WO2014019807A1 - Getriebeschaltelement und verfahren zur betätigung desselben - Google Patents

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WO2014019807A1
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shift element
transmission
gear shift
plane
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Bernard Hunold
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • F16H37/042—Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement
    • F16H37/046—Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement with an additional planetary gear train, e.g. creep gear, overdrive
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    • F16H57/0018—Shaft assemblies for gearings
    • F16H57/0037—Special features of coaxial shafts, e.g. relative support thereof

Definitions

  • the invention relates to a transmission shift element according to the preamble of patent claim 1.
  • Dual-clutch transmissions in various designs are mainly from the car sector, but also from the commercial vehicle sector, known.
  • a transmission input shaft is designed as an outer hollow shaft, in which a second, solid-shaft transmission input shaft is received radially inward.
  • Each of the transmission input shafts is coupled to a clutch and thus gears can be switched under load largely without interruption of traction in a sequential shift sequence.
  • the load switchability takes place in that in each case one of a clutch associated gear is active, while a connection of the other clutch assigned preselected, and the gear change takes place by a temporally overlapping opening and closing of the two clutches.
  • a power shift transmission for a commercial vehicle wherein a sequential power shiftability, with simultaneous Er- the possibility of multiple upshifts or multiple downshifts without traction interruption is to be enabled.
  • Such a transmission is implemented with a double clutch, a split group, a main group and a range group.
  • the transmission according to the invention also has a direct gear for optimal efficiency and at least one traction interruption-free overdrive transmission gear. To realize this, however, many switching elements are installed.
  • the present invention has for its object, especially for dual-clutch transmission to propose a gear shift element or a method for actuating the transmission shift element, so that a transmission is at least in the relevant speed range, at constant speeds in the low speed range, comfortably powershift, and optimized in terms of space and installation work is.
  • a transmission shift element for a transmission with a first and a second transmission shaft having at least two wheel planes, wherein the transmission shift element is arranged on the second transmission shaft.
  • a first part of the transmission shifting element is arranged between a first, left wheel plane and a second, right wheel plane and a second part of the gear shift element is arranged between the first, left wheel plane and the first gear shaft.
  • the first part of the transmission shift element is used for selectively connecting the second transmission shaft with the first gear plane or the second gear plane.
  • the second part of the gear shift element is used to selectively produce or dissolve a connection between the second transmission shaft with the first transmission shaft or other wheel planes.
  • a part of the transmission shifting element is equipped with a spring element.
  • the first part of the transmission Switching element is connected via a connecting element with the second part of the transmission switching element.
  • the connecting element is resiliently connected via the spring element.
  • the spring element can be designed differently and also consist of several springs.
  • five shift positions can be mapped with the transmission shift element according to the invention, since both the first part of the transmission shift element and the second part of the transmission shift element can be provided with a neutral position.
  • the first part of the transmission switching element With the first part of the transmission switching element, the left and right of a first part of the transmission switching element arranged two wheel planes can be switched.
  • the second part of the switching element With the second part of the switching element, another gear can be switched, wherein it is a direct gear when connecting the two waves, which is realized by the connection of the first gear shaft with the second gear shaft. Due to the resilient connection, it is possible at a switched first gear plane at the same time to select the direct gear, so as to produce a Switzerlandkraftunterbrechungsbeaten direct gear can. It would be possible that other gears can be switched by the second part of the transmission switching element and also find switching elements with only one or no neutral position application.
  • an exemplary method would proceed as follows: If the first gear plane lying on the left of the first shift element is engaged and then the first gear shaft is to be connected to the second gear shaft, the second part of the gear shift element is counter to the spring force of a spring element with the first Transmission shaft connected, wherein the first part of the transmission switching element remains connected to the first, left wheel plane as long as a torque applied to the first, left wheel plane and a frictional force between contacting tooth flanks of the first part of the transmission shift element and the tooth flanks of the idler gear of the first, left Wheel plane holds the first part of the transmission switching element in this position.
  • Fig. 1 Schematic structure of the ZF-AS-Tronic transmission with 12 gears
  • Fig. 2 Tabular representation of a gear gradation
  • FIG. 3 Transmission diagram with a transmission shifting element according to the invention
  • FIG. 4 Power flow to FIG. 3
  • FIG. 6 Power flow of the forward gears to FIG. 5
  • Fig. 7 Inventive transmission shift element in direct gear position
  • Fig. 8 gear shift element of Fig. 7 in forward gear position
  • Fig. 1 shows a current transmission scheme of the ZF transmission AS-Tronic with 12 gears.
  • the presented here AS-Tronic transmission shows the state of the art and can not be switched traction interruption free. It is an automated group transmission for commercial vehicles, with a main transmission 2 with three forward gears, one of the main transmission 2 upstream splitter group 4 and a main gear 2 downstream range group 6.
  • the main Transmission is executed in countershaft design and provided here with unsynchroninstrumenten claws 8, 10 as transmission shift elements.
  • the two-stage range group 6 is designed as a planetary gear 24.
  • the main transmission 2 is designed as a direct gearbox with a main shaft 12 and two countershafts 14, 1 6. It has three gear ratios 20, 26, 28 for the forward gears and a gear ratio stage 30 for the reverse gears and is thus formed in three stages.
  • the fixed wheels are rotatably mounted on the countershafts 14, 1 6 and the idler gears rotatably mounted on the main shaft 12.
  • the idler gears can be switched by the double-acting gear shift elements 8, 10.
  • the split group 4 forms two switchable input constants 18, 20.
  • the first idler gear of the first gear ratio is rotatably mounted on the input shaft 32.
  • the second idler gear of the second gear ratio is rotatably supported on the main shaft 12.
  • the synchronized double-sided gear shift element 22 of the two input constants 18, 20 is connected to a clutch 34, which is in communication with a drive, not shown here.
  • the fixed wheels of the two input constants 18, 20 are rotatably mounted on the countershafts 14, 1 6.
  • the two-stage range group 6 is designed in planetary construction with a planetary gear 24.
  • the sun gear 36 is rotatably connected to the output side elongated main shaft 12.
  • the planet carrier 38 is rotatably connected to the output shaft 40 of the range group 6.
  • the ring gear 42 is connected to a double-sided synchronized gear shift member 44 in connection, by means of which the range group 6 alternately by the connection of the ring gear 42 with a fixed housing part 46 in a slow speed and through the Connection of the ring gear 42 with the planet carrier 38 is switchable in a high speed step.
  • FIG. 2 shows a table which shows a possible forward gear step for a transmission according to the invention.
  • the first gear must be translated very large in order to ensure a smooth start-up and maneuvering.
  • the direct gear should be used due to its good efficiency for the main driving range.
  • the transmission according to the invention should continue to be executed with an overdrive (ratio ⁇ 1). This is the twelfth
  • the grading of the main gear is designed here partially progressive.
  • FIG. 3 shows a transmission diagram with a transmission shift element 74 according to the invention with a main transmission 2 with five forward gear levels 48, 50, 52, 54, 56 and a scrub categorybene 58 and two countershafts 14, 1 6, and a range group 6, consisting of a planetary gear 24th consists.
  • the main transmission 2 has a first transmission input shaft 66 which is connected to a first clutch 62 of a dual clutch 64 and a second transmission input shaft 60 which is connected to a second clutch part 68 of the dual clutch 64.
  • two double-acting gear shift elements 70, 72 and an inventive gear shift element 74 are installed, wherein the first gear shift element 70 is connected to the second transmission input shaft 60 and the second gear shift element 72 with the first transmission input shaft 66 of the main transmission 2.
  • the idler gears of the wheel planes 48, 50, 52, 54, 56, 58 are freely rotatable on the transmission main shaft 76 and on the input shafts 60, 66 of the main transmission 2.
  • the fixed wheels of the wheel planes 48, 50, 52, 54, 56, 58 are not rotatably placed on the countershafts 14, 1 6.
  • Each gear shift element 70, 72 has three shift positions.
  • the first gear shift element 70 and the second gear shift element 72 can switch either the right 50, 54 or the left wheel plane 48, 52 or switch in a middle position none of the wheel planes.
  • the third gear shift element 74 has in this example also if three switch positions: left wheel plane (output constant) 56, right wheel plane (reverse constant) 58 and the direct gear by connecting the input shaft 66 with the main shaft 76.
  • the first part of the gear shift element 74 is for switching the forward gear 56 and the circuit of the reverse gear 58 is determined.
  • the second part of the gear shift element 74 is intended for switching the direct gear.
  • a fourth synchronized double-sided gear shift element 78 switches between the two switch positions Fast and Slow, which are generated by the range group 6.
  • the gearbox provides twelve forward gears with one main group 2 and one range group 6.
  • All transmission shift elements 70, 72, 74, 78 are arranged here on or axially to the main shaft in order to facilitate a compact 2-countershaft construction.
  • a power split takes place on two opposing countershafts 14, 1 6, which reduces the storage costs.
  • the gear shift elements 70, 72, 74, 78 can be designed as claws, wherein the synchronization takes place via the double clutch 64.
  • An embodiment of the transmission shift elements 70, 72, 74, 78 as a synchronized transmission shift elements is also possible.
  • the countershafts 14, 1 6 can be decoupled to further reduce the drag losses. It can also be implemented highways. Further space savings can be achieved if one waives the full power shiftability in the main transmission 2. This will be described in more detail in FIGS. 5 and 6. In this case, a wheel plane 54 can be omitted.
  • the power flow resulting from the transmission scheme presented in FIG. 3 is shown in FIG.
  • the gears G1 -G6 are in the slow Collinsed.
  • the first gear G1 is formed by closing the first clutch 62 and transmitting the power via the second gear shift element 72 and via the third gear plane 52 to the countershafts 14, 16. From there, the force is transmitted to the main shaft 76 via the fifth gear plane 56 and the gear shift element 74.
  • the range group 6 is switched to slow.
  • the second gear G2 is formed by actuation of the second clutch 68 and transmission of the force via the first gear shift element 70 and via the second gear plane 50 to the countershafts 14, 16.
  • the range group 6 is switched to slow.
  • the third gear G3 is formed by actuation of the first clutch 62 and transmission of power via the second gear shift element 72 and the fourth gear plane 54 on the countershafts 14, 16. From there, the force is transmitted to the main shaft 76 via the fifth gear plane 56 and the third gear shift element 74.
  • the range group 6 is switched to slow.
  • the fourth gear G4 is formed by actuation of the second clutch 68 and transmission of the force via the first gear shift element 70 and via the first gear plane 48 to the countershafts 14, 16. From there, the force is transmitted to the main shaft 76 via the fifth gear plane 56 and the third gear shift element 74.
  • the range group 6 is switched to slow.
  • the fifth gear G5 is a direct gear with slowly switched range group 6.
  • the first clutch 62 is actuated.
  • the third gear shift element 74 connects the first input shaft 66 to the main shaft 76.
  • the sixth gear G6 is formed by operating the second clutch 68 and transmitting the power via the first gear shift element 70 and via the first gear plane 48 to the countershafts 14, 16. From there, the force is transmitted to the first input shaft 66 via the fourth gear plane 54 and the second gear shift element 72.
  • the first input shaft 66 is connected to the main shaft 76 via the third gear shift element 74. Thus, the force is transmitted to the main shaft 76.
  • the range group 6 is switched to slow.
  • the seventh gear G7 is formed by operating the first clutch 62 and transmitting the power via the second gear shift element 72 and the third gear plane 52 on the countershafts 14, 16. From there, the force is transmitted to the main shaft 76 via the fifth gear plane 56 and the third gear shift element 74.
  • the range group 6 is now set to fast. This results in a switching operation with traction interruption, since the fourth gear shift element 78 must change from its first position to the second position.
  • the eighth gear G8 is formed by operating the second clutch 68 and transmitting the power via the first gear shift element 70 and via the second gear plane 50 to the countershafts 14, 16.
  • the range group 6 is switched to fast.
  • the ninth gear G9 is formed by actuation of the first clutch 62 and transmission of power via the second gear shift element 72 and the fourth gear plane 54 on the countershafts 14, 16. From there, the force is transmitted to the main shaft 76 via the fifth gear plane 56 and the third gear shift element 74.
  • the range group 6 is switched to fast.
  • the tenth gear G10 is formed by operating the second clutch 68 and transmitting the power via the first gear shift element 70 and via the first gear plane 48 to the countershafts 14, 16. From there, the force is transmitted to the main shaft 76 via the fifth gear plane 56 and the third gear shift element 74.
  • the range group 6 is switched to fast.
  • the eleventh gear G1 1 is formed by operating the first clutch 62 and transmitting the power via the direct gear by connecting the first input shaft 66 to the main shaft 76.
  • the range group 6 is switched to fast.
  • the twelfth gear G12 is the overdrive gear and is formed by actuation of the second clutch 68 and transmission of the power via the first gear shift element 70 and via the first gear plane 48 to the countershafts 14, 16. From there, the force is transmitted to the first input shaft 66 via the fourth gear plane 54 and the second gear shift element 72.
  • the first input shaft 66 is connected to the main shaft 76 via the third gear shift element 74. Thus, the force is transmitted to the main shaft 76.
  • the range group 6 is switched to fast. All circuits from seventh to twelfth gear G7- G12 could be switched without traction interruption, since each element could be switched by the double clutch 64 alternately.
  • the first reverse gear GR1 is formed by operating the first clutch 62 and transmitting the power via the second gear shift element 72 and via the third gear plane 52 to the countershafts 14, 16. From there, the force is transmitted to the main shaft 76 via the reverse gear plane 58 and the third gear shift element 74.
  • the range group 6 is switched to slow.
  • the second reverse gear GR2 is formed by actuating the second clutch 68 and transmitting the power via the first gear shift element 70 and via the second gear plane 50 to the countershafts 14, 16. From there, the force is transmitted to the main shaft 76 via the reverse gear plane 58 and the third gear shift element 74.
  • the range group 6 is switched to slow.
  • the third reverse gear GR3 is formed by operating the first clutch 62 and transmitting the power via the second gear shift element 72 and via the fourth gear plane 54 to the countershafts 14, 16. From there, the force is transmitted to the main shaft 76 via the reverse gear plane 58 and the third gear shift element 74.
  • the range group 6 is switched to slow.
  • the fourth reverse gear GR4 is formed by operating the second clutch 68 and transmitting the power via the first gear shift element 70 and via the first gear plane 48 to the countershafts 14, 16. From there, the force is transmitted to the main shaft 76 via the reverse gear plane 58 and the third gear shift element 74.
  • the range group 6 is switched to slow. This shows that as soon as it is necessary to switch over the range group 6, the switching operation can no longer be performed in a load-switchable manner.
  • FIG. 5 shows an alternative transmission scheme in which a wheel plane can be omitted in comparison with FIG. 3.
  • the transmission diagram includes a main transmission 2 with four forward gear levels 48, 50, 52, 56 and a reverse gear plane 58, and a range group 6, which consists of a planetary gear
  • the main transmission 2 has a first transmission input shaft 66 which is connected to a first clutch 62 of a dual clutch 64 and a second transmission input shaft 60 which is connected to a second coupling part 68 of the dual clutch 64.
  • gear shift elements 70, 72, 74 are installed, wherein the first gear shift element 70 is connected to the second input shaft 60 and the second gear shift element 72 with the first input shaft 66 of the main transmission 2.
  • the idler gears of the wheel planes 48, 50, 52, 56, 58 are freely rotatable on the transmission main shaft 76 and on the input shafts 66, 62 of the main gearbox 2.
  • the fixed wheels of the wheel planes 48, 50, 52, 56, 58 are not rotatable on the Countershafts 14, 1 6 placed.
  • Each gear shift element 70, 72 has three shift positions.
  • the first gear shift element 70 and the second gear shift element 72 can switch either the right wheel plane 50, 52 or the left wheel plane 48, 50 or switch in a middle position none of the wheel planes 50, 48, 52.
  • the third gear shift element 74 according to the invention here also has three shift positions: left wheel plane (output constant) 56, right wheel plane (reverse constant) 58 and the direct gear by connecting the input shaft 66 with the main shaft 76.
  • a fourth synchronized double-sided gear shift element 78 is installed in the area group 6 and switches between the two switch positions Fast and Slow, which are generated by the range group 6.
  • FIG. 6 shows the power flow associated with FIG. 5. Only the power flow of the forward gears of the main transmission 2 was shown.
  • the range group 6 can be switched according to Slow or Quick, in order to achieve a doubling of the forward gears G1 -G6. This is analogous to the sequence explained in FIG. 4. Likewise, the possible reverse gears are not shown, in which variant three reverse gears would be possible.
  • the first six gears G1 -G6 are again driven in the slow range group 6.
  • the first gear G1 is formed by closing the first clutch 62 and transmitting the power via the second switching element 72 to the second gear plane 50 on the countershafts 14, 16. From there, the force is transmitted to the main shaft 76 via the fourth gear plane 56 and the third gear shift element 74.
  • the range group 6 is switched to slow. This means that the planetary carrier 38 is connected by the fourth gear shift element 78 with the housing part 46.
  • the second gear G2 is formed by actuating the second clutch 68 and transmitting the power via the first gear shift element 70 to the second gear plane 50 on the countershafts 14, 16. From there, the force is transmitted to the input shaft 66 via the third gear plane 52 and the second gear shift element 72.
  • the range group 6 is switched to slow. In this case, the second gear shift element 72 must change from the position for switching the second gear plane 50 into the position for switching the third gear plane 52. This creates a traction interruption.
  • the third gear G3 is formed by closing the first clutch 62 and transmitting the power via the second gear shift element 72 and via the third gear plane 52 to the countershafts 14, 16. From there, the force is transmitted to the main shaft 76 via the fourth gear plane 56 and the third gear shift element 74.
  • the range group 6 is switched to slow.
  • the fourth gear G4 is formed by actuation of the second clutch 68 and transmission of the force via the first gear shift element 70 and via the first gear plane 48 to the countershafts 14, 16. From there, the force is transmitted to the main shaft 76 via the fourth gear plane 56 and the third gear shift element 74.
  • the range group 6 is switched to slow.
  • the fifth gear G5 is executed by closing the first clutch 62 and connecting the first input shaft 66 to the main shaft 76 as a direct gear.
  • the range group 6 is switched to slow.
  • the sixth gear G6 is formed by actuation of the second clutch 68 and transmission of the force via the first gear shift element 70 and via the first gear plane 48 to the countershafts 14, 16. From there, the force is transmitted to the main shaft 76 via the third gear plane 52 and the second gear shift element 72.
  • the range group 6 is switched to slow.
  • FIGS. 7 to 9 show a possible embodiment according to the invention of the third gear shift element 74 in different shift positions.
  • Fig. 7 shows the third gear shift element 74 when the direct gear is switched.
  • the transmission shifting element 74 is divided into two parts 82, 84.
  • the first part of the gear shift element 82 is responsible for the circuit of the output constant 56 and the circuit of the remindivitykonstanten 58 and is connected via a spring element 80 with a two- th part of the transmission switching element 84 is connected.
  • the second part of the gear shift element 84 switches the direct gear. In the switching position shown here, the main shaft 76 is connected to the input shaft 66 via the second part of the gear shift element 84, thus producing the direct gear.
  • the idler gear of the reverse constant 58 is connected to the transmission main shaft 76 and the rinsegangradsatz 58 connected via the first part of the gear shift element 82.
  • the loose wheel of the output constant 56 is connected to the transmission main shaft 76 via the first part of the gear shift element 82, and this forward gear wheel plane 56 is connected. If now switched by the output constant 56 in the direct gear, the second part of the gear shift element 84 can switch against the spring force of the spring element 80 in the direct gear position, the first part of the gear shift element 82 as long as in the forward gear position remains, as long as a torque at the output constant 56 abuts and the frictional force, which exists between the first part of the transmission switching element 82 and a loose wheel of the output constant 56, the first part of the transmission switching element 82 holds in this position.

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Abstract

Getriebeschaltelement (74) für ein Getriebe mit einer ersten Getriebewelle (66) und einer zweiten, koaxial zur ersten Getriebewelle (66) liegenden Getriebewelle (76) mit mindestens zwei Radebenen, wobei das Getriebeschaltelement (74) auf der zweiten Getriebewelle (76) angeordnet ist, wobei ein erster Teil des Getriebeschaltelements (82) zwischen einer ersten Radebene (56) und einer zweiten Radebene (58) angeordnet ist, wobei dieser erste Teil des Getriebeschaltelements (82) zur wahlweisen Verbindung der zweiten Getriebewelle (82) mit der ersten Radebene (56) oder der zweiten Radebene (58) verwendet wird, und ein zweiter Teil des Getriebeschaltelements (84) zwischen der ersten Radebene (56) und der ersten Getriebewelle (66) angeordnet ist, wobei der zweite Teil des Getriebeschaltelements (84) zur wahlweisen Herstellung oder Auflösung einer Verbindung zwischen der zweiten Getriebewelle (76) mit der ersten Getriebewelle (66) oder einer weiteren Radebene verwendet wird.

Description

GETRIEBESCHALTELEMENT UND VERFAHREN ZUR BETÄTIGUNG DESSELBEN
Die Erfindung betrifft ein Getriebeschaltelement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .
Bei Getrieben für schwere LKWs haben sich Gruppengetriebe mit 12 Gängen mit geometrischer Gangstufung am Markt durchgesetzt. Einen Beitrag zur Verbrauchsreduzierung liefern automatisierte Getriebe durch eine fahrerunabhängige, der Fahrsituation angepasste, optimale Gangwahl.
Doppelkupplungsgetriebe in verschiedenen Bauweisen sind vor allem aus dem PKW-Bereich, aber auch aus dem Nutzfahrzeugbereich, bekannt. Es ist dabei eine Getriebeeingangswelle als eine äußere Hohlwelle ausgebildet, in der eine zweite, als Vollwelle ausgebildete Getriebeeingangswelle radial innen aufgenommen wird. Jede der Getriebeeingangswellen ist dabei mit einer Kupplung gekoppelt und damit können bei einer sequentiellen Schaltabfolge Gänge unter Last weitgehend ohne Zugkraftunterbrechung geschaltet werden. Die Lastschaltbarkeit erfolgt indem jeweils ein der einen Kupplung zugeordneter Gang aktiv ist, während ein der anderen Kupplung zugeordneter Anschlussgang vorgewählt ist, und der Gangwechsel durch ein zeitlich überschneidendes Öffnen und Schließen der beiden Kupplungen erfolgt.
Um den Kraftstoffverbrauch und damit die Emission zu reduzieren, geht der aktuelle Trend dahin, die Motordrehzahl im Hauptbetriebsbereich weiter abzusenken. Bei Nutzfahrzeugen ist dies der Fahrbetrieb auf der Autobahn, ein Betrieb im niedrigen Drehzahlbereich, wobei dem Motor nur eine geringe Leistungsreserve zur Verfügung steht. Verbesserungen bei der Fahrzeugaerodynamik und am Rollwiderstand reduzieren außerdem den Leistungsbedarf und vergrößern den Spielraum zur Drehzahlabsenkung. Bei geringer Leistungsreserve während der Konstantfahrt im niedrigen Drehzahlbereich sind allerdings häufige Rückschaltungen erforderlich. Diese häufigen Schaltungen sind zugkraftunterbrechend und unkomfortabel.
Aus der DE 10 2006 015 661 A1 ist ein lastschaltbares Getriebe für ein Nutzfahrzeug bekannt, wobei eine sequentielle Lastschaltbarkeit, bei gleichzeitiger Er- möglichung von Mehrfachhochschaltungen oder Mehrfachrückschaltungen ohne Zugkraftunterbrechung ermöglicht werden soll. Ein derartiges Getriebe wird mit einer Doppelkupplung, einer Splitgruppe, einer Hauptgruppe und einer Rangegruppe umgesetzt. Das erfindungsgemäße Getriebe verfügt zudem über einen Direktgang für einen optimalen Wirkungsgrad und zumindest einen Zugkraftunterbrechungsfreien Overdrive-Getriebegang. Zur Realisierung werden dabei allerdings viele Schaltelemente verbaut.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, besonders für Doppelkupplungsgetriebe ein Getriebeschaltelement bzw. ein Verfahren zur Betätigung des Getriebeschaltelements vorzuschlagen, so dass ein Getriebe zumindest im relevanten Geschwindigkeitsbereich, bei Konstantfahrten im niedrigen Drehzahlbereich, komfortabel lastschaltbar ist, und hinsichtlich des Bauraums und des Montageaufwands optimiert ist.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 5, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Es wird ein Getriebeschaltelement für ein Getriebe mit einer ersten und einer zweiten Getriebewelle mit mindestens zwei Radebenen vorgeschlagen, wobei das Getriebeschaltelement auf der zweiten Getriebewelle angeordnet ist. Ein erster Teil des Getriebeschaltelements ist dabei zwischen einer ersten, linken Radebene und einer zweiten, rechten Radebene angeordnet und ein zweiter Teil des Getriebeschaltelements ist zwischen der ersten, linken Radebene und der ersten Getriebewelle angeordnet. Der erste Teil des Getriebeschaltelements wird dabei zur wahlweisen Verbindung der zweiten Getriebewelle mit der ersten Radebene oder der zweiten Radebene verwendet Der zweite Teil des Getriebeschaltelements wird zur wahlweisen Herstellung oder Auflösung einer Verbindung zwischen der zweiten Getriebewelle mit der ersten Getriebewelle oder auch weiterer Radebenen verwendet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Teil des Getriebeschaltelements mit einem Federelement ausgestattet. Außerdem ist der erste Teil des Getriebe- schaltelements ist über ein Verbindungselement mit dem zweiten Teil des Getriebeschaltelements verbunden. Das Verbindungselement ist über das Federelement federnd angebunden. Das Federelement kann dabei unterschiedlich ausgebildet sein und auch aus mehreren Federn bestehen.
In einer weiteren Ausführungsform lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Getriebeschaltelement fünf Schaltstellungen abbilden, da sowohl der erste Teil des Getriebeschaltelements als auch der zweite Teil des Getriebeschaltelements mit einer Neutralstellung versehen sein können. Mit dem ersten Teil des Getriebeschaltelements können die links und rechts eines ersten Teils des Getriebeschaltelements angeordneten zwei Radebenen geschaltet werden. Mit dem zweiten Teil des Schaltelements kann ein weiterer Gang geschaltet werden, wobei es sich bei Verbindung der beiden Wellen um einen Direktgang handelt, der durch die Verbindung der ersten Getriebewelle mit der zweiten Getriebewelle verwirklicht wird. Durch die federnde Anbindung ist es möglich bei einer geschalteten ersten Radebene gleichzeitig den Direktgang vorzuwählen, um so einen Zugkraftunterbrechungsfreien Direktgang herstellen zu können. Es wäre möglich, dass auch andere Gänge durch den zweiten Teil des Getriebeschaltelements geschaltet werden können und auch Schaltelemente mit nur einer oder keiner Neutralstellung Anwendung finden.
Ausgehend von den aufgezeigten Ausführungsformen würde ein beispielhaftes verfahren folgendermaßen ablaufen: Wenn die links des ersten Schaltelements liegende erste Radebene geschaltet ist und anschließend die erste Getriebewelle mit der zweiten Getriebewelle verbunden werden soll, wird der zweite Teil des Getriebeschaltelements entgegen der Federkraft eines Federelements mit der ersten Getriebewelle verbunden, wobei der erste Teil des Getriebeschaltelements solange mit der ersten, linken Radebene verbunden bleibt, solange ein Drehmoment an der ersten, linken Radebene anliegt und eine Reibungskraft zwischen sich berührenden Zahnflanken des ersten Teils des Getriebeschaltelements und den Zahnflanken des Losrads der ersten, linken Radebene den ersten Teil des Getriebeschaltelements in dieser Stellung hält. Sobald die Verbindung zwischen dem zweiten Teil des Getriebeschaltelements und der ersten Getriebewelle hergestellt ist und kein ausreichendes Drehmoment an der ersten linken Radebene mehr anliegt, wird der erste Teil des Getriebeschaitelements durch die Federkraft des Federelements in Richtung des zweiten Teils des Getriebeschaitelements geführt und das Losrad der ersten, linken Radebene wird von der zweiten Getriebewelle gelöst.
Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung sind Ausführungsbeispiele beigefügt.
Fig. 1 : Schematischer Aufbau des ZF-AS-Tronic-Getriebes mit 12 Gängen Fig. 2: Tabellarische Darstellung einer Gangstufung
Fig. 3: Getriebeschema mit einem erfindungsgemäßen Getriebeschaltelement Fig. 4: Leistungsfluss zu Fig. 3
Fig. 5: Variante eines Getriebeschemas mit einem erfindungsgemäßen Getriebeschemas
Fig. 6: Leistungsfluss der Vorwärtsgänge zu Fig. 5
Fig. 7: Erfindungsgemäßes Getriebeschaltelement in Direktgangstellung
Fig. 8: Getriebeschaltelement aus Fig. 7 in Vorwärtsgangstellung
Fig. 9: Getriebeschaltelement aus Fig. 7 in Rückwärtsgangstellung
Fig. 1 zeigt ein heutiges Getriebeschema des ZF-Getriebes AS-Tronic mit 12 Gängen. Das hier vorgestellte AS-Tronic-Getriebe zeigt den Stand der Technik und kann nicht zugkraftunterbrechungsfrei geschaltet werden. Es handelt sich dabei um ein automatisiertes Gruppengetriebe für Nutzfahrzeuge, mit einem Hauptgetriebe 2 mit drei Vorwärtsgängen, einer dem Hauptgetriebe 2 vorgeschalteten Splitgruppe 4 und einer dem Hauptgetriebe 2 nachgeschalteten Bereichsgruppe 6. Das Hauptge- triebe ist in Vorgelegebauweise ausgeführt und hier mit unsynchronisierten Klauen 8, 10 als Getriebeschaltelemente versehen. Es sind zwei parallel zur Hauptwelle 12 verlaufende, einander gegenüberliegende Vorgelegewellen 14, 1 6 verbaut. Dies bringt Vorteile zur Optimierung von Gewicht und Bauraum. Die zwei Eingangskonstanten 18, 20 der ebenfalls in Vorgelegebauweise ausgeführten Splitgruppe 4 können durch ein synchronisiertes Getriebeschaltelement 22 geschaltet werden. Die zweistufige Bereichsgruppe 6 ist als Planetengetriebe 24 ausgeführt. Es sind verschiedene Ausführungsformen des AS-Tronic-Getriebes bekannt. Im hier gezeigten Beispiel ist das Hauptgetriebe 2 als Direktganggetriebe mit einer Hauptwelle 12 und zwei Vorgelegewellen 14, 1 6 ausgeführt. Es besitzt drei Übersetzungsstufen 20, 26, 28 für die Vorwärtsgänge und eine Übersetzungsstufe 30 für die Rückwärtsgänge und ist damit dreistufig ausgebildet. Die Festräder sind drehfest auf den Vorgelegewellen 14, 1 6 angeordnet und die Losräder drehbar auf der Hauptwelle12. Die Losräder können durch die doppelseitig wirkenden Getriebeschaltelemente 8, 10 geschaltet werden.
Die Splitgruppe 4 bildet zwei schaltbare Eingangskonstanten 18, 20. Dabei ist das erste Losrad der ersten Übersetzungsstufe drehbar auf der Eingangswelle 32 gelagert. Das zweite Losrad der zweiten Übersetzungsstufe ist drehbar auf der Hauptwelle 12 gelagert. Das synchronisierte doppelseitige Getriebeschaltelement 22 der beiden Eingangskonstanten 18, 20 ist mit einer Kupplung 34 verbunden, die mit einem hier nicht dargestellten Antrieb in Verbindung steht. Die Festräder der beiden Eingangskonstanten 18, 20 sind drehfest auf den Vorgelegewellen 14, 1 6 angeordnet.
Die zweistufige Bereichsgruppe 6 ist in Planetenbauweise mit einem Planetenradsatz 24 ausgeführt. Das Sonnenrad 36 ist dabei dreh fest mit der ausgangsseitig verlängerten Hauptwelle 12 verbunden. Der Planetenträger 38 ist drehfest mit der Ausgangswelle 40 der Bereichsgruppe 6 verbunden. Das Hohlrad 42 steht mit einem doppelseitigen synchronisierten Getriebeschaltelement 44 in Verbindung, mittels dessen die Bereichsgruppe 6 wechselweise durch die Verbindung des Hohlrades 42 mit einem feststehenden Gehäuseteil 46 in eine Langsamfahrstufe und durch die Verbindung des Hohlrades 42 mit dem Planetenträger 38 in eine Schnellfahrstufe schaltbar ist.
In Fig. 2 ist eine Tabelle abgebildet, die eine mögliche Vorwärtsgangstufung für ein erfindungsgemäßes Getriebe aufzeigt. Der erste Gang muss dabei sehr groß übersetzt werden, um ein reibungsloses Anfahren und Rangieren zu gewährleisten. In diesem Beispiel ist der erste Gang mit i=20,12 übersetzt. Der Direktgang soll auf Grund seines guten Wirkungsgrades für den Hauptfahrbereich verwendet werden. Der Direktgang wird ohne Zwischenschaltung eines Gangrades verwirklicht und wird damit mit i=1 übersetzt. Das erfindungsgemäße Getriebe soll weiterhin mit einem Schnellgang (Übersetzung < 1 ) ausgeführt werden. Dies ist hier der zwölfte
Gang G12, der beispielhaft mit i=0,77 übersetzt wird. Die Gangstufung des Hauptgetriebes ist hier teilprogressiv ausgelegt.
Die Fig. 3 zeigt ein Getriebeschema mit einem erfindungsgemäßen Getriebeschaltelement 74 mit einem Hauptgetriebe 2 mit fünf Vorwärtsgangradebenen 48, 50, 52, 54, 56 und einer Rückwärtsgangradebene 58 und zwei Vorgelegewellen 14, 1 6, sowie einer Bereichsgruppe 6, die aus einem Planetenzahnradsatz 24 besteht. Das Hauptgetriebe 2 hat eine erste Getriebeeingangswelle 66, die mit einer ersten Kupplung 62 einer Doppelkupplung 64 verbunden ist und eine zweite Getriebeeingangswelle 60, die mit einem zweiten Kupplungsteil 68 der Doppelkupplung 64 verbunden ist. Im Weiteren sind zwei doppelseitig wirkende Getriebeschaltelemente 70, 72 und ein erfindungsgemäßes Getriebeschaltelement 74 verbaut, wobei das erste Getriebeschaltelement 70 mit der zweiten Getriebeeingangswelle 60 und das zweite Getriebeschaltelement 72 mit der ersten Getriebeeingangswelle 66 des Hauptgetriebes 2 verbunden ist. Die Losräder der Radebenen 48, 50, 52, 54, 56, 58 liegen frei drehbar auf der Getriebehauptwelle 76 bzw. auf den Eingangswellen 60, 66 des Hauptgetriebes 2. Die Festräder der Radebenen 48, 50, 52, 54, 56, 58 sind nicht drehbar auf den Vorgelegewellen 14, 1 6 platziert. Jedes Getriebeschaltelement 70, 72 hat drei Schaltstellungen. Das erste Getriebeschaltelement 70 und das zweite Getriebeschaltelement 72 können entweder die rechte 50, 54 oder die linke Radebene 48, 52 schalten oder in einer Mittelposition keines der Radebenen schalten. Das erfindungsgemäße dritte Getriebeschaltelement 74 hat in diesem Beispiel eben- falls drei Schaltstellungen: linke Radebene (Abtriebskonstante) 56, rechte Radebene (Rückwärtskonstante) 58 und den Direktgang durch Verbindung der Eingangswelle 66 mit der Hauptwelle 76. Der erste Teil des Getriebeschaltelements 74 ist zur Schaltung der Vorwärtsgangradebene 56 und zur Schaltung der Rückwärtsgangradebene 58 bestimmt. Der zweite Teil des Getriebeschaltelements 74 ist zur Schaltung des Direktgangs bestimmt. Muss nun von der Vorwärtsgangebene 56 in den Direktgang geschalten werden, kann der zweite Teil des Getriebeschaltelements 74 entgegen der Federkraft in die Direktgangstellung schalten, wobei der erste Teil des Getriebeschaltelements 74 solange in der Vorwärtsgangstellung bleibt, solange ein Drehmoment an der Vorwärtsgangradebene 56 anliegt und die Reibungskraft das Getriebeschaltelement 74 in der Vorwärtsgangstellung hält. Das Getriebeschaltelement 74 wird in Fig. 7 bis Fig. 9 genauer erläutert. Ein viertes synchronisiertes doppelseitiges Getriebeschaltelement 78 schaltet zwischen den beiden Schaltstellungen Schnell und Langsam, die durch die Bereichsgruppe 6 erzeugt werden. Das Getriebe liefert mit einer Hauptgruppe 2 und einer Bereichsgruppe 6 zwölf Vorwärtsgänge. Alle Getriebeschaltelemente 70, 72, 74, 78 sind hier auf bzw. axial zur Hauptwelle angeordnet, um eine kompakte 2-Vorgelegewellenbauweise zu erleichtern. Durch eine 2- Vorgelegewellenbauweise findet eine Leistungsverzweigung auf zwei einander gegenüberliegenden Vorgelegewellen 14, 1 6 statt, was den Lagerungsaufwand reduziert. Die Getriebeschaltelemente 70, 72, 74, 78 können als Klauen ausgeführt werden, wobei die Synchronisierung über die Doppelkupplung 64 erfolgt. Eine Ausführung der Getriebeschaltelemente 70, 72, 74, 78 als synchronisierte Getriebeschaltelemente ist ebenfalls möglich.
Im Direktgang für den Hauptfahrbereich können die Vorgelegewellen 14, 1 6 zur weiteren Reduzierung der Schleppverluste abgekoppelt werden. Es können ebenfalls Schnellgänge umgesetzt werden. Weitere Bauraumeinsparungen können erreicht werden, wenn man auf die vollständige Lastschaltbarkeit im Hauptgetriebe 2 verzichtet. Dies wird in Fig. 5 und Fig. 6 genauer beschrieben. In diesem Fall kann eine Radebene 54 entfallen.
Der Leistungsfluss, der durch das in Fig. 3 vorgestellte Getriebeschema entsteht, wird in Fig. 4 dargestellt. Die Gänge G1 -G6 werden in der langsamen Be- reichsgruppe gefahren. Der erste Gang G1 wird durch Schließen der ersten Kupplung 62 und Übertragung der Kraft über das zweite Getriebeschaltelement 72 und über die dritte Radebene 52 auf die Vorgelegewellen 14, 1 6 gebildet. Von dort wird die Kraft über die fünfte Radebene 56 und das Getriebeschaltelement 74 auf die Hauptwelle 76 übertragen. Die Bereichsgruppe 6 ist dabei auf Langsam geschaltet. Das bedeutet, dass der Planetenträger 38 durch das vierte Getriebeschaltelement 78 mit dem Gehäuseteil 46 verbunden wird. Der zweite Gang G2 wird durch Betätigung der zweiten Kupplung 68 und Übertragung der Kraft über das erste Getriebeschaltelement 70 und über die zweite Radebene 50 auf die Vorgelegewellen 14, 1 6 gebildet. Von dort wird die Kraft über die fünfte Radebene 56 und das dritte Getriebeschaltelement 74 auf die Hauptwelle 76 übertragen. Die Bereichsgruppe 6 ist dabei auf Langsam geschaltet. Der dritte Gang G3 wird durch Betätigung der ersten Kupplung 62 und Übertragung der Kraft über das zweite Getriebeschaltelement 72 und über die vierte Radebene 54 auf die Vorgelegewellen 14, 1 6 gebildet. Von dort wird die Kraft über die fünfte Radebene 56 und das dritte Getriebeschaltelement 74 auf die Hauptwelle 76 übertragen. Die Bereichsgruppe 6 ist dabei auf Langsam geschaltet. Der vierte Gang G4 wird durch Betätigung der zweiten Kupplung 68 und Übertragung der Kraft über das erste Getriebeschaltelement 70 und über die erste Radebene 48 auf die Vorgelegewellen 14, 1 6 gebildet. Von dort wird die Kraft über die fünfte Radebene 56 und das dritte Getriebeschaltelement 74 auf die Hauptwelle 76 übertragen. Die Bereichsgruppe 6 ist dabei auf Langsam geschaltet. Der fünfte Gang G5 ist ein Direktgang mit auf Langsam geschalteter Bereichsgruppe 6. Die erste Kupplung 62 wird dabei betätigt. Das dritte Getriebeschaltelement 74 verbindet die erste Eingangswelle 66 mit der Hauptwelle 76. Der sechste Gang G6 wird durch Betätigung der zweiten Kupplung 68 und Übertragung der Kraft über das erste Getriebeschaltelement 70 und über die erste Radebene 48 auf die Vorgelegewellen 14, 1 6 gebildet. Von dort wird die Kraft über die vierte Radebene 54 und das zweite Getriebeschaltelement 72 auf die erste Eingangswelle 66 übertragen. Die erste Eingangswelle 66 ist dabei mit der Hauptwelle 76 über das dritte Getriebeschaltelement 74 verbunden. Damit wird die Kraft auf die Hauptwelle 76 übertragen. Die Bereichsgruppe 6 ist dabei auf Langsam geschaltet. Alle Schaltungen vom ersten bis zum sechsten Gang G1 -G6 konnten ohne Zugkraftunterbrechung geschaltet werden, da durch die Doppelkupplung 64 jedes Element abwechselnd geschaltet werden konnte. Der siebte Gang G7 wird durch Betätigung der ersten Kupplung 62 und Übertragung der Kraft über das zweite Getriebeschaltelement 72 und über die dritte Radebene 52 auf die Vorgelegewellen 14, 1 6 gebildet. Von dort wird die Kraft über die fünfte Radebene 56 und das dritte Getriebeschaltelement 74 auf die Hauptwelle 76 übertragen. Die Bereichsgruppe 6 wird nun auf Schnell geschaltet. Dabei entsteht ein Schaltvorgang mit Zugkraftunterbrechung, da das vierte Getriebeschaltelement 78 von seiner ersten Stellung in die zweite Stellung wechseln muss. Der achte Gang G8 wird durch Betätigung der zweiten Kupplung 68 und Übertragung der Kraft über das erste Getriebeschaltelement 70 und über die zweite Radebene 50 auf die Vorgelegewellen 14, 1 6 gebildet. Von dort wird die Kraft über die fünfte Radebene 56 und das dritte Getriebeschaltelement 74 auf die Hauptwelle 76 übertragen. Die Bereichsgruppe 6 ist dabei auf Schnell geschaltet. Der neunte Gang G9 wird durch Betätigung der ersten Kupplung 62 und Übertragung der Kraft über das zweite Getriebeschaltelement 72 und über die vierte Radebene 54 auf die Vorgelegewellen 14, 1 6 gebildet. Von dort wird die Kraft über die fünfte Radebene 56 und das dritte Getriebeschaltelement 74 auf die Hauptwelle 76 übertragen. Die Bereichsgruppe 6 ist dabei auf Schnell geschaltet. Der zehnte Gang G10 wird durch Betätigung der zweiten Kupplung 68 und Übertragung der Kraft über das erste Getriebeschaltelement 70 und über die erste Radebene 48 auf die Vorgelegewellen 14, 1 6 gebildet. Von dort wird die Kraft über die fünfte Radebene 56 und das dritte Getriebeschaltelement 74 auf die Hauptwelle 76 übertragen. Die Bereichsgruppe 6 ist dabei auf Schnell geschaltet. Der elfte Gang G1 1 wird durch Betätigung der ersten Kupplung 62 und Übertragung der Kraft über den Direktgang durch Verbindung der ersten Eingangswelle 66 mit der Hauptwelle 76 gebildet. Die Bereichsgruppe 6 ist dabei auf Schnell geschaltet. Der zwölfte Gang G12 ist der Schnellgang und wird durch Betätigung der zweiten Kupplung 68 und Übertragung der Kraft über das erste Getriebeschaltelement 70 und über die erste Radebene 48 auf die Vorgelegewellen 14, 1 6 gebildet. Von dort wird die Kraft über die vierte Radebene 54 und das zweite Getriebeschaltelement 72 auf die erste Eingangswelle 66 übertragen. Die erste Eingangswelle 66 ist dabei mit der Hauptwelle 76 über das dritte Getriebeschaltelement 74 verbunden. Damit wird die Kraft auf die Hauptwelle 76 übertragen. Die Bereichsgruppe 6 ist dabei auf Schnell geschaltet. Alle Schaltungen vom siebten bis zum zwölften Gang G7- G12 konnten ohne Zugkraftunterbrechung geschaltet werden, da durch die Doppelkupplung 64 jedes Element abwechselnd geschaltet werden konnte.
Es sind im Weiteren vier Rückwärtsgänge GR1 , GR2, GR3, GR4 möglich. Der erste Rückwärtsgang GR1 wird durch Betätigung der ersten Kupplung 62 und Übertragung der Kraft über das zweite Getriebeschaltelement 72 und über die dritte Radebene 52 auf die Vorgelegewellen 14, 1 6 gebildet. Von dort wird die Kraft über die Rückwärtsgangradebene 58 und das dritte Getriebeschaltelement 74 auf die Hauptwelle 76 übertragen. Die Bereichsgruppe 6 wird dabei auf Langsam geschaltet. Der zweite Rückwärtsgang GR2 wir durch Betätigung der zweiten Kupplung 68 und Übertragung der Kraft über das erste Getriebeschaltelement 70 und über die zweite Radebene 50 auf die Vorgelegewellen 14, 1 6 gebildet. Von dort wird die Kraft über die Rückwärtsgangradebene 58 und das dritte Getriebeschaltelement 74 auf die Hauptwelle 76 übertragen. Die Bereichsgruppe 6 ist dabei auf Langsam geschaltet. Der dritte Rückwärtsgang GR3 wir durch Betätigung der ersten Kupplung 62 und Übertragung der Kraft über das zweite Getriebeschaltelement 72 und über die vierte Radebene 54 auf die Vorgelegewellen 14, 1 6 gebildet. Von dort wird die Kraft über die Rückwärtsgangradebene 58 und das dritte Getriebeschaltelement 74 auf die Hauptwelle 76 übertragen. Die Bereichsgruppe 6 ist dabei auf Langsam geschaltet. Der vierte Rückwärtsgang GR4 wir durch Betätigung der zweiten Kupplung 68 und Übertragung der Kraft über das erste Getriebeschaltelement 70 und über die erste Radebene 48 auf die Vorgelegewellen 14, 1 6 gebildet. Von dort wird die Kraft über die Rückwärtsgangradebene 58 und das dritte Getriebeschaltelement 74 auf die Hauptwelle 76 übertragen. Die Bereichsgruppe 6 ist dabei auf Langsam geschaltet. Damit zeigt sich, dass sobald ein Umschalten der Bereichsgruppe 6 nötig wird, der Schaltvorgang nicht mehr lastschaltbar ablaufen kann.
Fig. 5 zeigt ein alternatives Getriebeschema, bei dem im Vergleich zu Fig. 3 eine Radebene entfallen kann. Dabei wird auf die vollständige Lastschaltbarkeit innerhalb eines geschalteten Zustands der Bereichsgruppe 6 verzichtet, allerdings wird die Lastschaltbarkeit im Hauptfahrbereich weiterhin erfüllt. Das Getriebeschema enthält ein Hauptgetriebe 2 mit vier Vorwärtsgangradebenen 48, 50, 52, 56 und einer Rückwärtsgangradebene 58, sowie einer Bereichsgruppe 6, die aus einem Planeten- zahnradsatz 42 besteht, und zwei Vorgelegewellen 14, 1 6. Das Hauptgetriebe 2 hat eine erste Getriebeeingangswelle 66, die mit einer ersten Kupplung 62 einer Doppelkupplung 64 verbunden ist und eine zweite Getriebeeingangswelle 60, die mit einem zweiten Kupplungsteil 68 der Doppelkupplung 64 verbunden ist. Im Weiteren sind im Hauptgetriebe 2 drei Getriebeschaltelemente 70, 72, 74 verbaut, wobei das erste Getriebeschaltelement 70 mit der zweiten Eingangswelle 60 und das zweite Getriebeschaltelement 72 mit der ersten Eingangswelle 66 des Hauptgetriebes 2 verbunden ist. Die Losräder der Radebenen 48, 50, 52, 56, 58 liegen frei drehbar auf der Getriebehauptwelle 76 bzw. auf den Eingangswellen 66, 62 des Hauptgetriebes 2. Die Festräder der Radebenen 48, 50, 52, 56, 58 sind nicht drehbar auf den Vorgelegewellen 14, 1 6 platziert. Jedes Getriebeschaltelement 70, 72 hat drei Schaltstellungen. Das erste Getriebeschaltelement 70 und das zweite Getriebeschaltelement 72 können entweder die rechte Radebene 50, 52 oder die linke Radebene 48, 50 schalten oder in einer Mittelposition keines der Radebenen 50, 48, 52 schalten. Das erfindungsgemäße dritte Getriebeschaltelement 74 hat hier ebenfalls drei Schaltstellungen: linke Radebene (Abtriebskonstante) 56, rechte Radebene (Rückwärtskonstante) 58 und den Direktgang durch Verbindung der Eingangswelle 66 mit der Hauptwelle 76. Ein viertes synchronisiertes doppelseitiges Getriebeschaltelement 78 ist in der Bereichsgruppe 6 verbaut und schaltet zwischen den beiden Schaltstellungen Schnell und Langsam, die durch die Bereichsgruppe 6 erzeugt werden.
In Fig. 6 ist der zu Fig. 5 zugehörige Leistungsfluss dargestellt. Dabei wurde nur der Leistungsfluss der Vorwärtsgänge des Hauptgetriebes 2 abgebildet. Die Bereichsgruppe 6 kann entsprechend Langsam oder Schnell dazugeschalten werden, um eine Verdoppelung der Vorwärtsgänge G1 -G6 zu erreichen. Dies läuft analog zum in Fig. 4 erläuterten Ablauf. Ebenso sind die möglichen Rückwärtsgänge nicht abgebildet, wobei in dieser Variante drei Rückwärtsgänge möglich wären. Die ersten sechs Gänge G1 -G6 werden wiederum in der langsamen Bereichsgruppe 6 gefahren. Der erste Gang G1 wird durch Schließen der ersten Kupplung 62 und Übertragung der Kraft über das zweite Schaltelement 72 auf die zweite Radebene 50 auf die Vorgelegewellen 14, 1 6 gebildet. Von dort wird die Kraft über die vierte Radebene 56 und das dritte Getriebeschaltelement 74 auf die Hauptwelle 76 übertragen. Die Bereichsgruppe 6 ist dabei auf Langsam geschalten. Das bedeutet, dass der Planeten- träger 38 durch das vierte Getriebeschaltelement 78 mit dem Gehäuseteil 46 verbunden wird. Der zweite Gang G2 wird durch Betätigung der zweiten Kupplung 68 und Übertragung der Kraft über das erste Getriebeschaltelement 70 auf die zweite Radebene 50 auf die Vorgelegewellen 14, 1 6 gebildet. Von dort wird die Kraft über die dritte Radebene 52 und das zweite Getriebeschaltelement 72 auf die Eingangswelle 66 übertragen. Die Bereichsgruppe 6 ist dabei auf Langsam geschaltet. Hierbei muss das zweite Getriebeschaltelement 72 aus der Position zum Schalten der zweiten Radebene 50 in die Position zum Schalten der dritten Radebene 52 wechseln. Dabei entsteht eine Zugkraftunterbrechung. Der dritte Gang G3 wird durch Schließen der ersten Kupplung 62 und Übertragung der Kraft über das zweite Getriebeschaltelement 72 und über die dritte Radebene 52 auf die Vorgelegewellen 14, 1 6 gebildet. Von dort wird die Kraft über die vierte Radebene 56 und das dritte Getriebeschaltelement 74 auf die Hauptwelle 76 übertragen. Die Bereichsgruppe 6 ist dabei auf Langsam geschalten. Der vierte Gang G4 wird durch Betätigung der zweiten Kupplung 68 und Übertragung der Kraft über das erste Getriebeschaltelement 70 und über die erste Radebene 48 auf die Vorgelegewellen 14, 1 6 gebildet. Von dort wird die Kraft über die vierte Radebene 56 und das dritte Getriebeschaltelement 74 auf die Hauptwelle 76 übertragen. Die Bereichsgruppe 6 ist dabei auf Langsam geschaltet. Der fünfte Gang G5 wird durch Schließen der ersten Kupplung 62 und Verbindung der ersten Eingangswelle 66 mit der Hauptwelle 76 als Direktgang ausgeführt. Die Bereichsgruppe 6 ist dabei auf Langsam geschalten. Der sechste Gang G6 wird durch Betätigung der zweiten Kupplung 68 und Übertragung der Kraft über das erste Getriebeschaltelement 70 und über die erste Radebene 48 auf die Vorgelegewellen 14, 1 6 gebildet. Von dort wird die Kraft über die dritte Radebene 52 und das zweite Getriebeschaltelement 72 auf die Hauptwelle 76 übertragen. Die Bereichsgruppe 6 ist dabei auf Langsam geschaltet.
Fig. 7 bis Fig. 9 zeigen eine mögliche erfindungsgemäße Ausführungsform des dritten Getriebeschaltelement 74 in verschiedenen Schaltstellungen. Fig. 7 zeigt das dritte Getriebeschaltelement 74 bei geschaltetem Direktgang. Das Getriebeschaltelement 74 ist in zwei Teile 82, 84 geteilt. Der erste Teil des Getriebeschaltelements 82 ist für die Schaltung der Abtriebskonstanten 56 und die Schaltung der Rückwärtskonstanten 58 zuständig und ist über ein Federelement 80 mit einem zwei- ten Teil des Getriebeschaltelements 84 verbunden. Der zweite Teil des Getriebeschaltelements 84 schaltet den Direktgang. In der hier dargestellten Schaltstellung wird über den zweiten Teil des Getriebeschaltelements 84 die Hauptwelle 76 mit der Eingangswelle 66 verbunden und damit der Direktgang hergestellt.
In Fig. 8 ist über den ersten Teil des Getriebeschaltelements 82 das Losrad der Rückwärtskonstanten 58 mit der Getriebehauptwelle 76 verbunden und der Rückwärtsgangradsatz 58 geschaltet.
In Fig. 9 ist über den ersten Teil des Getriebeschaltelements 82 das Losrad der Abtriebskonstanten 56 mit der Getriebehauptwelle 76 verbunden und dieser Vorwärtsgangradebene 56 geschaltet. Wird nun von der Abtriebskonstanten 56 in den Direktgang geschaltet, kann der zweite Teil des Getriebeschaltelements 84 entgegen der Federkraft des Federelements 80 in die Direktgangstellung schalten, wobei der erste Teil des Getriebeschaltelements 82 solange in der Vorwärtsgangstel- lung bleibt, solange ein Drehmoment an der Abtriebskonstante 56 anliegt und die Reibungskraft, die zwischen dem ersten Teil des Getriebeschaltelements 82 und einem Losrad der Abtriebkonstanten 56 besteht, den ersten Teil des Getriebeschaltelements 82 in dieser Stellung hält. Anschließend wird durch die Federkraft des Federelements 80 der erste Teil des Getriebeschaltelements 82 in Richtung des zweiten Teils des Getriebeschaltelements 84 gezogen, so dass anschließend die Stellung des geschalteten Direktgangs, wie in Fig. 7 dargestellt, erreicht wird. Dadurch ist ein vorzeitiges Einlegen des Direktgangs möglich und damit eine zugkraftunterbre- chungsfreie Schaltung in den Direktgang gestattet.
Bezuqszeichen Hauptgetriebe
Splitgruppe
Bereichsgruppe
, 10 Getriebeschaltelement
2 Hauptwelle
4, 1 6 Vorgelegewelle
8 Eingangskonstante
0 Eingangskonstante. Übersetzungsstufe2 Getriebeschaltelement
4 Planetengetriebe
6, 28, 30 Übersetzungsstufe
2 Eingangswelle
4 Kupplung
6 Sonnenrad
8 Planetenträger
0 Ausgangswelle
2 Hohlrad
4 Getriebeschaltelement
6 feststehender Gehäuseteil
8, 50, 52, 54, 56 Vorwärtsgangradebenen8 Rückwärtsgangradebene
0 zweite Getriebeeingangswelle
2 erste Kupplung
4 Doppelkupplung
6 erste Getriebeeingangswelle
8 zweite Kupplung
0, 72, 74 Schaltelement
6 Getriebehauptwelle
8 Getriebeschaltelement
0 Federelement
2 erster Teil des Getriebeschaltelements 74 84 zweiter Teil des Getriebeschaltelements 74 G1 -G12 Vorwärtsgänge 1 -12
GR1 -GR4 Rückwärtsgänge 1 -4

Claims

Patentansprüche
1 . Getriebeschaltelement (74) für ein Getriebe mit einer ersten Getriebewelle (66) und einer zweiten, koaxial zur ersten Getriebewelle (66) liegenden Getriebewelle (76) mit mindestens zwei Radebenen, wobei das Getriebeschaltelement (74) auf der zweiten Getriebewelle (76) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Teil des Getriebeschaltelements (82) zwischen einer ersten Radebene (56) und einer zweiten Radebene (58) angeordnet ist, wobei dieser erste Teil des Getriebeschaltelements (82) zur wahlweisen Verbindung der zweiten Getriebewelle (82) mit der ersten Radebene (56) oder der zweiten Radebene (58) verwendet wird, und ein zweiter Teil des Getriebeschaltelements (84) zwischen der ersten Radebene (56) und der ersten Getriebewelle (66) angeordnet ist, wobei der zweite Teil des Getriebeschaltelements (84) zur wahlweisen Herstellung oder Auflösung einer Verbindung zwischen der zweiten Getriebewelle (76) mit der ersten Getriebewelle (66) oder einer weiteren Radebene verwendet wird.
2. Getriebeschaltelement (74) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Getriebeschaltelements (84) mit einem Federelement (80) ausgestattet ist.
3. Getriebeschaltelement (74) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil des Getriebeschaltelements (82) über ein federnd angebundenes Verbindungselement mit dem zweiten Teil des Getriebeschaltelements (84) verbunden ist.
4. Getriebeschaltelement (74) nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der erste Teil des Getriebeschaltelements (82) als auch der zweite Teil des Getriebeschaltelements (84) mit einer Neutralstellung versehen sind.
5. Getriebeschaltelement (74) nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass nur der erste Teil des Getriebeschaltelements (82) oder der zweite Teil des Getriebeschaltelements (84) mit einer Neutralstellung versehen ist.
6. Verfahren zur Betätigung eines Getriebeschaltelements (74) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenn die erste Radebene (56) geschaltet ist und anschließend die erste Getriebewelle (66) mit der zweiten Getriebewelle (76) verbunden wird, der zweite Teil des Getriebeschaltelements (84) entgegen einer Federkraft des Federelements (80) mit der ersten Getriebewelle (66) verbunden wird, wobei der erste Teil des Getriebeschaltelements (82) solange mit der ersten Radebene (56) verbunden bleibt, solange ein ausreichendes Drehmoment an der ersten Radebene (56) anliegt und eine Reibungskraft zwischen sich berührenden Zahnflanken des ersten Teils des Getriebeschaltelements (82) und Zahnflanken eines Losrads der ersten Radebene (56) den ersten Teil des Getriebeschaltelements (82) in dieser Stellung hält.
7. Verfahren zur Betätigung eines Getriebeschaltelements nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sobald die Verbindung zwischen dem zweiten Teil des Getriebeschaltelements (84) und der ersten Getriebewelle (66) hergestellt ist und kein Drehmoment an der ersten Radebene (56) anliegt, der erste Teil des Getriebeschaltelements (82) durch die Federkraft des Federelements (80) in Richtung des zweiten Teils des Getriebeschaltelements (84) gezogen wird und das Losrad der ersten Radebene (56) von der zweiten Getriebewelle (76) gelöst wird.
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