WO2012062536A1

WO2012062536A1 - Gruppengetriebe für kraftfahrzeuge

Info

Publication number: WO2012062536A1
Application number: PCT/EP2011/068079
Authority: WO
Inventors: Gerhard FÜHRER
Original assignee: Zf Friedrichshafen Ag
Priority date: 2010-11-10
Filing date: 2011-10-17
Publication date: 2012-05-18
Also published as: CN103201540A; DE102010043685A1; CN103201540B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gruppengetriebe für Kraftfahrzeuge, umfassend eine Hauptgetriebegruppe (H), eine Splitgruppe (S) sowie eine Rangegruppe (R), eine Einrichtung zur Schaltung von Gängen mit einer drehbar und axial verschiebbar angeordneten Schaltwelle (3) zur Betätigung von Schaltschienen (4, 5, 6, 7, 8), eine eine Kolbenstange (1) aufweisende Servo- oder Schalteinheit zur Unterstützung bzw. Durchführung der Schaltbewegung. Es wird vorgeschlagen, dass die Kolbenstange (1) mit zwei Gruppen von Schaltschienen koppelbar ist, wobei durch die erste Gruppe von Schaltschienen (4, 5, 6) die Gänge der Hauptgetriebegruppe (H) und durch die zweite Gruppe von mindestens zwei Schaltschienen (7, 8) die Split- und die Rangegruppe (S, R) schaltbar sind.

Description

Gruppenqetriebe für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft ein Gruppengetriebe für Kraftfahrzeuge, umfassend eine Hauptgetriebegruppe, eine Splitgruppe sowie eine Rangegruppe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 .

Durch die EP 1 565 674 B1 der Anmelderin wurde ein Gruppengetriebe bekannt, welches ein Hauptgetriebe (Hauptgetriebegruppe) zur Schaltung der Gänge, eine vorgeschaltete Splitgruppe sowie eine nachgeschaltete Bereichs- oder Rangegruppe umfasst. Die Gänge des Hauptgetriebes werden über einen Schalthebel und eine Servounterstützungseinrichtung (Servoeinheit) geschaltet, während die Split- und die Bereichsgruppe jeweils über eigene Schaltzylinder, die über Kippschalter am Schalthebel angesteuert werden, geschaltet werden. Die Gänge des Hauptgetriebes werden also manuell geschaltet, wobei die Schaltkraft des Fahrers durch die Servoeinheit verstärkt wird. Die Kraft zum Schalten von Split- und Rangegruppe wird dagegen ausschließlich durch die beiden Schaltzylinder aufgebracht.

Daneben sind Gruppengetriebe mit ähnlichen Schaltungsvorrichtungen bekannt, die neben einer Hauptgetriebegruppe entweder nur eine Split- oder nur eine Bereichsgruppe aufweisen. Die Schaltungsvorrichtungen der genannten Gruppengetriebe weisen noch Potentiale hinsichtlich einer weiteren Vereinfachung auf.

Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einem Gruppengetriebe der eingangs genannten Art die Schaltung zu vereinfachen und den Bauraum für die Komponenten der Schaltung zu reduzieren.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Servoeinheit mit einer Kolbenstange vorgesehen, welche mit zwei Gruppen von Schaltschienen koppelbar ist, nämlich mit einer ersten Gruppe von Schaltschienen, durch welche die Gänge des Hauptgetriebes geschaltet werden, und mit einer zweiten Gruppe von Schaltschienen, durch welche die Split- und die Rangegruppe geschaltet werden. Damit wird der Vorteil erreicht, dass durch eine Servoeinheit, die im Wesentlichen einen Servozylin- der, einen Kolben und eine Kolbenstange umfasst, sämtliche drei Getriebegruppen des Gruppengetriebes geschaltet werden können. Die Schaltung der Gänge des Hauptgetriebes wird beispielsweise manuell eingeleitet und durch die Servoeinheit unterstützt, während die Schaltung von Split- und Rangegruppe automatisiert durch die Servoeinheit erfolgt, die in diesem Falle als Schalteinheit fungiert. Gegenüber dem Stand der Technik werden somit zwei Schaltzylinder eingespart, was Kosten- und Gewichtsvorteile mit sich bringt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schaltwelle ein erster Wählzylinder mit einer Wählkolbenstange zugeordnet, über welchen die Schaltschienen der zweiten Gruppe, d. h. für die Schaltung der Split- und der Rangegruppe anwählbar sind. Der Wählzylinder und seine Wählkolbenstange steuern also jeweils die Schaltschiene an, welche den betreffenden Schaltvorgang auslösen soll, wobei einer Schaltschiene in der Regel jeweils zwei Gänge zugeordnet sind.

Die vorliegende Erfindung umfasst auch Gruppengetriebe für Kraftfahrzeuge mit einer Hauptgetriebegruppe (H) und entweder einer Splitgruppe (S) oder einer Rangegruppe (R). Erfindungsgemäß weisen diese eine Einrichtung zur Schaltung von Gängen mit einer drehbar und axial verschiebbar angeordneten Schaltwelle zur Betätigung von Schaltschienen und eine eine Kolbenstange aufweisende Servo- oder Schalteinheit zur Unterstützung bzw. Durchführung der Schaltbewegung auf. Bei dieser Ausführungsform ist die Kolbenstange wahlweise mit einer Gruppe von Schaltschienen für die Hauptgetriebegruppe koppelbar, oder mit einer Hilfsgruppen- schaltschiene zur Schaltung der Splitgruppe bzw. der Rangegruppe.

Auch hier wird der Vorteil erreicht, dass durch eine Servoeinheit, die im Wesentlichen einen Servozylinder, einen Kolben und eine Kolbenstange umfasst, sämtliche Getriebegruppen des Gruppengetriebes geschaltet werden können. Gegenüber dem Stand der Technik wird bei dieser Art des Gruppengetriebes mit zwei Getriebe- gruppen ein Schaltzylinder eingespart, was Kosten- und Gewichtsvorteile mit sich bringt.

Bei der Ausführungsform eines Gruppengetriebes mit einer Getriebehauptgruppe und nur einer Split- oder einer Rangegruppe ist der Schaltwelle bevorzugt ein als Zwei-Stellungszylinder ausgebildeter erster Wählzylinder zugeordnet, mit dem entweder die Gruppe von Schaltschienen für die Getriebehauptgruppe oder die Hilfs- gruppenschaltschiene zur Schaltung der Splitgruppe bzw. der Rangegruppe angewählt wird.

Nachfolgend beschriebene bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung können im Zusammenhang mit beiden vorgenannten Ausführungsformen angewendet werden, also mit Gruppengetrieben, die neben einer Getriebehauptgruppe entweder sowohl eine Splitgruppe als auch eine Rangegruppe oder nur eine dieser beiden Hilfsgruppen aufweisen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist auf der Schaltwelle ein von der Kolbenstange der Servoeinheit mitnehmbares erstes Mitnahmeelement wahlweise drehbar oder drehfest und axial beweglich angeordnet. Das erste Mitnahmeelement überträgt eine Längsbewegung der Kolbenstange der Servoeinheit in eine Drehbewegung der Schaltwelle. Die Axialbewegung des ersten Mitnahmeelementes auf der Schaltwelle erfolgt über den ersten Wählzylinder.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Wählkolbenstange des ersten Wählzylinders über eine Feder/Nut- Verbindung mit dem ersten Mitnahmeelement gekoppelt, wobei die Wählkolbenstange eine Axialbewegung auf das erste Mitnahmeelement überträgt, andererseits jedoch eine Drehbewegung des Mitnahmeelements nicht auf die Wählkolbenstange übertragen wird.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das erste Mitnahmeelement ein Mitnahmesegment, vorzugsweise ein Zahnsegment auf, welches in Eingriff mit den Schaltschienen der zweiten Gruppe bzw. der Hilfsgruppenschalt- schiene gebracht werden kann. Damit wird eine Drehbewegung des ersten Mitnah- meelements - je nach Wählstellung - auf die Schaltschiene der Splitgruppe oder der Rangegruppe übertragen, wodurch diese Vorschalt- bzw. Nachschaltgruppe geschaltet wird.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das erste Mitnahmeelement durch Axialverschiebung in Zahneingriff mit einer Zahnmuffe gebracht werden, welche drehfest auf der Schaltwelle angeordnet ist. Über die Zahnmuffe wird eine Drehbewegung vom ersten Mitnahmeelement auf die Schaltwelle übertragen. Dadurch wird die Servounterstützung beim Schalten der Gänge des Hauptgetriebes auf die Schaltwelle übertragen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Zahnmuffe in axialer Richtung der Schaltwelle ortsfest, d. h. fest gegenüber einem Getriebegehäuse angeordnet. Die Zahnmuffe behält somit ihre axiale Position bei, wenn sich die Drehwelle axial verschiebt.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Zahnmuffe mit einer Kupplungsmuffe, die in Umfangsrichtung gehäusefest ist, in Eingriff gebracht werden. Da die Zahnmuffe axial gehäusefest angeordnet ist, wird der Zahneingriff durch Axialverschiebung der Kupplungsmuffe erreicht. Durch die Kupplungsmuffe kann die Handschaltung bei entkoppelter Servounterstützung blockiert werden.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist auf der Schaltwelle ein zweites Mitnahmeelement drehfest angeordnet, welches in Eingriff mit der ersten Gruppe von Schaltschienen gebracht werden kann. Dadurch können die Gänge des Hauptgetriebes geschaltet werden. Dabei wird eine Drehbewegung der Schaltwelle, unterstützt durch die Servoeinheit, in eine Längsbewegung in Richtung der Schaltschienen des Hauptgetriebes übertragen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das zweite Mitnahmeelement Schaltfinger auf, welche durch Axialverschiebung in Eingriff mit jeweils einer Schaltschiene des Hauptgetriebes gebracht werden können. Die Axialverschie- bung des zweiten Mitnahmeelements und der Schaltfinger erfolgt durch die manuell angesteuerte Schaltwelle.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist dem zweiten Mitnahmeelement ein zweiter eine weitere Wählkolbenstange aufweisender Wählzylinder zugeordnet. Der zweite Wählzylinder, der beispielsweise als Dreistellungszylinder ausgebildet ist, wählt die Schaltpositionen für die Gänge des Hauptgetriebes an, sodass das zweite Mitnahmeelement in die betreffende Schaltschiene eingreifen und den Schaltvorgang auslösen kann. Dabei wird die Schaltbewegung durch den als Schaltzylinder fungierenden Servozylinder durchgeführt, d. h. es bedarf keiner Handkraft mehr am Schalthebel, vielmehr wird die volle Schaltkraft durch den als Schaltzylinder wirkenden Servozylinder aufgebracht. Somit wird nach diesem zweiten Aspekt der Erfindung eine automatisierte Schaltung des gesamten Getriebes mit sämtlichen drei Getriebegruppen erreicht.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das zweite Mitnahmeelement mit der Wählkolbenstange des zweiten Wählzylinders formschlüssig über eine Feder/Nut- Verbindung gekoppelt. Dadurch wird eine Axialbewegung von der Wählkolbenstange auf das zweite Mitnahmeelement übertragen, andererseits wird eine Drehbewegung des Mitnahmeelementes nicht auf die Wählkolbenstange übertragen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Wählkolbenstangen des ersten und/oder des zweiten Wählzylinders im Wesentlichen parallel zur Schaltwelle angeordnet. Dadurch ergibt sich eine kompakte Bauweise.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die erste Gruppe von Schaltschienen mindestens drei Schaltschienen, d. h. eine erste Schaltschiene für die Schaltung des ersten und zweiten Ganges, eine zweite Schaltschiene für die Schaltung des dritten und vierten Ganges sowie eine dritte Schaltschiene für einen Rückwärtsgang. Damit können in Verbindung mit der Split- und Rangegruppe insgesamt sechzehn Vorwärtsgänge geschaltet werden. Daneben sind auch Ausführungen mit nur zwei Schaltschienen in der ersten Gruppe der Schaltschienen von der Erfindung umfasst, womit in der Hauptgetriebegruppe drei Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang schaltbar sind und sich für ein Gruppengetriebe mit Split- und Rangegruppe zwölf Vorwärtsgänge ergeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert, wobei sich weitere Merkmale und/oder Vorteile aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung ergeben können. Es zeigen

Fig. 1 ein Gruppengetriebe mit Hauptgetriebegruppe sowie Split- und

Rangegruppe in schematischer Darstellung,

Fig. 2 das Gruppengetriebe mit Getriebeschaltung in einer Draufsicht,

Fig. 3 das Gruppengetriebe mit Getriebeschaltung in einer perspektivischen Darstellung,

Fig. 4 die Getriebeschaltung in einer perspektivischen Darstellung,

Fig. 5 die Getriebeschaltung in einer Schnittdarstellung,

Fig. 6 die Getriebeschaltung in einer weiteren Schnittdarstellung,

Fig. 7 einen Querschnitt durch einen Servomitnehmer und eine Schaltwelle,

Fig. 8 eine Schalt-Wählstellung 3./.4. Gang und Servostellung,

Fig. 9 eine Schalt-Wählstellung 3./4. Gang und Rangegruppenschaltung,

Fig. 10 eine Schalt-Wählstellung 3./4. Gang und Splitgruppenschaltung,

Fig. 1 1 eine Schalt-Wählstellung 1 .12. Gang und Servostellung für

Hauptgetriebegruppe,

Fig. 12 eine Schalt-Wählstellung für den Rückwärtsgang und Servostellung für Hauptgetriebegruppe,

Fig. 13 eine Schalt-Wählstellung für den Rückwärtsgang und Stellung für

Rangegruppenschaltung,

Fig. 14 eine Schalt-Wählstellung für den Rückwärtsgang und Stellung für

Splitgruppenschaltung,

Fig. 15 eine perspektivische Darstellung der Getriebeschaltung mit erstem Wählzylinder und Fig. 16 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Getriebeschaltung mit erstem und zweitem Wählzylinder.

Fig. 1 zeigt ein Gruppengetriebe GG, welches eine Hauptgetriebegruppe H, eine vorgeschaltete Splitgruppe S sowie eine nachgeschaltete Rangegruppe R umfasst, in schematischer Darstellung. Das Gruppengetriebe GG weist eine Antriebswelle AN, eine Abtriebswelle AB sowie eine Vorgelegewelle VG auf. Die Splitgruppe S umfasst zwei schaltbare Übersetzungsstufen K1 , K2, die so genannten Konstanten eins und zwei. Die Hauptgetriebegruppe H umfasst drei Gangübersetzungen G1 , G2, G3 für die Schaltung des ersten, des zweiten und des dritten Ganges. Der vierte Gang ist ein Direktgang. Mit RG ist der Rückwärtsgang bezeichnet. Die nachgeschaltete Rangegruppe R ist als Planetengetriebe P ausgebildet und weist zwei Übersetzungen auf. Die Gänge eins bis vier sowie der Rückwärtsgang der Hauptgetriebegruppe H werden bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform manuell und bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform automatisiert geschaltet. Die Übersetzungen der Split- und Rangegruppe R werden automatisiert geschaltet, z. B. über einen Kippschalter am Schalthebel des Fahrers. Mit dem dargestellten Getriebe sind insgesamt 16 Vorwärtsgänge schaltbar, wobei durch die Splitgruppe Zwischenstufen zwischen den Gangstufen eins bis vier und durch die Rangegruppe R eine Erweiterung des Abtriebsdrehzahlbereiches (größere Spreizung) erreicht werden. Das Gruppengetriebe GG wird bevorzugt bei Nutzfahrzeugen eingesetzt.

Fig. 2 zeigt das Gruppengetriebe GG in einer Ansicht von oben, wobei die vorgeschaltete Splitgruppe mit S, die Hauptgetriebegruppe (auch Handschaltgruppe genannt) mit H und die nachgeschaltete Rangegruppe mit R bezeichnet sind. Die An- und Abtriebswellen sind wie in Fig. 1 mit AN und AB bezeichnet. Das Gruppengetriebe GG weist eine Getriebeschaltung GS auf, die im Folgenden näher erläutert wird.

Fig. 3 zeigt in einer perspektivischen Darstellung das Gruppengetriebe GG, wobei die Splitgruppe als Schaltgabel S, der dritte und vierte Gang als Schaltgabel G3/G4, der erste und der zweite Gang als Schaltgabel G1 /G2, der Rückwärtsgang als Schaltgabel RG und die Rangegruppe als Schaltgabel R dargestellt sind. Jeder Schaltgabel ist eine hier nicht mit Bezugszahlen versehene Schaltschiene zugeordnet. Mit den Schaltschienen ist die Getriebeschaltung GS verbunden, was im Folgenden näher erläutert wird.

Fig. 4 zeigt Einzelheiten der Getriebeschaltung GS: eine Kolbenstange 1 ist Teil einer Servoeinheit, welche im Wesentlichen einen nicht dargestellten Servozylin- der mit Kolben und der Kolbenstange 1 umfasst. Die Kolbenstange 1 wirkt mit einem ersten Mitnahmeelement 2 zusammen, welches auf einer Schaltwelle 3 angeordnet ist. Parallel zur Schaltwelle 3 ist eine Wählkolbenstange 1 5 eines ersten Wählzylinders angeordnet, welcher als Dreistellungszylinder ausgebildet ist und die Schaltpositionen für die Splitgruppe, die Hauptgetriebegruppe und die Rangegruppe anwählt.

Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch die Schaltwelle 3 mit den darauf angeordneten Komponenten der Getriebeschaltung GS. Für die Schaltung der Gänge der Hauptgetriebegruppe H ist eine erste Gruppe von Schaltschienen 4, 5, 6 vorgesehen, wobei die Schaltschiene 4 den Rückwärtsgang, die Schaltschiene 5 den ersten und zweiten Gang und die Schaltschiene 6 den dritten und vierten Gang schaltet. Eine zweite Gruppe von Schaltschienen umfasst eine Schaltschiene 7 zur Schaltung der Splitgruppe S und eine Schaltschiene 8 für die Schaltung der Rangegruppe R. Die Schaltwelle 3 weist ein profiliertes Wellenende 3a auf, an welchem ein nicht dargestelltes Schaltgestänge angreift, welches einen nicht dargestellten Schalthebel im Fahrerhaus des Fahrzeuges des Fahrzeuges mit der Schaltwelle 3 verbindet. Über den Schalthebel kann die Schaltwelle 3 in eine Dreh- oder Axialbewegung versetzt werden, wobei die Drehbewegung dem Schalten der Gänge und die Axialbewegung der Wahl der betreffenden Schaltgasse (nicht dargestellt) dient. Auf der Schaltwelle 3 ist ein zweites Mitnahmeelement 19 angeordnet, welches durch eine Spannhülse 18 in axialer und tangentialer Richtung in Bezug auf die Schaltwelle 3 fixiert ist. Bewegungen der Schaltwelle 3 werden somit direkt auf das zweite Mitnahmeelement 1 9, welches zwei Schaltfinger 1 9a, 19b aufweist, übertragen. Die Schaltfinger 19a, 19b können durch Axialbewegungen der Schaltwelle 3 in Eingriff mit der ersten Gruppe von Schaltschienen 4, 5, 6 gebracht werden. Fig. 6 zeigt weitere Teile der Getriebeschaltung GS, nämlich eine Zahnmuffe 13, welche mittels einer Passfeder 1 2 drehfest auf der Schaltwelle und in axialer Richtung gehäusefest angeordnet ist. Gehäusefest soll hier bedeuten, dass das betreffende Teil gegenüber einem nicht dargestellten Getriebegehäuse in einer oder mehreren Richtungen fixiert ist. Auf der Schaltwelle 3 ist mittelbar - über das erste Mitnahmeelement 2 - eine Kupplungsmuffe 9 axial verschiebbar angeordnet, welche durch ein gehäusefestes Halteblech 1 0 an einer Drehung gehindert wird. Die Kupplungsmuffe 9 ist über einen Sicherungsring 14 in axialer Richtung gegenüber dem ersten Mitnahmeelement 2 gesichert.

Fig. 7 zeigt einen Radialschnitt durch die Schaltwelle 3 im Bereich des ersten Mitnahmeelements 2, auch Servomitnehmer 2 genannt. Der Servomitnehmer 2 weist eine radial abstehende Feder 2a auf, welche in eine korrespondierende Nut 1 6 in der Wählkolbenstange 15 des ersten Wählzylinders eingreift. Die Wählkolbenstange 1 5 ist somit in der Lage, eine Axialbewegung auf den Servomitnehmer 2 zu übertragen, während eine Drehbewegung des Servomitnehmers 2 um die Schaltwelle 3 nicht auf die Wählkolbenstange 1 5 übertragen wird. Der Servomitnehmer 2 weist ferner ein als Zahnsegment 1 1 ausgebildetes Mitnahmesegment auf, welches in ein als Zahnstangenprofil 17 ausgebildetes Mitnahmeprofil der zweiten Gruppe von Schaltschienen 7, 8 eingreift. Damit kann die Drehbewegung des Servomitnehmers 2 in eine Längsbewegung der Schaltschienen 7, 8 umgewandelt werden.

Fig. 8 zeigt eine Schalt-Wählstellung für den dritten und vierten Gang mit Ser- vounterstützung. Die Schaltwelle 3 ist in axialer Richtung manuell, d. h. über das nicht dargestellte Schaltgestänge derart verschoben, dass der Schaltfinger 1 9a des zweiten Mitnahmeelements 19 in die Schaltschienen 6 für den dritten/vierten Gang eingreift. Gleichzeitig ist das erste Mitnahmeelement 2, d. h. der Servomitnehmer 2 mit der Kolbenstange 1 der Servoeinheit gekoppelt, sodass eine Servounterstützung wirksam wird. Die Zahnmuffe 13 weist eine erste Mitnahmeverzahnung 1 3a und eine zweite Mitnahmeverzahnung 1 3b auf, welche sich in Eingriff mit einer Innenverzahnung des Servomitnehmers 2 befindet, sodass die Drehbewegung des Servomitnehmers 2 über die Zahnmuffe 13 auf die Schaltwelle 3 übertragen wird. Damit findet beim Schalten des dritten und vierten Ganges eine Servounterstützung statt. Fig. 9 zeigt eine Schalt-Wählstellung für den dritten und vierten Gang sowie eine aktive Schaltung der Rangegruppe. Der Schaltfinger 19a befindet sich - wie in Fig. 8 dargestellt - im Eingriff mit der Schaltschiene 6. Zusätzlich befindet sich das Zahnsegment 1 1 des Servomitnehmers 2 in Eingriff mit der Schaltschiene 8, welche die Rangegruppe schaltet. In der dargestellten Position ist die Handschaltung blockiert, da sich die Kupplungsmuffe 9 in Zahneingriff mit der Zahnmuffe 1 3 befindet. Gleichzeitig ist der Servomitnehmer 2 frei von der zweiten Mitnahmeverzahnung 1 3b. Die Schaltung der Rangegruppe erfolgt somit automatisch über die Kolbenstange 1 , den Servomitnehmer 2 und dessen Zahnsegment 1 1 . Die Servoeinheit mit Kolbenstange 1 fungiert somit als Schalteinheit. Der Fahrer in Fahrerhaus betätigt für diesen Schaltvorgang nur einen Kippschalter am Schalthebel - hierzu wird auf die eingangs genannte EP 1 565 074 B1 , die hiermit vollumfänglich in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen wird, verwiesen.

Fig. 10 zeigt eine Schalt-Wählstellung für den dritten und vierten Gang und eine aktive Schaltung der vorgeschalteten Splitgruppe: hierzu befindet sich das Zahnsegment 1 1 des Servomitnehmers 2 in Eingriff mit der Schaltschiene 7. Die Handschaltung ist wiederum blockiert, da sich die Kupplungsmuffe 9 in Zahneingriff mit der Zahnmuffe 1 3 befindet. Die Schaltung der Splitgruppe erfolgt wiederum automatisiert durch die Kolbenstange 1 , welche sich in Eingriff mit dem Servomitnehmer 2 befindet und diesen in eine Drehbewegung versetzt. Die Schaltung der Splitgruppe wird durch einen Kippschalter am Schalthebel im Fahrerhaus eingeleitet.

Fig. 1 1 zeigt eine Schalt-Wählstellung für den ersten und zweiten Gang sowie eine aktiv gewählte Servostellung für die handgeschaltete Hauptgetriebegruppe. Der Schaltfinger 19a des zweiten Mitnahmeelements 1 9 befindet sich in Eingriff mit der Schaltschiene 5 zur Schaltung des ersten oder zweiten Ganges. Die Schaltung wird manuell über die Schaltwelle 3 vom Fahrer eingeleitet, wobei eine Servounterstüt- zung über den Servomitnehmer 2 und die Zahnmuffe 1 3 erfolgt. Die Innenverzahnung des Servomitnehmers 2 befindet sich dabei in Zahneingriff mit der zweiten Mitnahmeverzahnung 1 3b der Zahnmuffe 13. Fig. 12 zeigt eine Schalt-Wählstellung für den Rückwärtsgang und eine aktiv gewählte Servounterstützung für den manuellen Schaltvorgang. Der Servomitneh- mer 2 ist einerseits mit der Kolbenstange 1 und andererseits über die Zahnmuffe 13 mit der Schaltwelle 3 gekoppelt. (Diese Stellung des Servomitnehmers 2 entspricht der in Fig. 1 1 ). Der Schalfinger 19b des zweiten Mitnahmeelements 1 9 befindet sich in Eingriff mit der Schaltschiene 4 für den Rückwärtsgang. Die Schaltung erfolgt durch den Fahrer über den Schalthebel. Die daraus resultierende Drehbewegung der Schaltwelle 3 wird durch den Servomitnehmer 2 unterstützt.

Fig. 13 zeigt eine Schalt-Wählstellung für den Rückwärtsgang sowie eine aktiv gewählte Schaltstellung für die Rangegruppe. Dies ergibt die Möglichkeit, einen „schnellen Rückwärtsgang" zu schalten, wenn die schnelle Übersetzung der Rangegruppe gewählt wird. Der Schaltfinger 1 9b ist - wie in Fig. 1 2 - in Eingriff mit der Schaltschiene 4 für den Rückwärtsgang. Der Servomitnehmer 2 ist von der Schaltwelle 3 entkoppelt, d. h. nicht in Eingriff mit der zweiten Mitnahmeverzahnung 1 3b der Zahnmuffe 13. Die Handschaltung ist noch blockiert, da sich die erste Mitnahmeverzahnung 13a in Eingriff mit der Innenverzahnung der Kupplungsmuffe 9 befindet, welche in Umfangsrichtung durch das gehäusefeste Halteblech 10 fixiert ist. Die Schaltung der Rangegruppe erfolgt automatisiert durch Betätigen des Kippschalters am Schalthebel. Die Servoeinheit fungiert somit als Schalteinheit.

Fig. 14 zeigt eine Schalt-Wählstellung für den Rückwärtsgang, wobei sich der zweite Schaltfinger 19b in Eingriff mit der Schaltschiene 4 - wie in Fig. 1 2 und 13 - befindet. Die Handschaltung ist über die gehäusefest abgestützte Kupplungsmuffe 9 und die mit ihr in Eingriff befindliche Zahnmuffe 1 3 über die Schaltwelle 3 blockiert. Der Servomitnehmer 2 ist frei auf der Schaltwelle 3 drehbar und über das Zahnsegment 1 1 in Eingriff mit der Schaltschiene 7 zur Schaltung der Splitgruppe. Die Schaltung wird über die Kolbenstange 1 der Servoeinheit ausgeführt, die hier wiederum als Schalteinheit fungiert. Die Schaltung wird über den Kippschalter am Schalthebel durch den Fahrer ausgelöst. Fig. 15 zeigt die zuvor beschriebene Getriebeschaltung in einer perspektivischen Darstellung, wobei für gleiche Teile die gleichen Bezugsziffern wie in den vorherigen Figuren verwendet sind.

Fig. 16 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Getriebeschaltung, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern, jedoch um ein 1 00 erhöht, bezeichnet sind. Auf der Schaltwelle 1 03 sind der Schaltmitnehmer 1 02 (erstes Mitnahmeelement), die Kupplungsmuffe 109, die Zahnmuffe 1 13 und das zweite Mitnahmeelement 1 19 angeordnet. Der Schaltmitnehmer 102 ist mit der Kolbenstange 1 01 der Servo-/Schalteinheit verbunden. Das zweite Mitnahmeelement 1 19 weist die beiden Schaltfinger 1 1 9a, 1 1 9b zur Betätigung der ersten Gruppe von hier nicht dargestellten Schaltschienen auf. Zusätzlich gegenüber den vorherigen Ausführungsbeispielen ist hier ein zweiter Wählzylinder mit einer Wählkolbenstange 1 00 parallel zur Schaltwelle 103 angeordnet. Die Wählkolbenstange 100 des zweiten Wählzylinders ist über eine Feder/Nut- Verbindung 1 1 9c/100a mit dem zweiten Mitnahmeelement 1 19 verbunden und kann somit das Mitnahmeelement 1 19 in Längsrichtung der Schaltwelle 103 bewegen. Der zweite Wählzylinder ist als Dreistellungszylinder ausgebildet und kann somit die drei Schaltschienen der ersten Gruppe zur Schaltung der Gänge der Hauptgetriebegruppe anfahren. Eine Axialbewegung der Schaltwelle 3 über ein Schaltgestänge ist somit bei dieser Ausführungsform nicht mehr notwendig. Das Schaltgestänge einer manuellen Schaltung entfällt hier. Die Schaltbewegung, d. h. die Rotation der Schaltwelle 103 mit dem zweiten Mitnahmeelement 1 19 wird über die Kolbenstange 1 01 der hier als Schalteinheit fungierenden Servoeinheit durchgeführt. Insofern sind die Wählbewegung (in axialer Richtung) und die Schaltbewegung (in Umfangsrichtung) automatisiert. Die Servo/Schalteinheit mit der Kolbenstange 101 kann somit einerseits die Gänge der Hauptgetriebegruppe und andererseits die Split- und die Rangegruppe (automatisch) schalten. Damit entfallen - gegenüber dem eingangs erwähnten Stand der Technik - zwei Schaltzylinder. Bezuqszeichen

Kolbenstange (Servoeinheit)

erstes Mitnahmeelement (Servomitnehmer)

Schaltwelle

a Wellenende

Schaltschiene (Rückwärtsgang)

Schaltschiene (1 .12. Gang)

Schaltschiene (3./4. Gang)

Schaltschiene (Splitgruppe)

Schaltschiene (Rangegruppe)

Kupplungsmuffe

a Außenverzahnung

0 Halteblech

1 Zahnsegment

2 Passfeder

3 Zahnmuffe

3a erste Mitnahmeverzahnung

3b zweite Mitnahmeverzahnung

4 Sicherungsring

5 Wählkolbenstange (erster Wählzylinder)6 Nut

7 Zahnstangenprofil

8 Spannhülse

9 zweites Mitnahmeelement

9a erster Schaltfinger

9b zweiter Schaltfinger 00 Wählkolbenstange (zweiter Wählzylinder)00a Nut

01 Kolbenstange (Servo/Schalteinheit)02 erstes Mitnahmeelement (Schaltmitnehmer03 Schaltwelle 109 Kupplungsmuffe

1 13 Zahnmuffe

1 15 Wählkolbenstange (erster Wählzylinder)

1 19 zweites Mitnahmeelement

1 19a Schaltfinger

1 19b Schaltfinger

1 19c Feder

H Hauptgetriebegruppe

S Splitgruppe

R Rangegruppe

AN Antriebswelle

AB Abtriebswelle

GG Gruppengetriebe

GS Getriebeschaltung

G1 erster Gang

G2 zweiter Gang

G3 dritter Gang

G4 vierter Gang

RG Rückwärtsgang

Claims

Patentansprüche

1 . Gruppengetriebe für Kraftfahrzeuge, umfassend eine Hauptgetriebegruppe

(H) , eine Splitgruppe (S) sowie eine Rangegruppe (R), eine Einrichtung zur Schaltung von Gängen mit einer drehbar und axial verschiebbar angeordneten Schaltwelle (3) zur Betätigung von Schaltschienen (4, 5, 6, 7, 8), und eine eine Kolbenstange (1 ) aufweisende Servo- oder Schalteinheit zur Unterstützung bzw. Durchführung der Schaltbewegung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (1 ) wahlweise mit einer ersten oder einer zweiten Gruppe von Schaltschienen koppelbar ist, wobei durch die erste Gruppe von Schaltschienen (4, 5, 6) die Gänge der Hauptgetriebegruppe (H) und durch die zweite Gruppe von mindestens zwei Schaltschienen (7, 8) die Split- und die Rangegruppe (S, R) schaltbar sind.

2. Gruppengetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltwelle (3) ein als Drei-Stellungszylinder ausgebildeter, eine Wählkolbenstange (15) aufweisender erster Wählzylinder zugeordnet ist, über welchen wahlweise die erste oder die zweite Gruppe von Schaltschienen und die einzelnen Schaltschienen (7, 8) der zweiten Gruppe anwählbar sind.

3. Gruppengetriebe für Kraftfahrzeuge, umfassend eine Hauptgetriebegruppe (H), sowie entweder eine Splitgruppe (S) oder eine Rangegruppe (R), eine Einrichtung zur Schaltung von Gängen mit einer drehbar und axial verschiebbar angeordneten Schaltwelle (3) zur Betätigung von Schaltschienen (4, 5, 6, 7, 8), und eine eine Kolbenstange (1 ) aufweisende Servo- oder Schalteinheit zur Unterstützung bzw. Durchführung der Schaltbewegung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange

(I ) wahlweise mit einer Gruppe von Schaltschienen, mit der die Hauptgetriebegruppe (H) schaltbar ist, oder mit einer Hilfsgruppenschaltschiene zur Schaltung der Splitgruppe (S) bzw. der Rangegruppe (R) koppelbar ist.

4. Gruppengetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltwelle (3) ein als Zwei-Stellungszylinder ausgebildeter, eine Wählkolbenstange (15) aufweisender erster Wählzylinder zugeordnet ist, über welchen wahlweise die Gruppe von Schaltschienen oder die Hilfsgruppenschaltschiene zur Schaltung der Splitgruppe (S) bzw. der Rangegruppe (R) anwählbar ist.

5. Gruppengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der Kolbenstange (1 ) der Servoeinheit mitnehmbares erstes Mitnahmeelement (2) axial beweglich und wahlweise drehbar oder drehfest auf der Schaltwelle (3) angeordnet ist.

6. Gruppengetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Mitnahmeelement (2) über eine Feder/Nut-Verbindung (16, 2a) mit der Wählkolbenstange (15) des ersten Wählzylinders gekoppelt ist.

7. Gruppengetriebe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Mitnahmeelement (2) ein Mitnahmesegment (1 1 ) aufweist, welches in Eingriff bringbar ist mit den Schaltschienen (7, 8) der zweiten Gruppe bzw. mit der Hilfsgruppenschaltschiene.

8. Gruppengetriebe nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Mitnahmeelement (2) durch Axialverschiebung in Zahneingriff mit einer Zahnmuffe (13) bringbar ist, welche drehfest auf der Schaltwelle (3) angeordnet ist.

9. Gruppengetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnmuffe (13) in axialer Richtung der Schaltwelle ortsfest fixiert ist.

1 0. Gruppengetriebe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnmuffe (1 3) mit einer Kupplungsmuffe (9), die in Umfangsrichtung ortsfest fixiert ist, in Eingriff bringbar ist.

1 1 . Gruppengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Schaltwelle (3) ein zweites Mitnahmeelement (19) drehfest angeordnet ist, welches in Eingriff mit der ersten Gruppe von Schaltschienen (4, 5, 6) bringbar ist.

12. Gruppengetriebe nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Mitnahmeelement (19) Schaltfinger (19a, 19b) aufweist, welche durch Axialverschiebung in Eingriff mit den Schaltschienen (4, 5, 6) der ersten Gruppe bringbar ist.

13. Gruppengetriebe nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem zweiten Mitnahmeelement (1 1 9) ein zweiter eine Wählkolbenstange (100) aufweisender Wählzylinder zugeordnet ist.

14. Gruppengetriebe nach Anspruch 1 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Mitnahmeelement (1 19) und die Wählkolbenstange (100) des zweiten Wählzylinders formschlüssig über eine Feder/Nut- Verbindung (1 19c, 100a) miteinander gekoppelt sind.

15. Gruppengetriebe nach Anspruch 1 3 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wählzylinder als Zwei- oder Drei-Stellungszylinder ausgebildet ist.

16. Gruppengetriebe nach einem der Ansprüche 2 oder 4 bis 1 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wählkolbenstangen (15, 100) des ersten und/oder des zweiten Wählzylinders im Wesentlichen parallel zur Schaltwelle (3, 1 03) angeordnet sind.

1 7. Gruppengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gruppe von Schaltschienen zwei oder drei Schaltschienen (4, 5, 6) umfasst.