmesser aufweisendes Zahnrad 49 bildet, die auf dem auf das Ritzel 37 gerichteten Ende der Hülse bzw. auf dem auf die Endwand 46 des Gehäuses 4 gerichteten Ende der Hülse liegen.
Das Ritzel 37 und das Zahnrad 48 sind selektiv mit der Ausgangswelle 44 über eine synchronisierte Kupplung 50 verbindbar, die in Axialrichtung zwischen dem Ritzel 37 und dem Zahnrad 48 eingefügt ist, so daß die Ausgangswelle 44 einstückig entweder mit der angetriebenen Welle 34 oder der Hülse 47 verbunden werden kann. Die Ausgangswelle 44 ist weiterhin in der Nähe der Wand 46 mit einem Zahnrad 51 versehen.
Das Ritzel 37 und das Zahnrad 48 kämmen dauernd mit einem Zahnrad 52 bzw. einem Zahnrad 53, die einstückig mit einer Hülse 54 ausgebildet sind, die in freilaufender Weise auf eine Gegenwelle 55 aufgesetzt ist, die auf den Wänden 28 und 46 des Gehäuses 4 gelagert ist und eine Achse D parallel zu den Achsen A und C aufweist. Die Gegenwelle 55 ist in winkelmäßig fester Weise mit einer in Axialrichtung verschiebbaren Hülse 56 versehen, die einstückig ein Zahnrad 57 bildet. Die Hülse 56 ist in Axialrichtung zwischen einer ersten Position, in der sie mit der Hülse 54 über eine Keilnutkupplung 58 in Eingriff steht, und einer zweiten Position beweglich, in der das Zahnrad 57 mit dem Zahnrad 49 der Hülse 47 kämmt. Die Gegenwelle 55 ist weiterhin mit einem Zahnrad 60 versehen, das mit dem Zahnrad 51 der Ausgangswelle 44 kämmt.
An dem auf die Endwand 6 des Gehäuses 4 gerichteten Ende ist die Gegenwelle 55 mit einer elastischen Gelenkverbindung 64 mit einer (nicht gezeigten) Zapfwellenvorrichtung verbunden.
Das Zahnrad 60 der Gegenwelle 55 kämmt mit einem einen kleinen Durchmesser aufweisenden Zahnrad 65, das freilaufend auf eine Welle 66 aufgesetzt ist, die eine Achse E parallel zu der Achse D aufweist, und das Zahnrad 65 ist mit der Welle 66 über eine hydraulische Kupplung 67 verbindbar. Die Welle 66 bildet einen weiteren Zapfwellenantrieb 68 des Getriebes 1.
Das Getriebe 1 umfaßt eine elektronische Steuereinheit 75 zur Steuerung der Kupplungen 9, 15 und der synchronisierten Kupplungen 33, 40 in Abhängigkeit von Eingangssignalen, die von manuellen Wähleinrichtungen geliefert werden, die insgesamt mit der Bezugsziffer 76 bezeichnet sind und die weiter unten ausführlicher beschrieben werden. Im einzelnen werden die Kupplungen 19 und 15 durch jeweilige (nicht gezeigte) eingebaute hydraulische Kolben gesteuert, die jeweils auf die Reibscheiben 12 bzw. 18 wirken, und die durch jeweilige, ein proportionales Ansprechverhalten aufweisende, Magnetspulenventile 77, 78 betätigt werden, die von der Einheit 75 gesteuert werden.
Über übliche Übertragungseinrichtungen, beispielsweise gestänge- und gabelartige Einrichtungen, werden die synchronisierten Kupplungen 33, 40 über jeweilige Dreistellungs-Hydraulikventile 80, 81 betätigt, die durch jeweilige Magnetspulenventile 82, 83 gesteuert werden, die ihrerseits von der Einheit 75 gesteuert werden.
Über andere (nicht gezeigte) übliche Übertragungseinrichtungen werden die synchronisierten Kupplungen (38, 39) mechanisch über einen Getriebehebel (84) betätigt, der auf vier Stellungen M1, M2, M3, M4 eingestellt werden kann, die durch die Endstellungen einer H-förmigen Kulissenbahn 86 definiert sind. Der Hebel 84 weist einen Knopf 87 an seinem oberen Ende mit zwei Druckknöpfen L, H auf, die einen Teil der manuellen Auswahleinrichtung 76 bilden. Der Hebel 84 umfaßt Schaltereinrichtungen 90, die in der Technik üblich sind und die daher nicht ausführlich beschrieben werden, und die zur Lieferung elektrischer Eingangssignale 91 an die Steuereinheit 75 in Abhängigkeit von einer manuellen Betätigung der Druckknöpfe L und H bestimmt sind.
Die manuelle Auswahleinrichtung 76 umfaßt weiterhin einen Umsteuerhebel 85, der entlang einer geformten, im wesentlichen geradlinigen Bahn 94 beweglich ist, die einen V-förmigen Mittelabschnitt aufweist und drei stabile Positionen F, N, R des Hebels 85 ausbildet: Eine Mittelstellung (N) und zwei Endstellungen (F, R). Der Hebel 85 weist übliche (nicht ausführ lich beschriebene) Schaltereinrichtungen 95 zur Lieferung von elektrischen Eingangssignalen 96 an die Steuereinheit 75 als Antwort auf eine manuelle Betätigung des Hebels 85 auf.
Die Kupplung 50 und die Hülse 56 werden manuell über einen mechanischen Hebel 97 betätigt, der auf vier Stellungen R1, R2, R3, R4 eingestellt werden kann, die durch die Endstellungen einer H-förmigen Bahn 98 definiert sind, und der Hebel ist selektiv mit der Kupplung 50 und der Hülse 56 über (nicht gezeigte) bekannte Übertragungselemente verbunden.
Das Getriebe 1 arbeitet wie folgt. Aus Gründen der Einfachheit wird ein anfänglicher Betriebszustand des Getriebes 1 angenommen, bei dem die Kupplung 9 geschlossen ist, die Kupplung 15 offen ist, die Kupplung 33 nach rechts gemäß der Zeichnung verschoben ist (Position F des Hebels 85), so daß die Gegenwelle 24 einstückig mit der ersten Antriebswelle 7 verbunden ist, die Kupplung 40 nach links verschoben ist, so daß das Zahnrad 19' einstückig mit der Welle 36 verbunden ist, und die Gegenwelle 24 damit winkelmäßig mit der Eingangswelle 5 verbunden ist.
In dem vorstehenden Zustand arbeitet das Getriebe 1 in der gleichen Weise wie ein übliches Getriebe mit zwei Kaskadenstufen (Hauptstufe 2 und Bereichsreduzierstufe 3). Die Hauptstufe 2 legt vier Getriebeübersetzungsverhältnisse, nämlich m1, m2, m3 und m4 zwischen der Gegenwelle 24 und der angetriebenen Welle 34 fest, indem jeweils eine Antriebsbewegung über Zahnradpaare 32, 32'; 31, 31'; 30, 30' und 29, 29' übertragen wird. Diese Getriebeübersetzungsverhältnisse werden selektiv dadurch eingelegt, daß der Hebel 84 auf entsprechende Positionen M1, M2, M3, M4 verschoben wird, worauf das dem ausgewählten Getriebeübersetzungsverhältnis entsprechende Zahnrad 32', 31', 30', 29' mit der angetriebenen Welle 34 verbunden wird.
Die Bereichsreduzierstufe 3 legt ihrerseits vier Getriebeübersetzungsverhältnisse r1, r2, r3, r4 zwischen der angetriebenen Welle 34 und der Ausgangswelle 44 fest, und damit in Kombination mit der Hauptstufe 2 insgesamt vier Bereiche oder Gruppen von jeweils vier Gängen. Die auf diese Weise festgelegten Getriebeübersetzungsverhältnisse der 16 Gänge werden nachfolgend als die "normalen Gänge" bezeichnet, und sie bilden eine regelmäßige Abstufung und ändern sich stetig von einem Bereich zum nächsten.
Das Verhältnis r1 (Position R1 des Hebels 97) wird dadurch erzielt, daß die Hülse 56 nach rechts bewegt wird, wodurch die Zahnräder 57 und 49 kämmen, so daß das Drehmoment von der angetriebenen Welle 34 zur Hülse 54, zur Hülse 47, zur Gegenwelle 55 und dann zur Ausgangswelle 44 über Zahnradpaare 37-52, 53-48, 49-57 und 60-51 übertragen wird.
Das Verhältnis r3 (Position R3 des Hebels 97) wird dadurch erzielt, daß die Hülse 56 nach links bewegt und somit mit der Hülse 54 verbunden wird, so daß die Bewegung von der angetriebenen Welle 34 zur Hülse 54 und zur damit einstückigen Gegenwelle 55 über das Zahnradpaar 37-52 und schließlich auf die Ausgangswelle 44 über das Zahnradpaar 60-51 übertragen wird.
Das Verhältnis r2 (Position R2 des Hebels 97) wird dadurch erzielt, daß die Kupplung 50 nach rechts bewegt wird, so daß das Zahnrad 48 einstückig mit der Ausgangswelle 44 wird, und das Drehmoment wird von der angetriebenen Welle 34 zur Hülse 54 über das Zahnradpaar 37-52 und von der Hülse 54 auf die Ausgangswelle 44 über das Zahnradpaar 53-48 übertragen.
Schließlich wird das Verhältnis r4 (Position R4 des Hebels 97) dadurch erzielt, daß die Kupplung 50 nach links bewegt wird und damit die Ausgangswelle 44 direkt mit der angetriebenen Welle 44 verbindet.
Ausgehend von einem der vorstehend beschriebenen normalen Gänge stehen drei Möglichkeiten zur Verfügung: Schalten auf einen entsprechenden "niedrigen Gang" unter Verwendung des Knopfes L, Schalten auf einen entsprechenden "hohen Gang", unter Verwendung des Knopfes H, und Schalten auf einen Rückwärtsgang unter Verwendung des Hebels 85.
Die Ausdrücke "niedriger Gang" und "hoher Gang" bezeichnen Hilfsgänge, deren Verhältnisse jeweils bezüglich eines entsprechenden normalen Ganges um ein Intervall verringert bzw. vergrößert sind, das kleiner - zweckmäßigerweise weniger als die Hälfte - als das Intervall zwischen dem Verhältnis des normalen Ganges zu dem ihm benachbarten ist.
Wenn die Getriebeübersetzungsverhältnisse der normalen Gänge allein eine geometrische Abstufung oder Progression mit einem gemeinsamen Quotienten Q bilden, so definieren vorzugsweise die normalen Gänge, die niedrigen Gänge und die hohen Gänge insgesamt eine "engere" Abstufung mit einer gemeinsamen Differenz .
Im einzelnen schaltet, wenn der Knopf L betätigt wird, die Steuereinheit 75 die Magnetspulenventile 77, 78 derart, daß die Kupplung 99 gelöst und gleichzeitig die Kupplung 15 eingerückt wird, und zwar entsprechend vorgegebener Druckänderungen, so daß Drehmoment ohne jede Unterbrechung der Leistung auf die zweite Antriebswelle 8, von der zweiten Antriebswelle 8 auf die Welle 36 über das Zahnradpaar 19-19', auf die Gegenwelle über das Zahnradpaar 29'-29 und von der Gegenwelle 24 auf die Ausgangswelle entlang des Pfades übertragen wird, der weiter oben bezüglich der normalen Gänge beschrieben wurde. Wenn das Getriebeübersetzungsverhältnis, das in der Hauptstufe 2 ausgebildet ist, m1, m2 oder m3 ist, so wird Leistung auf die angetriebene Welle 34 über die Gegenwelle 24 und die entsprechenden Zahnradpaare 32-32', 31-31' oder 30-30' übertragen, während, wenn das Verhältnis m&sup4; ausgebildet ist, die angetriebene Welle direkt mit der Welle 36 verbunden ist, während die. Gegenwelle frei dreht. Die Zahnradpaare 19-19' und 29-29' sind so bemessen, daß sie die oben erwähnte vorgegebene Verringerung bezüglich des entsprechenden normalen Ganges hervorrufen, der durch die direkte Verbindung der ersten Antriebswelle 7 und der Gegenweelle 24 festgelegt ist.
Wenn der Knopf H betätigt wird, um von einem normalen auf einen hohen Gang überzugehen, so schaltet die Steuereinheit 75 das Magnetspulenventil 30, um die Position der Kupplung 40 so zu steuern, daß das Zahnrad 20' mit der Welle 36 verbunden wird, worauf die Magnetspulen 77, 78 geschaltet werden, um die Kupplung 9 zu lösen und gleichzeitig die Kupplung 15 einzurücken, und zwar entsprechend vorgegebener Druckänderungen. Damit wird Drehmoment ohne Unterbrechung der Leistung auf die zweite Antriebswelle 8, von der zweiten Antriebswelle 8 auf die Welle 36 über das Zahnradpaar 20-20', und von der Welle 36 auf die angetriebene Welle 34 und die Ausgangswelle 44 übertragen, wie dies bezüglich des Einlegens des niedrigen Ganges beschrieben wurde. Die Zahnradpaare 20-20' und 29-29' sind so bemessen, daß sie den oben erwähnten vorgegebenn Anstieg bezüglich des entsprechenden normalen Ganges hervorrufen, der durch die direkte Verbindung der ersten Antriebswelle 7 und der Gegenwelle 24 festgelegt ist.
Im umgekehrten Fall, wenn der Hebel 85 ausgehend von einem normalen Gang auf die Rückwärtsstellung (Position R) eingestellt wird, so schaltet die Steuereinheit 75 das Magnetspulenventil 77 so, daß die Kupplung 9 gelöst wird, und sie betätigt dann das Stellglied 80 über das Magnetspulenventil 82, um die Kupplung 33 derart einzustellen, daß sie das Zahnrad 21 winkelmäßig mit der ersten Antriebswelle 7 verbindet, worauf ein erneutes Einrücken der Kupplung 9 erfolgt. Somit werden im Verlauf der vorstehenden Folge die Kupplung 40 und die Kupplung 15 unbeeinflußt gelassen.
Die vorstehende Folge ergibt daher das Schalten auf den Rückwärtsgang, weil die Leistung nicht mehr direkt, sondern über die Zahnräder 21-41-21', die Welle 34 und die Zahnräder 29-29' von der ersten Antriebswelle 7 auf die Gegenwelle 24 übertragen und durch das Leerlaufzahnrad 41 invertiert wird. Durch geeignete Bemessung der Zahnradpaare 21-21' und 29-29' ist es möglich, ein Getriebeübersetzungsverhältnis von 1 (obwohl invertiert) oder mit einem vorgegebenen, von 1 abweichenden Wert zu erzielen.
Ausgehend von einem niedrigen Vorwärtsgang stehen zwei Möglichkeiten zur Verfügung: Zurückschalten auf einen normalen Vorwärtsgang, ohne Unterbrechung des Drehmomentes, durch Betätigen des Knopfes H, oder Schalten auf die Rückwärtsrichtung durch Einstellen des Hebels 85 auf R. Im ersten Fall (Knopf H) schaltet die Steuereinheit 75 lediglich die Magnetspulenventile 77, 78 derart, daß die Kupplung 15 gelöst und gleichzeitig die Kupplung 9 eingerückt wird. Im zweiten Fall (Rückwärtsstellung R des Hebels 85) löst die Steuereinheit 75 die Kupplung 15, verschiebt die Kupplung 33 für einen Eingriff mit dem Zahnrad 21, und rückt die Kupplung 9 ein, so daß Leistung so übertragen wird, wie dies bezüglich des Einlegens eines Rückwärtsganges ausgehend von einem normalen Vorwärtsgang beschrieben wurde.
Ausgehend von einem hohen Vorwärtsgang stehen wiederum zwei Möglichkeiten zur Verfügung: ein direktes Herunterschalten auf einen normalen Vorwärtsgang ohne Unterbrechung des Drehmomentes durch Betätigen des Knopfes L, oder Schalten auf die Rückwärtsrichtung durch Einstellen des Hebels 85 auf die Position R. Im ersten Fall (Knopf L) schaltet die Steuereinheit 75 einfach die Magnetspulenventile 77, 78 derart, daß die Kupplung 15 gelöst und gleichzeitig die Kupplung 9 eingerückt wird. Im zweiten Fall (Rückwärtsstellung R des Hebels 85) löst die Steuereinheit 75 die Kupplung 15, verschiebt die Kupplung 33 zum Einrücken des Zahnrades 21 und rückt die Kupplung 9 ein, so daß Leistung so übertragen wird, wie dies bezüglich des Einlegens eines Rückwärtsganges ausgehend von einem normalen Vorwärtsgang beschrieben wurde. Am Ende der vorstehenden Folge verschiebt die Steuereinheit 75 zweckmäßigerweise außerdem die Kupplung 40 zum Einrücken des Zahnrades 19', um auf diese Weise das Getriebe für das nächste Herunterschalten auf einen niedrigen Gang vorzubereiten.
Schließlich ist es möglich, von einem Rückwärtsgang auf den entsprechenden niedrigen Vorwärtsgang dadurch zu schalten, daß der Hebel 85 auf die Stellung F eingestellt wird, wobei in diesem Fall die Steuereinheit 75 die Kupplung 9 löst und nach folgend die Kupplung 15 einrückt, um den niedrigen Gang einzulegen, weil die Kupplung 40 so eingestellt ist, daß das Zahnrad 19' eingerückt wird.
Die Vorteile des Getriebes gemäß der vorliegenden Erfindung sind aus der vorstehenden Beschreibung verständlich.
Zunächst ist für jeden normalen Gang ein hoher Hilfsgang und ein niedriger Hilfsgang vorgesehen, die ohne Unterbrechung des Drehmomentes und ohne Notwendigkeit einer Betätigung der Hauptkupplung an dem Fahrzeug eingelegt werden können. Hierdurch ergibt sich eine bessere Ausnutzung der Leistung des Motors unter Betriebsbedingungen, die unterschiedliche Arbeitsgeschwindigkeiten beinhalten, wobei insbesondere die Anzahl von Betriebspunkten auf der Kurve maximaler Leistung vergrößert wird.
Weiterhin wird hierdurch eine Einstellung der Arbeitsgeschwindigkeit in der Nähe eines vorgegebenen normalen Ganges erreicht, so daß eine maximale Leistung erzielt und der Ausgang verbessert wird.
Weiterhin bietet jeder normale Gang einen Rückwärtsgang, der ohne Verwendung der Hauptkupplung eingelegt werden kann, was insbesondere nützlich ist, wenn Anbaugeräte, wie z. B. ein Frontlader, betrieben werden.
Schließlich werden die Hilfsgänge und der Rückwärtsgang, der jedem normalen Gang entspricht, jeweils unter Verwendung eines Druckknopfes (L, H) und eines Hebels 85 eingelegt, die elektrische Schalter betätigen, was insbesondere von einem ergonomischen Standpunkt gesehen vorteilhaft ist.
Es ist zu erkennen, daß im Gegensatz zu einer mechanischen Betätigung die Kupplungen 38, 39 durch hydraulische Stellglieder betätigt werden können, die durch die Einheit 75 in Abhängigkeit von der Betätigung des Hebels 84 gesteuert werden, die durch geeignete Wandlereinrichtungen erfaßt wird.

Claims

1. Fahrzeuggetriebe (1) mit einer großen Anzahl von Gängen, insbesondere für Ackerschlepper, mit:

- einer Eingangswelle (5) zum Empfang einer Antriebsbewgung von dem Fahrzeugmotor,

- einer ersten und einer zweiten Antriebswelle (7, 8) koaxial zueinander,

- einer ersten und einer zweiten Hydraulikkupplung 9, (15) zum selektiven Verbinden der Eingangswelle (5) mit der ersten Antriebswelle (7) und der zweiten Antriebswelle (8),

- zumindest einer angetriebenen Welle (34), und

- Getriebeeinrichtungen, die zwischen den ersten und zweiten Antriebswellen (7, 8) und der angetriebenen Welle eingefügt sind und jeweilige Anzahlen von Getriebeübersetzungsverhältnissen festlegen, wobei die Getriebeeinrichtungen folgendes umfassen:

- eine erste Gegenwelle (34), die antriebsmäßig mit der angetriebenen Welle (34) entsprechend einer ersten Anzahl von Getriebeübersetzungsverhältnissen (m1, m2, m3, m4) in Eingriff bringbar ist, und

- erste synchronisierte Kupplungseinrichtungen (33) zum selektiven Verbinden der ersten Gegenwelle (24) mit der ersten Antriebswelle (7) entsprechend einem ersten und einem zweiten Getriebeübersetzungsverhältnis,

dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeeinrichtungen weiterhin folgendes umfassen:

- eine zweite Gegenwelle (36), die antriebsmäßig mit der angetriebenen Welle (34) in Eingriff bringbar ist, und

- zweite synchronisierte Kupplungseinrichtungen (40) zum selektiven Verbinden der ersten Gegenwelle (24) mit der zweiten Antriebswelle (8) über die zweite Gegenwelle (36) entsprechend einem dritten und einem vierten Getriebeübersetzungsverhältnis, das niedriger bzw. höher als das erste Getriebeübersetzungsverhältnis ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung der ersten Gegenwelle (24) bei Verbindung mit der ersten Antriebswelle (7) entsprechend dem ersten Getriebeübersetzungsverhältnis entgegengesetzt zur Drehrichtung der ersten Gegenwelle ist, wenn sie mit der ersten Antriebselle (7) entsprechend dem zweiten Getriebeübersetzungsverhältnis verbunden ist.

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten und vierten Getriebeübersetzungsverhältnisse eine Drehung der ersten Gegenwelle (24) in der gleichen Richtung bewirken.

4. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gegenwelle (24) koaxial zu den ersten und zweiten Antriebswellen (7, 8) ist, und daß die erste synchronisierte Kupplungseinrichtung (33) selektiv die erste Antriebswelle (7) mit der ersten Gegenwelle (24) direkt und über einen invertierenden Antriebsstrang (21, 41, 21') verbindet.

5. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Gegenwelle (36) antriebsmäßig mit der ersten Gegenwelle (24) in Eingriff bringbar ist und selektiv mit der zweiten Antriebswelle (8) über jeweilige Zahnradpaare (19-19', 20-20') verbindbar ist, die jeweils die dritten bzw. vierten Getriebeübersetzungsverhältnisse festlegen und selektiv durch die zweite Kupplungseinrichtung (40) aktiviert werden.

6. Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der invertierende Antriebsstrang ein Zahnrad (21), das mit der ersten Antriebswelle (7) über die erste Kupplungseinrichtung (33) verbindbar ist, ein zweites Zahnrad (21'), das einstückig mit der zweiten Gegenwelle (36) ist, und ein Leerlaufzahnrad (41) umfaßt, das zwischen dem ersten Zahnrad (21) und dem zweiten Zahnrad (21') eingefügt ist.

7. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gegenwelle (24) und die angetriebene Welle (34) über eine Anzahl von Zahnradpaaren (29- 29', ..., 32-32') verbindbar sind, die eine erste Anzahl von Verhältnissen (m1, ..., m4) definieren, wobei ein Zahnrad (29, ..., 32) in jedem Paar (29-29', ..., 32-32') auf eine (24) der Wellen aufgesetzt ist, während das andere Zahnrad (29', ..., 32') in jedem Paar 29-29', ..., 32-32') in freilaufender Weise auf der anderen (34) der Wellen vorgesehen ist, und daß die freilaufenden Zahnräder (29', ..., 32') selektiv mit der jeweiligen Welle (34) über dritte synchronisierte Kupplungseinrichtungen (38, 39) verbindbar sind.

8. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es hydraulische Steuereinrichtungen (77, 78) zur Steuerung der Kupplungen (9, 15), erste Betätigungseinrichtungen (80) für die erste Kupplungseinrichtung (33), zweite Betätigungseinrichtungen (81) für die zweite Kupplungseinrichtung (40) und eine Steuereinheit (75) zur Steuerung der hydraulischen Steuereinrichtungen (77, 78) und der Betätigungseinrichtungen (80, 81) umfaßt.

9. Getriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es eine manuelle Auswahleinrichtung (85, L, H) und Wandlereinrichtungen (90, 95) für die manuelle Auswahleinrichtung (85, L, H) aufweist, die mit der Steuereinheit (75) verbunden ist, um dieser Eingangssignale (91, 96) in Abhängigkeit von der Betätigung der manuellen Auswahleinrichtung (85, L, H) zuzuführen, wobei die Steuereinheit (75) erste und zweite Betätigungseinrichtungen (80, 81) und die hydraulischen Steuereinrichtungen (77, 78) der Kupplungen (9, 15) in Abhängigkeit von den Eingangssignalen (91, 96) und entsprechend vorgegebener Betriebsfolgen steuert.

10. Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die manuelle Auswahleinrichtung (85, L, H) einen ersten Hebel (85) zur Steuerung der ersten Betätigungseinrichtung (80) und zwei Druckknöpfe (L, H) zur Steuerung der zweiten Betätigungseinrichtung (81) umfaßt.

11. Getriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckknöpfe (L, H) auf einem zweiten Hebel (84) zur Steuerung der dritten Kupplungseinrichtung (38, 39) angeordnet sind.

12. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Hauptstufe (2) mit einer Eingangswelle (5) umfaßt, wobei die Kupplungen (9, 15), die angetriebene Welle (34) und die Getriebeeinrichtungen zwischen der Eingangswelle (5) und der angetriebenen Welle (34) eingefügt sind, und daß es weiterhin eine Bereichsreduzierstufe (3) umfaßt, die kaskadenförmig mit der Hauptstufe (2) verbunden ist und die Ausgangswelle (44) des Getriebes (1) und zweite Getriebeeinrichtungen (37, 52, 55, 54, 57) umfaßt, die zwischen der angetriebenen Welle (34) und der Ausgangswelle (44) eingefügt sind und eine zweite Anzahl von Getriebeübersetzungsverhältnissen (R1, ... R4) festlegen.