WO2008092566A1

WO2008092566A1 - Schaltgetriebe mit doppelter kupplung

Info

Publication number: WO2008092566A1
Application number: PCT/EP2008/000307
Authority: WO
Inventors: Matthias Remmler
Original assignee: Gm Global Technology Operations, Inc.
Priority date: 2007-01-30
Filing date: 2008-01-17
Publication date: 2008-08-07
Also published as: DE102007004487A1

Abstract

Ein Schaltgetriebe umfasst zwei sich jeweils von einer last- schaltbaren Kupplung (11, 1r) aus erstreckende Eingangswellen (5, 10; 6), zwei Ausgangswellen (15; 16) und eine Mehrzahl von jeweils eine der Eingangswellen (5, 10; 6) mit einer der Ausgangswellen (15, 16) verbindenden Radzügen (11, 23; 11, 28; 12, 26; 13, 27; 14, 24). Eine erste der Eingangswellen (5, 10) umfasst einen mit einer ersten der lastschaltbaren Kupplungen (11) fest verbundenen ersten Abschnitt (5), einen zweiten Abschnitt (10) und eine Kupplung (a) zwischen dem ersten (5) und dem zweiten Abschnitt (10). Der zweite Abschnitt (10) trägt ein erstes Rad (14), das zusammen mit einem von der ersten Ausgangswelle (15) getragenen Rad (24) zu einem ersten Radzug (14, 24) gehört, und ein zweites Rad (13), das zusammen mit einem von der zweiten Ausgangswelle (16) getragenen Rad (27) zu einem zweiten Radzug (13, 27) gehört.

Description

Schaltgetriebe mit doppelter Kupplung

B e s c h r e i b u n g

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe mit doppelter Kupplung, die ein Schalten zwischen verschiedenen Übersetzungsstufen ohne Kraftflussunterbrechung ermöglicht.

Genauer gesagt betrifft die Erfindung ein Schaltgetriebe mit zwei sich jeweils von einer lastschaltbaren Kupplung aus erstreckenden Eingangswellen, zwei Ausgangswellen und einer Mehrzahl von jeweils eine der Eingangswellen mit einer der Ausgangswellen verbindenden Radzügen.

Ein solches Schaltgetriebe ist aus GB 2 081 825 A bekannt. Dieses herkömmliche Schaltgetriebe erreicht einen kompakten Aufbau, indem Räder der axial hintereinander angeordneten Eingangswellen mit Rädern beider Ausgangswellen kämmen, so dass zwei Übersetzungsstufen unter Verwendung desselben Rades einer der Eingangswellen realisierbar sind, je nachdem, zu welcher der beiden Ausgangswellen ein Kraftschluss hergestellt ist. Um die erforderlichen Kraftschlüsse zu schalten, braucht dieses Schaltgetriebe zwei lastschaltbare Kupplungen an voneinander abgewand- ten Enden der beiden Eingangswellen. Der Platzbedarf dieser

Kupplungen macht die durch die Mehrfachnutzung der Räder der Eingangswellen erreichte Verdichtung der Konstruktion weitgehend zunichte.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein Schaltgetriebe der oben genannten Art zu schaffen, das durch eine andersartige Führung des Kraftflusses eine Mehrfachnutzung von Rädern für verschiedene Übersetzungsstufen und dadurch die Realisierung einer hohen Zahl von Übersetzungsstufen in einem kompakten Aufbau ermöglicht.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Schaltgetriebe mit zwei sich jeweils von einer lastschaltbaren Kupplung aus erstreckenden Eingangswellen, zwei Ausgangswellen und einer Mehrzahl von jeweils eine der Eingangswellen mit einer der Ausgangswellen verbindenden Radzügen, bei dem eine erste der Eingangswellen einen mit einer ersten der lastschaltbaren Kupplungen fest verbundenen ersten Abschnitt, einen zweiten Abschnitt und eine Kupplung zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt umfasst und der zweite Abschnitt ein erstes Rad, das zusammen mit einem von der ersten Ausgangswelle getragenen Rad zu einem ersten Radzug gehört, und ein zweites Rad trägt, das zusammen mit einem von der zweiten Ausgangswelle getragenen Rad zu einem zweiten Radzug gehört. Durch diese zwei Radzüge ist es möglich, die zwei Ausgangswellen über den vom ersten Abschnitt entkoppelten zweiten Abschnitt aneinander drehzukoppeln, so dass eine vom ersten Abschnitt auf die zweite Ausgangswelle übertragene Drehung direkt von der zweiten Ausgangswelle als ein erstes Übersetzungsverhältnis oder von der ersten Ausgangswelle als ein zweites Übersetzungsverhältnis abgegriffen werden kann.

Die zweite Eingangswelle ist vorzugsweise als eine zur ersten Eingangswelle koaxiale Hohlwelle ausgeführt. Dies ermöglicht, die räumliche Trennung der lastschaltbaren Kupplungen zu vermeiden und somit zusätzlich Bauraum einzusparen.

Ein dritter Radzug zum Übertragen einer Eingangswellendrehung auf die zweite Ausgangswelle ist Platz sparend an der hohlen zweiten Eingangswelle angeordnet.

Der dritte Radzug und ein vierter Radzug, der die zweite Eingangswelle mit der ersten Ausgangswelle verbindet, haben vorzugsweise ein von der zweiten Eingangswelle getragenes Rad gemeinsam. Indem dieses Rad zur Realisierung von zwei Uber- setzungsstufen dienen kann, wird Platz und Gewicht eingespart.

Die zweite Ausgangswelle umfasst vorzugsweise eine Vollwelle und eine von der Vollwelle entkoppelbare koaxiale Hohlwelle, die jeweils ein Rad des zweiten und des dritten Radzuges tragt. So ist es möglich, die Drehung auf den nicht starr mit dem ersten Abschnitt gekoppelten zweiten Abschnitt zu übertragen, ohne dass gleichzeitig die Vollwelle direkt über die Hohlwelle angetrieben ist.

Die von der Hohlwelle getragenen Rader des zweiten und des dritten Radzuges sind vorzugsweise voneinander entkoppelbar und jeweils einzeln an die Vollwelle der zweiten Ausgangswelle koppelbar. Somit können zwei Ubersetzungsstufen realisiert werden, indem eine über den dritten Radzug angetriebene Drehung an der Vollwelle der zweiten Ausgangswelle abgegriffen wird, oder indem erster und zweiter Abschnitt der ersten Eingangswelle starr gekoppelt sind und eine über den zweiten Radzug übertragene Drehung von der zweiten Ausgangswelle abgegriffen wird.

Erster und zweiter Abschnitt sind vorzugsweise als Vollwelle bzw. als eine zu der Vollwelle koaxiale Hohlwelle ausgeführt .

Der zweite Abschnitt weist vorzugsweise eine Kupplung, insbesondere eine formschlussige Kupplung oder Sperrsynchronisiereinrichtung, zum Entkuppeln des ersten und des zweiten Rades voneinander auf. Dies ermöglicht die Realisierung unterschiedlicher Übersetzungsverhältnisse, indem eine Drehung des starr an den ersten Abschnitt gekoppelten zweiten Abschnittes wahlweise vom ersten Radzug auf die erste Ausgangswelle oder vom zweiten Radzug auf die zweite Ausgangswelle übertragen wird.

Ein Übersetzungsverhältnis, bei dem ein Kraftfluss vom ersten Abschnitt der ersten Eingangswelle zur zweiten Ausgangswelle, von der zweiten Ausgangswelle über den zweiten Radzug zum zweiten Abschnitt und von dort über den ersten Radzug zur ersten Abtriebswelle stattfindet, hat aufgrund der großen Zahl von beteiligten Radzügen höhere Reibungsverluste als ein unter Beteiligung eines einzigen Radzuges realisierbares Über- Setzungsverhältnis. Indem das erstgenannte Übersetzungsverhältnis das niedrigste von mehreren an dem Schaltgetriebe einstellbaren Übersetzungsverhältnissen ist, ist der Einfluss dieser Reibungsverluste auf das am Ausgang des Schaltgetriebes zur Verfügung stehende Antriebsmoment minimiert. Hinzu kommt, dass bei einem Schaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug dieses niedrigste Übersetzungsverhältnis im Vergleich zu anderen Übersetzungsverhältnissen nur für relativ kurze Zeit genutzt wird, so dass sich auch aus diesem Grund die Reibungsverluste nur gering bemerkbar machen.

Sowohl das unter Einbeziehung des zweiten Abschnittes realisierte Übersetzungsverhältnis als auch die Einbeziehung eines einzigen Rades der zweiten Eingangswelle in zwei verschiedene Radzüge ermöglicht eine Reduzierung der Räderzahl des Getriebes, so dass die Zahl der Ebenen, in denen Radzüge angeordnet sind, um wenigstens eins kleiner gemacht werden kann als die Zahl der an dem Schaltgetriebe einstellbaren Übersetzungsverhältnisse.

Vorteilhaft ist ferner, wenn die Eingangswellen mit gleicher Drehzahl aneinander koppelbar sind. Eine solche

Kopplung, insbesondere im niedrigsten Übersetzungsverhältnis, ermöglicht das Anfahren unter gleichzeitiger Nutzung beider lastschaltbarer Kupplungen. Die während des Schlüpfens der Kupplungen freiwerdende Reibungswärme verteilt sich so auf zwei Kupplungen, so dass die Temperatur wesentlich niedriger bleibt als bei Nutzung einer einzigen Kupplung. Die Kupplungen können daher klein und kompakt ausgelegt werden, was wiederum Platz und Kosten spart.

Infolge der auf beide Kupplungen verteilten Erwärmung ist es ferner möglich, auch bei hohen Antriebsleistungen preis- werte und verlustarme Trockenkupplungen als lastschaltbare Kupplungen einzusetzen.

Um einen Rückwärtsgang zu realisieren, tragen die erste und die zweite Ausgangswelle vorzugsweise zwei direkt miteinander kämmende Räder. Eine eigene Welle für die Realisierung eines Rückwärtsganges ist so überflüssig.

Wenn wenigstens eines der direkt miteinander kämmenden Räder von der es tragenden Ausgangswelle entkoppelbar sind, können diese Räder auch zur Realisierung eines Vorwärtsganges eingesetzt werden.

Insbesondere kann eines der direkt miteinander kämmen- den Räder zu dem ersten Radzug gehören.

An dem Getriebe ist eine Mehrzahl von Gängen mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen einstellbar, wobei vorzugsweise von je zweien dieser Gänge mit benachbarten Überset- Zungsverhältnissen jeweils der eine einen Kraftfluss über die erste Eingangswelle und der andere einen Kraftfluss über die zweite Eingangswelle aufweist. Dies ermöglicht ein Umschalten zwischen den zwei Gängen durch Öffnen der einen lastschaltbaren Kupplung und Schließen der anderen.

Zweckmäßigerweise ist, wenn der eine der zwei Gänge in Betrieb ist, der andere vorwählbar ist. So ist es möglich, den Gangwechsel durch gleichzeitiges Öffnen der einen lastschaltbaren Kupplung und Schließen der anderen, ohne Unterbrechung des Kraftflusses, vorzunehmen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:

Fig . 1 schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Schaltgetriebes ; Fig . 2 bis

Fig. 7 jeweils den Verlauf des Kraftflusses durch das

Schaltgetriebe bei verschiedenen Vor- warts-ÜbersetzungsVerhältnissen;

Fig. 8 eine Übersicht der Stellungen von Schaltmuffen des Getriebes jeweils im Betrieb mit den Übersetzungsverhältnissen der Fig. 2 bis 7 bzw. beim Umschalten zwischen diesen

Übersetzungsverhältnissen; und

Fig. 9 bis

Fig. 11 den Verlauf des Kraftflusses durch das Schalt- getriebe bei verschiedenen Rückwärts-Übersetzungsverhältnissen.

Eine unter Last schaltbare Doppelkupplung 1 des in Fig. 1 schematisch dargestellten Schaltgetriebes umfasst ein mit einer nicht dargestellten Kurbelwelle eines Motors verbundenes Schwungrad 2 sowie zwei Kupplungsscheiben 31, 3r, die unabhängig voneinander mit dem Schwungrad 2 in Reib- und Kraftschluss bringbar sind. Funktionell betrachtet bildet das Schwungrad 2 mit der Kupplungsscheibe 31 und der Kupplungsscheibe 3r jeweils eine vollständige Kupplung, die im Folgenden auch als Kupplung 11 bzw. Kupplung Ir bezeichnet wird. Die Kupplungen 11, Ir können nach dem Fachmann bekannten Prinzipien konstruiert sein, z.B. mit trockenen oder mit zur Kühlung in Öl eingebetteten Kupplungsscheiben. Die im Folgenden beschriebene Funktionsweise des Getriebes ermöglicht die Verwendung von im Aufbau einfacheren und im Betrieb verlustärmeren Trockenkupplungen auch bei hohen Antriebsleistungen . Von der linken Kupplungsscheibe 31 geht eine erste Eingangswelle 5 aus, die sich im Wesentlichen über die gesamte Länge des Getriebes erstreckt. Eine von der rechten Kupplungsscheibe 3r ausgehende und mit einem Gangrad 11 bestückte zweite Eingangs- welle 6 ist hohl und erstreckt sich koaxial zur ersten Eingangswelle 5 bis in die Nähe eines auf der ersten Eingangswelle 5 befestigten Schaltmuffenträgers 7a einer Sperrsynchronisiereinrichtung a. Eine Schaltmuffe 8a der Sperrsynchronisiereinrichtung a ist zwischen einer in Fig. 1 dargestellten Neutralstellung nach links, in Eingriff mit einer an der zweiten Eingangswelle festen Schaltverzahnung 91a, oder nach rechts, in Eingriff mit einer Schaltverzahnung 9ra einer sich in Verlängerung der Welle 6 um die Welle 5 erstreckenden Hohlwelle 10 verschiebbar .

Die Hohlwelle 10 trägt eine Schaltmuffe 8b einer weiteren Sperrsynchronisiereinrichtung b, von der Schaltverzahnungen 91b, 9rb jeweils mit Gangrädern 12, 13 fest verbunden sind. Ein weiteres Gangrad 14 ist unmittelbar an der Hohlwelle 10 be- festigt.

In der vereinfachenden Darstellung der Figur oberhalb und unterhalb der Eingangswellen 5, 6 dargestellte Ausgangswellen 15, 16 erstrecken in einer gegen die Achse der Eingangswellen 5, 6 versetzten Ebene . Die Ausgangswellen 15, 16 umfassen jeweils eine Vollwelle 17 bzw. 18, die mit einem gleichen, nicht dargestellten Differential kämmende Ausgangszahnräder 19 bzw. 20 tragen, sowie zu den Vollwellen 17, 18 konzentrische Hohlwellen 21, 22, die durch eine Sperrsynchronisiereinrichtung e bzw. d an die Vollwelle 17 bzw. 18 ankoppelbar sind. Die Hohlwelle 21 trägt ein Gangrad 23, das mit dem Gangrad 11 der hohlen Eingangswelle 6 kämmt. Alternativ ist durch die Sperrsynchronisiereinrichtung e anstelle des Gangrades 23 ein Gangrad 24 an die Vollwelle 17 ankoppelbar, das mit dem Gangrad 14 der Hohlwelle 10 sowie mit einem Gangrad 25 der Ausgangswelle 16 kämmt. Durch die Sperrsynchronisiereinrichtung d ist entweder das Gangrad 25 oder die Hohlwelle 22 an die Vollwelle 18 ankoppelbar. Die Hohlwelle 22 trägt Gangräder 26, 27, die mit den Gangrädern 12 bzw. 13 kämmen. Eine weitere Sperrsynchronisiereinrichtung c ermöglicht die Ankopplung eines mit dem Gangrad 11 kämmenden Gangrades 28 an die Hohlwelle 22.

Die Arbeitsweise dieses Schaltgetriebes wird anhand der Figuren 2 bis 8 erläutert. Dabei zeigen die Figuren 2 bis 7 jeweils Konfigurationen der Sperrsynchronisiereinrichtungen und den Verlauf des Kraftflusses durch das Getriebe in den Gängen 1 bis 6, und Fig. 8 zeigt eine tabellarische Übersicht über die Konfigurationen der Sperrsynchronisiereinrichtungen in den- einzelnen Gängen bzw. beim Wechsel zwischen Gängen.

Fig. 2 zeigt das Getriebe im 1. Gang beim Anfahren. Die Schaltmuffe 8a der Sperrsynchronisiereinrichtung a ist aus ihrer Neutralstellung nach links verschoben und steht im Eingriff mit der Schaltverzahnung 91a der zweiten Eingangswelle 6. Die Eingangswellen 5, 6 sind dadurch starr aneinandergekoppelt, und die Kupplungen 11, Ir können gleichzeitig geschlossen werden. Beim Schließen der Kupplungen auftretende Reibungswärme verteilt sich daher gleichmäßig auf beide Kupplungsscheiben 31, 3r, so dass die Temperatur der Kupplungsscheiben niedrig und ihr Verschleiß gering bleibt.

Der Kraftfluss, symbolisiert durch eine dicke gestrichelte Linie, verläuft von den beiden Eingangswellen 5, 6 über den aus den Gangrädern 11, 28 bestehenden Radzug, die geschlossene Sperrsynchronisiereinrichtung c, die Hohlwelle 22, den aus den Gangrädern 27, 13 bestehenden Radzug, die aus ihrer Neutralstellung nach rechts, in Eingriff mit einer Schaltverzahnung 9rb, verschobene Schaltmuffe 8b, die Hohlwelle 10, den aus Gangrädern 14, 24 bestehenden Radzug und die aus ihrer Neutralstellung nach rechts verschobene Schaltmuffe 8e zur Vollwelle 17. Bei normalem Fahrbetrieb im 1. Gang ist die Kupplung 11 offen, und die Sperrsynchronisiereinrichtung a befindet sich in ihrer Neutralstellung.

Um ein Schalten in den 2. Gang vorzubereiten, wird die

Schaltmuffe 8a in Eingriff mit der Schaltverzahnung 9ra der Hohlwelle 10 gebracht. Dies ist möglich, da die Kupplung 11 offen ist und die Eingangswelle 5 daher keine Last überträgt.

Um den Wechsel in den 2. Gang durchzuführen, werden gleichzeitig die Kupplung Ir geöffnet und die Kupplung 11 geschlossen. Die Lastübertragung findet nun über die Eingangswelle 5 und die Schaltmuffe 8a zur Hohlwelle 10 statt. Die dadurch lastfrei gewordenen Sperrsynchronisiereinrichtungen b, c werden in ihre Neutralstellung versetzt, um Reibungsverluste durch unnötig drehangetriebene Teile zu minimieren. Dieser Zustand ist in Fig. 3 gezeigt.

Um den Übergang in den 3. Gang vorzubereiten, wird die Sperrsynchronisiereinrichtung c wieder geschlossen, und in der bisher neutralen Sperrsynchronisiereinrichtung d wird die Schaltmuffe 8d nach links verschoben, um die Hohlwelle 22 an die Vollwelle 18 anzukoppeln. Der Übergang in den 3. Gang erfolgt dann durch Schließen der Kupplung Ir und Öffnen der Kupplung 11. Der Kraftfluss geht, wie in Fig. 4 gezeigt, über die zweite Eingangswelle 6, die Gangräder 11, 28, die Sperrsynchronisiereinrichtung c, die Hohlwelle 22 und die Sperrsynchronisiereinrichtung d zur Vollwelle 18. Die hierdurch lastfrei gewordenen Sperrsynchronisiereinrichtungen a, e werden in die Neutralstellung versetzt.

Zur Vorbereitung des Wechsels in den 4. Gang wird die Schaltmuffe 8a nach rechts, in Eingriff mit der Schaltverzahnung 9ra der Hohlwelle 10 und die Schaltmuffe 8b nach links, in Eingriff mit der Schaltverzahnung 91b des Gangrades 12, verscho- ben. Dann wird die Last von der Kupplung Ir auf die Kupplung 11 verlagert. Es resultiert für den 4. Gang der in Fig. 5 gezeigte Kraftfluss von der Welle 5 über die Schaltmuffe 8a, die Hohlwelle 10, die Schaltmuffe 8b, die Gangräder 12, 26, die Hohlwelle 22, die Schaltmuffe 8d zur Vollwelle 18. Die dadurch lastfrei gewordene Sperrsynchronisiereinrichtung c wird in Neutralstellung gebracht .

Um einen Wechsel vom 4. in den 5. Gang vorzubereiten, wird die Schaltmuffe 8e in Eingriff mit der Schaltverzahnung 9re der Hohlwelle 21 gebracht. Es findet erneut ein Lastwechsel, von der Kupplung 11 zur Kupplung Ir, statt, woraus ein Kraftfluss von der Eingangswelle 6 über die Gangräder 11, 23 und die Sperrsynchronisiereinrichtung e zur Vollwelle 17 resultiert, wie in Fig. 6 gezeigt. Die lastfrei gewordenen Sperrsynchronisiereinrichtungen a, b, d werden in Neutralstellung versetzt.

Zur Vorbereitung des Überganges vom 5. zum 6. Gang werden die Schaltmuffen 8a, 8b aus ihrer Neutralstellung nach rechts und die Schaltmuffe 8d nach links verschoben. Durch den sich anschließenden Lastwechsel zur Kupplung 11 ergibt sich ein Kraftfluss über die Eingangswelle 5, die Schaltmuffe 8a, die Hohlwelle 10, die Schaltmuffe 8b, die Gangräder 13, 27 und die Schaltmuffe 8d zur Vollwelle 18.

Das Zurückschalten in den 5. Gang wird vorbereitet durch Verschieben der Schaltmuffe 8e nach links, wodurch das Gangrad 23 an die Vollwelle 17 gekoppelt wird. Das Umschalten in den 5. Gang erfolgt durch Lastwechsel von der Kupplung 11 zur Kupplung Ir; die dadurch lastfreien Sperrsynchronisiereinrichtungen a, b, d werden in Neutralstellung versetzt. So wird der Zustand der Fig. 6 wieder hergestellt.

Das Schalten in den 4. Gang wird vorbereitet durch Verschieben der Schaltmuffen 8a, 8b, 8d nach rechts, links bzw. links; und nach erfolgtem Lastwechsel zur Kupplung 11 geht die Sperrsynchronisiereinrichtung e in Neutralstellung, wie in Fig. 5 gezeigt. Zur Vorbereitung des Schaltens in den 3. Gang wird die Schaltmuffe 8c nach links verschoben; nach Lastwechsel zur Kupplung Ir werden die lastfreien Sperrsynchronisiereinrichtungen a, b in Neutralstellung versetzt.

Der Wechsel in den 2. Gang wird vorbereitet durch Verschieben der Schaltmuffen 8a, 8e nach rechts, und nach erfolgtem Lastwechsel gehen die Schaltmuffen 8c, 8d in Neutralstellung.

Der Wechsel in den 1. Gang wird vorbereitet durch Verschieben der Schaltmuffe 8b nach rechts und der Schaltmuffe 8c nach links. Nach Lastwechsel wird die nun lastfreie Schaltmuffe 8a in Neutralstellung versetzt.

Fig. 8 zeigt eine tabellarische Zusammenstellung der

Schaltvorgänge, wobei in der ersten Spalte der Tabelle jeweils der eingelegte Gang angegeben ist, in der zweiten Spalte D den Normalfahrzustand, PSn einen Vorwahlzustand zur Vorbereitung des Überganges in einen benachbarten Gang n und im Falle des 1. Ganges L den Anfahrzustand bezeichnet. Die den Sperrsynchronisiereinrichtungen 8a bis 8e zugeordneten Buchstaben n, 1, r bezeichnen jeweils die Neutralstellung bzw. die nach links oder rechts verschobene Stellung der Schaltmuffe der betreffenden Sperrsynchronisiereinrichtung. Grau unterlegte Felder bezeichnen Last führende Sperrsynchronisiereinrichtungen. Wie in der Übersicht deutlich zu erkennen ist, erfolgen ümschaltungen der Sperrsynchronisiereinrichtungen, herausgehoben durch eine elliptische Umrahmung, nur im lastfreien Zustand der Sperrsynchronisiereinrichtungen .

Das erfindungsgemäße Getriebe unterstützt eine Mehrzahl von Rückwärtsgängen, deren Kraftfluss in den Figuren 9 bis 11 dargestellt ist. Bei den in Fig. 9 und 10 dargestellten Rückwärtsgängen ist wie im ersten Vorwärtsgang der Fig. 2 eine Kopplung der zwei Eingangswellen 5, 6 aneinander über die Sperrsynchronisiereinrichtung a möglich. Der Kraftfluss des in Fig. 9 gezeigten Rückwärtsganges verläuft von den Eingangswellen 5, 6 über die Gangräder 11, 28, die Hohlwelle 22, die Gangräder 27, 13, die Hohlwelle 10 und die Gangräder 14, 24, 25 zur Vollwelle 18. Der Kraftverlauf im Rückwärtsgang der Fig. 10 ist ähnlich, es sind lediglich die Gangräder 27, 13 gegen die Gangräder 26, 12 ausgetauscht. Der in Fig. 11 gezeigte Rückwärtsgang verläuft von der ersten Eingangswelle 5 über die Sperrsynchronisiereinrichtung a, die Hohlwelle 10, die Gangräder 14, 24, 25 und die Sperrsynchronisiereinrichtung d zur Vollwelle 18.

Die Übersetzungen der Gänge 2 bis 6 sind jeweils durch einen Radzug bestehend aus den Gangrädern 14 und 24, 11 und 26, 12 und 26, 11 und 23 bzw. 13 und 27 festgelegt. Wenn man die Über- Setzungen der Vorwärtsgänge mit i_x, ... , i₆ und die der Rückwärtsgänge mit i_Ri, ..., iiβ bezeichnet, so folgt:

wobei i_R das Übersetzungsverhältnis vom Rad 24 zum Rad 25 bezeich- net,

ΪR3 = (i2 x ΪIR) •

Es sind beispielsweise die folgenden Übersetzungsverhältnisse realisierbar:

Weitere Vorwärtsgänge sind durch Hintereinanderschaltung von drei Radzügen realisierbar, zum Beispiel durch Schalten des Kraftflusses von der Eingangswelle 6 über die Räder 11, 28 zur Hohlwelle 22, von dort über die Räder 26, 12 zur Hohlwelle 10 und schließlich über die Räder 14, 24 zur Ausgangswelle 15. Für die zwei oben dargestellten Beispiele ergeben sich Übersetzungsverhältnisse dieses Gangs i_a von 2,64 bzw. 2,82, was zahlenmäßig zwischen den Gängen 1 und 2 liegt. Dieser Gang ist insbesondere als Anfahrgang bei schlüpfrigem Untergrund, z.B. anstelle des zweiten Gangs im Rahmen einer an sich bekannten „Winterschaltung" brauchbar.

Ein Kraftfluss von der Eingangswelle 5 über die Räder 13, 27 zur Hohlwelle 22 und über die Räder 28, 11, 23 zur Ausgangswelle 15 ergibt ein Übersetzungsverhältnis i_b = (i₆ x is)/i₃ von 0,46 bzw. 0,38, und von der Eingangswelle 5 über die Räder 12, 26 zur Hohlwelle 22 und die Räder 28, 11, 23 zur Ausgangswelle 15 ein Übersetzungsverhältnis i_c = (i₄ x i₅) /i₃ von 0, 66 bzw. 0, 55, jeweils noch jenseits des 6. Ganges.

Weitere Gänge sind ohne Vergrößerung der Abmessungen des Getriebes realisierbar, indem an der Hohlwelle 21 zusätzliche, nicht in den Fig. dargestellte Gangräder vorgesehen werden, die jeweils mit den Gangrädern 12, 13 der Hohlwelle 10 kämmen. Sperrsynchronisiereinrichtungen zum selektiven Entkoppeln dieser zusätzlichen Gangräder können jeweils in einer Ebene mit den vorhandenen Sperrsynchronisiereinrichtungen a und c bzw. b an der Hohlwelle 21 platziert werden.

Es besteht die Möglichkeit, nur über die Kupplungen 11, Ir ohne Unterbrechung des Kraftflusses zwischen Vor- und Rückwärtsgang umzuschalten, indem, während über eine der Kupplungen ein Gang angetrieben wird, für die nicht gleichzeitig im Kraftfluss stehende andere Kupplung ein Gang mit entgegengesetzter Bewegungsrichtung vorgewählt wird. So kann, wenn der erste Vorwärtsgang über die Kupplung Ir angetrieben ist, gleichzeitig über die Kupplung 11 der Rückwärtsgang R3 vorgewählt sein. Oder es kann bei eingelegtem Gang i_a/ der über die Kupplung 11 angetrieben ist, ein über die Kupplung Ir angetriebener Rückwärtsgang wie Rl oder R2 vorgewählt sein. Indem zwischen diesen Vor- und Rückwärtsgängen durch alleinige Nutzung der Kupplungen 11, Ir, ohne Betätigung der Sperrsynchronisiereinrichtungen, umgeschaltet wird, kann ein stecken gebliebenes Fahrzeug sich durch Pendelbewegungen wieder frei arbeiten.

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B e z u g s z e i c h e n l i s t e

Doppelkupplung 1

Kupplungen 11, Ir Schwungrad 2

Kupplungsscheibe 31, 3r

Eingangswelle 5, 6

Schaltmuffenträger 7a, ..., 7e

Schaltmuffe 8a, ..., 8e Schaltverzahnung 91a, 91b, ...,

91e, 9re

Hohlwelle 10

Gangräder 11-14

Ausgangswellen 15, 16 Vollwelle 17, 18

Ausgangszahnrad 19, 20

Hohlwelle 21, 22

Gangrad 23, ..., 28

Claims

15P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Schaltgetriebe mit zwei sich jeweils von einer lastschalt- baren Kupplung (11, Ir) aus erstreckenden Eingangswellen (5, 10; 6), zwei Ausgangswellen (15; 16) und einer Mehrzahl von jeweils eine der Eingangswellen (5, 10; 6) mit einer der Ausgangswellen (15, 16) verbindenden Radzügen (11, 23; 11, 28; 12, 26; 13, 27; 14, 24), dadurch gekennzeichnet, dass eine erste der Eingangswellen (5, 10) einen mit einer ersten der lastschaltbaren Kupplungen (11) verbundenen ersten Abschnitt (5), einen zweiten Abschnitt (10) und eine Kupplung (a) zwischen dem ersten (5) und dem zweiten Abschnitt (10) umfasst, und dass der zweite Abschnitt (10) ein erstes Rad (14), das zusammen mit einem von der ersten Ausgangswelle (15) getragenen Rad (24) zu einem ersten Radzug (14, 24) gehört, und ein zweites Rad (13) trägt, das zusammen mit einem von der zweiten Ausgangswelle (16) getragenen Rad (27) zu einem zweiten Radzug (13, 27) gehört.

2. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Eingangswelle (6) eine zur ersten Eingangswelle (5, 10) koaxiale Hohlwelle ist.

3. Schaltgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Radzug (11, 28) die zweite Eingangswelle (6) mit der zweiten Ausgangswelle (16) verbindet.

4. Schaltgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Radzug (11, 28) und ein vierter Radzug (11, 23), der die zweite Eingangswelle (6) mit der ersten

Ausgangswelle (15) verbindet, ein von der zweiten Eingangswelle (6) getragenes Rad (11) gemeinsam haben.

5. Schaltgetriebe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich- net, dass die zweite Ausgangswelle (16) eine Vollwelle (18) und eine von der Vollwelle (18) entkoppelbare, koaxiale Hohlwelle (22) umfasst, und dass die Hohlwelle (22) jeweils 16

ein Rad (27, 28) des zweiten (13, 27) und des dritten Radzuges (11, 28) trägt.

6. Schaltgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Hohlwelle (22) getragenen Räder (27, 28) des zweiten und des dritten Radzuges (13, 27; 11, 28) voneinander entkoppelbar und jeweils einzeln an die Vollwelle (18) der zweiten Ausgangswelle (16) koppelbar sind.

7. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (5) eine Vollwelle und der zweite Abschnitt (10) eine zu der Vollwelle (5) koaxiale Hohlwelle ist.

8. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (10) eine Kupplung (b) zum Entkuppeln des ersten und des zweiten Rades (13, 14) voneinander aufweist.

9. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gang, bei dem ein Momen- tenfluss vom ersten Abschnitt (5) der ersten Eingangswelle (5, 10) zur zweiten Ausgangswelle (16), von der zweiten Aus- gangswelle (16) über den zweiten Radzug (13, 27) zum zweiten Abschnitt (10) und über den ersten Radzug (14, 24) zur ersten Abtriebswelle (15) stattfindet, das niedrigste von mehreren an dem Schaltgetriebe einstellbaren Übersetzungsverhältnissen hat.

10. Schaltgetriebe nach Anspruch 4 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl der an dem Schaltgetriebe einstellbaren Gänge um wenigstens eins größer ist als die Zahl von Ebenen, in denen Radzüge angeordnet sind. 17

11. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswellen (5, 10; 6) mit gleicher Drehzahl aneinander koppelbar sind.

12. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lastschaltbaren Kupplungen (Ia, Ib) Trockenkupplungen sind.

13. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Ausgangswelle (15; 16) zwei direkt miteinander kämmende Räder (24; 25) tragen.

14. Schaltgetriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der direkt miteinander kämmenden Räder (24; 25) von der es tragenden Ausgangswelle (15, 16) entkoppelbar ist.

15. Schaltgetriebe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eines der direkt miteinander kämmenden Räder (24) zu dem ersten Radzug (14, 24) gehört.

16. Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Gängen mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen einstellbar ist, wobei von je zweien dieser Gänge mit benachbarten Übersetzungsverhältnissen jeweils der eine einen Kraft- fluss über die erste Eingangswelle und der andere einen Kraftfluss über die zweite Eingangswelle aufweist.

17. Schaltgetriebe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass wenn der eine der zwei Gänge in Betrieb ist, der andere vorwählbar ist.