WO2014019808A1 - Doppelkupplungsgetriebe für nutzfahrzeuge und verfahren zur schaltung desselben - Google Patents

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WO2014019808A1
WO2014019808A1 PCT/EP2013/064339 EP2013064339W WO2014019808A1 WO 2014019808 A1 WO2014019808 A1 WO 2014019808A1 EP 2013064339 W EP2013064339 W EP 2013064339W WO 2014019808 A1 WO2014019808 A1 WO 2014019808A1
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Bernard Hunold
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • F16H61/688—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for stepped gearings without interruption of drive with two inputs, e.g. selection of one of two torque-flow paths by clutches

Definitions

  • the invention relates to an automated dual-clutch transmission for
  • 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.
  • gears are not all load-shiftable.
  • the range group is formed switchable between two gear ranges as usual, although most or all gears within the two gear ranges are realized as load shift gears, the switching operation of the range group itself is usually not zugkraftunterban feasible.
  • the current trend is to further reduce the engine speed in the main operating range. In commercial vehicles, this is the driving on the highway, an operation in the low speed range, the engine is only a small power reserve available. Improvements in vehicle aerodynamics and on the
  • Rolling resistance also reduce the power requirement and increase the scope for speed reduction.
  • frequent downshifts are required. These frequent circuits are traction interrupting and
  • a power shift transmission for a commercial vehicle is known, with a sequential load switching capability, while allowing multiple upshifts or multiple downshifts without interruption of traction is to be made possible.
  • 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.
  • many are going to be realized
  • the present invention has for its object to provide a transmission for commercial vehicles or a method for switching this transmission, so that the transmission, at least in the relevant speed range, at
  • Constant driving in the low speed range comfortably power shiftable, and is optimized in terms of design effort, space and cruverze Trent.
  • Main group is designed as a double clutch transmission power shiftable. It consists of three two-sided running switching elements, each with three switching positions, wherein the first and the second switching element can switch two forward gear each levels or are in the center position, the neutral position. The first and the second switching element are actuated by the double clutch.
  • the third switching element sits on the main shaft and can either be another
  • Switching element be resiliently connected. This means that a first part of the switching element is connected via a spring element with a second part of the switching element.
  • the spring element can be designed differently and also consist of several springs.
  • the first part of the switching element is intended for switching the forward gear wheel plane and for switching the reverse gear wheel plane.
  • the second part of the switching element is intended for switching the direct gear. Now has to be switched from the forward gear plane in the direct gear, the second part of the switching element opposite
  • Switching element remains in the forward gear position as long as a torque is applied to the gear plane and the frictional force of the switching element in the
  • the switching element is explained in more detail in FIGS. 7 to 9. All switching elements are arranged on or axially to the main shaft to facilitate a compact 2-countershaft design. By a 2-countershaft construction, a power split takes place on two opposing countershafts, which reduces the storage costs.
  • the switching elements can be designed as claws, wherein the
  • Switching elements as synchronized switching elements is also possible.
  • the downstream area group is switched with traction interruption.
  • the speed range from the maximum end speed to to about 1 5 - 20 km / h can thus be driven without interruption of traction in the fast group.
  • the axle ratio is reduced.
  • the ratio of the first gear and thus the total transmission spread must be increased in order not to worsen the drivability in terms of starting and maneuvering.
  • the first gear is highly translated (i "20) to maneuver well in a powertrain with low axle ratio and to start clutch friendly.
  • the gear stage of the main gear is preferably designed progressive. There are two times six powershift forward gears and four powershift reverse gears available.
  • the countershafts 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. This will be described in more detail in FIGS. 5 and 6. In this case, a
  • Fig. 1 Schematic structure of the ZF-AS-Tronic transmission with 12 gears
  • Fig. 2 Tabular representation of a gear stage according to the invention
  • Fig. 3 Inventive transmission scheme
  • Fig. 4 power flow to Fig. 3rd
  • Fig. 5 Variant of a transmission scheme according to the invention
  • Fig. 6 Power flow of the forward gears to Fig. 5
  • Fig. 7 Third switching element in direct gear position
  • Fig. 8 switching element of Fig. 7 in forward gear position
  • Fig. 9 switching element of Fig. 7 in reverse 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, a splitter group 4 upstream of the main transmission 2 and an area group 6 connected downstream of the main transmission 2
  • Main gear is executed in countershaft design and provided here with unsynchronjonen claws 8, 10 as switching elements.
  • the two input constants 18, 20 of the split group 4, which is likewise designed in the countershaft design, can be switched by a synchronized switching element 22.
  • the two-stage range group 6 is designed as a planetary gear 24.
  • Various embodiments of the AS-Tronic transmission are known. In the example shown here is the main transmission 2 as a direct gear with a
  • the fixed wheels are rotatably mounted on the countershafts 14, 1 6 and the idler gears rotatably mounted on the main shaft 12.
  • the loose wheels can be switched by the double-acting switching 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 switching element 22 of the two input constants 18, 20 is connected to a coupling 34, which with a drive, not shown here is in communication.
  • the fixed wheels of the two input constants 18, 20 are non-rotatably mounted on the countershafts 14, 16
  • the two-stage range group 6 is in planetary construction with a
  • Planetary gear 24 executed.
  • the sun gear 36 is rotatably connected to the output side extended 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 switching element 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 step and by the connection of the ring gear 42 with the planet carrier 38 in a
  • 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 an inventive transmission scheme with a
  • Main gear 2 with five forward gear levels 48, 50, 52, 54, 56 and a submits to Main gear 2 with five forward gear levels 48, 50, 52, 54, 56 and a to prepare for main gear 2.
  • Main gear 2 with five forward gear levels 48, 50, 52, 54, 56 and a submits to Main gear 2 with five forward gear levels 48, 50, 52, 54, 56 and a to prepare for main gear 2.
  • Main transmission 2 has a first transmission input shaft 66 which is connected to a first clutch 62 of a double clutch 64 and a second
  • Transmission input shaft 60 which is connected to a second coupling part 68 of the
  • Double clutch 64 is connected.
  • three double-acting Switching elements 70, 72 74 installed, wherein the first switching element 70 with the second transmission input shaft 60 and the second switching element 72 with the first
  • Transmission input shaft 66 of the main transmission 2 is connected.
  • 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 switching element 70, 72, 74 has three switching positions.
  • the first switching element 70 and the second switching 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 switching element 74 also has three switching positions.
  • the first switching element 70 and the second switching 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 switching element 74 also has three
  • the switching position for the direct gear can also be done by means of an independent switching element.
  • another one-sided switching element between the shafts to be connected and the forward gear levels 54, 56 located at their ends must be installed.
  • a fourth synchronized double-sided switching element 78 switches between the two switching positions Fast and Slow, which are generated by the range group 6.
  • the gears G1 -G6 are driven in the slow range group.
  • the first gear G1 is formed by closing the first clutch 62 and transmitting the power via the second shifting element 72 and via the third wheel 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 switching element 74.
  • the range group 6 is switched to slow. This means that the planet carrier 38 is connected by the fourth switching element 78 with the housing part 46.
  • the second gear G2 is formed by actuation of the second clutch 68 and transmission of the force via the first switching element 70 and via the second gear plane 50 to the countershafts 14, 16.
  • the third gear G3 is formed by actuation of the first clutch 62 and transmission of power via the second switching 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 shift element 74.
  • 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 switching element 70 and via the first wheel plane 48 to the countershafts 14, 16. From there, the force on the fifth wheel plane 56 and the third
  • 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 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 shift element 70 and via the first wheel 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 switching element 72.
  • the first input shaft 66 is connected to the main shaft 76 via the third switching element 74.
  • the range group 6 is switched to slow. All circuits from first to sixth gear G1 -G6 could be switched without traction interruption, as could be switched by the double clutch 64 each element alternately.
  • the seventh gear G7 is activated by operating the first clutch 62 and transmitting the power via the second shifting element 72 and over the third
  • the eighth gear G8 is by actuation of the second clutch 68 and transmission of power via the first switching element 70 and the second gear plane 50 on the countershafts 14, 16 educated. From there, the force on the fifth wheel plane 56 and the third
  • the ninth gear G9 is formed by actuation of the first clutch 62 and transmission of force via the second switching element 72 and the fourth gear plane 54 on the countershafts 14, 1 6. From there, the force on the fifth gear plane 56 and the third switching element 74 on the
  • Main shaft 76 transmitted.
  • the range group 6 is switched to fast.
  • the tenth gear G10 is activated by operation of the second clutch 68 and
  • Gang G1 1 is by actuation of the first clutch 62 and transmission of power via the direct gear by connecting the first input shaft 66 with the
  • Main shaft 76 formed.
  • the range group 6 is switched to fast.
  • the twelfth gear G12 is the overdrive and is activated by the second
  • the first reverse gear GR1 is actuated by the first clutch 62 and
  • the second reverse gear GR2 we by actuation of the second clutch 68 and Transmission of the force via the first switching element 70 and the second
  • the range group 6 is switched to slow.
  • the third reverse gear GR3 is formed by actuation of the first clutch 62 and transmission of the power via the second shift element 72 and via the fourth gear plane 54 to the countershafts 14, 16. From there, the force is transmitted via the remindivitygangradebene 58 and the third switching element 74 to the main shaft 76.
  • the range group 6 is switched to slow.
  • the fourth reverse gear GR4 is formed by actuation of the second clutch 68 and transmission of the power via the first shifting element 70 and via the first wheel plane 48 onto the countershafts 14, 16.
  • the force is transmitted via the gear trainbene 58 and the third switching element 74 to the main shaft 76.
  • 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 48, 50, 52, 56 and a rinsegangradebene 58, and a range group 6, which consists of a planetary gear 42, and two countershafts 14, 1 6.
  • the main gear 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.
  • each switching element 70, 72, 74 has three switching divisions.
  • the first switching element 70 and the second switching 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 switching element 74 also has three switching divisions.
  • a fourth synchronized double-sided switching element 78 is installed in the area group 6 and switches between the two switching positions Fast and Slow, which are generated by the area 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 shift element 74.
  • the range group 6 is switched to slow.
  • the planet carrier 38 is connected by the fourth switching element 78 with the housing part 46.
  • the second gear G2 is formed by actuation of the second clutch 68 and transmission of the force via the first switching 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 switching element 72. The range group 6 is switched to slow. This must the second switching element 72 change from the position for switching the second gear plane 50 in 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 shifting element 72 and via the third wheel plane 52 to the countershafts 14, 16.
  • 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 switching element 70 and via the first wheel 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 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 area group 6 is on
  • the sixth gear G6 is formed by actuation of the second clutch 68 and transmission of the force via the first switching element 70 and the first wheel plane 48 on the countershafts 14, 16. From there, the force on the third gear plane 52 and the second switching element 72 on the
  • the range group 6 is switched to slow.
  • FIGS. 7 to 9 show a possible embodiment according to the invention of the third switching element 74 in different switching positions.
  • Fig. 7 shows the third switching element 74 with switched direct gear.
  • the switching element 74 is divided into two parts 82, 84.
  • the first part of the switching element 82 is responsible for the circuit of the output constant 56 and the circuit of the remindkonstanten 58 and is connected via a spring element 80 with a second part of the switching element 84.
  • the second part of the switching element 84 switches the direct gear.
  • the main shaft 76 is connected to the input shaft 66 via the second part of the switching element 84, thus producing the direct gear.
  • the idler gear of the remindstanten 58 is connected to the transmission main shaft 76 via the first part of the switching element 82 and the
  • Reverse gear 58 is switched.
  • Forward gear set 56 switched. If now switched by the output constant 56 in the direct gear, the second part of the switching element 84 switch against the spring force of the spring element 80 in the direct gear position, the first part of the switching element 82 as long as in the forward gear position remains, as long as a torque is applied to the output constant 56 and the frictional force acting between the first part of the switching element (82) and a loose wheel of the
  • the first part of the switching element 82 holds in this position. Subsequently, the first part of the switching element 82 is pulled in the direction of the second part of the switching element 84 by the spring force of the spring element 80, so that subsequently the position of the switched
  • Direct passage as shown in Fig. 7, is achieved.
  • premature engagement of the direct gear is possible, thus allowing a Switzerlandkraftunterbrechungspick circuit in the direct gear.

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Abstract

Automatisiertes Doppelkupplungsgetriebe für Nutzfahrzeuge mit einer Doppelkupplung (64), einem Hauptgetriebe (2), einer Bereichsgruppe (6) und zwei Vorgelegewellen (14, 16), wobei die Doppelkupplung (64) aus zwei Kupplungen (62, 68) besteht und jede Kupplung (62, 68) jeweils mit einer Getriebeeingangswelle (60, 66) verbunden ist, wobei die zweite Getriebeeingangswelle (60), die mit der zweiten Kupplung (68) verbunden ist, als Hohlwelle ausgebildet ist und koaxial zur ersten Getriebeeingangswelle (66) verläuft, die mit der ersten Kupplung (62) verbunden ist, wobei die Getriebehauptwelle (76) koaxial zwischen der ersten Getriebeeingangswelle (66) und der Ausgangswelle (40) angeordnet ist, wobei das Hauptgetriebe (2) aus mehreren Vorwärtsgangradebenen (48, 50, 52, 54, 56) und einer Rückwärtsgangradebene (58) besteht, wobei alle Schaltelemente (70, 72,74,76,78) koaxial zu den Getriebeeingangswellen (60, 66) platziert sind und die Rückwärtsgangradebene (58) an die Bereichsgruppe (6) angrenzt, wobei eine Schaltstellung für einen Direktgang (G5, G11) über ein unabhängiges einseitiges Schaltelement ausgeführt wird oder über ein gemeinsames Schaltelement (74) mit den drei Schaltstellungen: linke Radebene (Abtriebskonstante) (56), rechte Radebene (Rückwärtskonstante) (58) und den Direktgang (G5, G11) durch Verbindung der Eingangswelle (66) mit der Getriebehauptwelle (76) verwirklicht wird.

Description

DOPPELKUPPLUNGSGETRIEBE FÜR NUTZFAHRZEUGE UND VERFAHREN
ZUR SCHALTUNG DESSELBEN
Die Erfindung betrifft ein automatisiertes Doppelkupplungsgetriebe für
Nutzfahrzeuge 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.
Besonders im Nutzfahrzeugbereich ist es außerdem bekannt, zusätzliche Gruppengetriebe zur Vervielfachung der Gänge aus dem Hauptgetriebe zu verwenden. Dadurch kann zum einen eine hohe Gangzahl mit einer entsprechenden Getriebespreizung erreicht werden und zum anderen ein hoher Fahrkomfort, sowie eine hohe Betriebssicherheit geboten werden. Allerdings sind bei derartig
konzipierten Getrieben nicht alle Gänge lastschaltbar. Insbesondere dann, wenn die Bereichsgruppe wie üblich zwischen zwei Gangbereichen umschaltbar ausgebildet ist, sind zwar die meisten oder alle Gänge innerhalb der beiden Gangbereiche als Lastschaltgänge realisiert, der Umschaltvorgang der Bereichsgruppe selbst ist in der Regel jedoch nicht zugkraftunterstützt durchführbar. 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 01 5 661 A1 ist ein lastschaltbares Getriebe für ein Nutzfahrzeug bekannt, wobei eine sequentielle Lastschaltbarkeit, bei gleichzeitiger Ermöglichung 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, ein Getriebe für Nutzfahrzeuge bzw. ein Verfahren zur Schaltung dieses Getriebes vorzuschlagen, so dass das Getriebe zumindest im relevanten Geschwindigkeitsbereich, bei
Konstantfahrten im niedrigen Drehzahlbereich, komfortabel lastschaltbar ist, und hinsichtlich des konstruktiven Aufwands, des Bauraums und der Leistungsverzeigung optimiert ist.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 14, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind. Es wird ein Doppelkupplungsgetriebe vorgeschlagen, das mit einer Hauptgruppe und einer Bereichsgruppe zwölf Vorwärtsgänge liefert. Die
Hauptgruppe ist als Doppelkupplungsgetriebe lastschaltbar ausgeführt. Sie besteht aus drei zweiseitig ausgeführten Schaltelementen mit jeweils drei Schaltstellungen, wobei das erste und das zweite Schaltelement jeweils zwei Vorwärtsgangradebenen schalten können oder sich in der Mittelstellung, der Neutralstellung, befinden. Das erste und das zweite Schaltelement werden durch die Doppelkupplung betätigt. Das dritte Schaltelement sitzt auf der Hauptwelle und kann entweder eine weitere
Vorwärtsgangradebene schalten, eine Rückwärtsgangradebene schalten oder eine Eingangswelle mit der Hauptwelle verbinden und damit einen Direktgang
verwirklichen. Um dies zugkraftunterbrechungsfrei zu gestalten, muss das
Schaltelement federnd angebunden sein. Das bedeutet, dass ein erster Teil des Schaltelements über ein Federelement mit einem zweiten Teil des Schaltelements verbunden ist. Das Federelement kann dabei unterschiedlich ausgebildet sein und auch aus mehreren Federn bestehen. Der erste Teil des Schaltelements ist zur Schaltung der Vorwärtsgangradebene und zur Schaltung der Rückwärtsgangradebene bestimmt. Der zweite Teil des Schaltelements ist zur Schaltung des Direktgangs bestimmt. Muss nun von der Vorwärtsgangebene in den Direktgang geschalten werden, kann der zweite Teil des Schaltelements entgegen der
Federkraft in die Direktgangstellung schalten, wobei der erste Teil des
Schaltelements solange in der Vorwärtsgangstellung bleibt, solange ein Drehmoment an der Radebene anliegt und die Reibungskraft das Schaltelement in der
Vorwärtsgangstellung hält. Das Schaltelement wird in Fig. 7 bis Fig. 9 genauer erläutert. Alle Schaltelemente sind 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 statt, was den Lagerungsaufwand reduziert. Die Schaltelemente können als Klauen ausgeführt werden, wobei die
Synchronisierung über die Doppelkupplung erfolgt. Eine Ausführung der
Schaltelemente als synchronisierte Schaltelemente ist ebenfalls möglich.
Die nachgeschaltete Bereichsgruppe wird mit Zugkraftunterbrechung geschaltet. Der Geschwindigkeitsbereich von der maximalen Endgeschwindigkeit bis zu ca. 1 5 - 20 km/h kann damit ohne Zugkraftunterbrechung in der schnellen Gruppe gefahren werden. Um den guten Wirkungsgrad eines Direktganges zu nutzen, wird die Achsübersetzung reduziert. Die Übersetzung des ersten Ganges und damit die Gesamtgetriebespreizung muss vergrößert werden, um die Fahrbarkeit hinsichtlich Anfahren und Rangieren nicht zu verschlechtern. Der erste Gang ist hoch übersetzt (i « 20), um in einem Antriebsstrang mit geringer Achsübersetzung gut manövrieren und kupplungsschonend anfahren zu können. Die Gangstufung des Hauptgetriebes ist vorzugsweise progressiv ausgelegt. Es stehen zwei mal sechs lastschaltbare Vorwärtsgänge und vier lastschaltbare Rückwärtsgänge zur Verfügung.
Im Direktgang für den Hauptfahrbereich können die Vorgelegewellen 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 verzichtet. Dies wird in Fig. 5 und Fig. 6 genauer beschrieben. In diesem Fall kann eine
Radebene entfallen.
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 erfindungsgemäßen Gangstufung Fig. 3: Erfindungsgemäßes Getriebeschema Fig. 4: Leistungsfluss zu Fig. 3
Fig. 5: Variante eines erfindungsgemäßen Getriebeschemas Fig. 6: Leistungsfluss der Vorwärtsgänge zu Fig. 5 Fig. 7: Drittes Schaltelement in Direktgangstellung Fig. 8: Schaltelement aus Fig. 7 in Vorwärtsgangstellung Fig. 9: Schaltelement 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
Hauptgetriebe ist in Vorgelegebauweise ausgeführt und hier mit unsynchronisierten Klauen 8, 10 als Schaltelemente versehen. Es sind zwei parallel zur Hauptwelle 12 verlaufende, einander gegenüberliegende Vorgelegewellen 14, 1 6 verbaut. Dies bringt Vorteile zur Optimierung von Gewicht und Bau räum. Die zwei Eingangskonstanten 18, 20 der ebenfalls in Vorgelegebauweise ausgeführten Splitgruppe 4 können durch ein synchronisiertes Schaltelement 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 Schaltelemente 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 Schaltelement 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 drehfest 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 Schaltelement 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 erfindungsgemäßes Getriebeschema 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 drei doppelseitig wirkende Schaltelemente 70, 72 74 verbaut, wobei das erste Schaltelement 70 mit der zweiten Getriebeeingangswelle 60 und das zweite Schaltelement 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 Schaltelement 70, 72, 74 hat drei Schaltstellungen. Das erste Schaltelement 70 und das zweite Schaltelement 72 können entweder die rechte 50, 54 oder die linke Radebene 48, 52 schalten oder in einer Mittelposition keines der Radebenen schalten. Das dritte Schaltelement 74 hat ebenfalls drei
Schaltstellungen: linke Radebene (Abtriebskonstante) 56, rechte Radebene
(Rückwärtskonstante) 58 und den Direktgang durch Verbindung der Eingangswelle 66 mit der Hauptwelle 76. Damit wird der Direktgang mittels eines
gemeinsamen Schaltelements 74 geschalten. Die Schaltstellung für den Direktgang kann ebenfalls mittels eines unabhängigen Schaltelements erfolgen. Dafür muss ein weiteres einseitiges Schaltelement zwischen den zu verbindenden Wellen und den an deren Enden liegenden Vorwärtsgangradebenen 54, 56 verbaut werden. Ein viertes synchronisiertes doppelseitiges Schaltelement 78 schaltet zwischen den beiden Schaltstellungen Schnell und Langsam, die durch die Bereichsgruppe 6 erzeugt werden.
Der Leistungsfluss, der durch das in Fig. 3 vorgestellte Getriebeschema entsteht, wird in Fig. 4 dargestellt. Die Gänge G1 -G6 werden in der langsamen Bereichsgruppe gefahren. Der erste Gang G1 wird durch Schließen der ersten Kupplung 62 und Übertragung der Kraft über das zweite Schaltelement 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 Schaltelement 74 auf die Hauptwelle 76 übertragen. Die Bereichsgruppe 6 ist dabei auf Langsam geschaltet. Das bedeutet, dass der Planetenträger 38 durch das vierte Schaltelement 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 Schaltelement 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 Schaltelement 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 Schaltelement 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 Schaltelement 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 Schaltelement 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
Schaltelement 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 Schaltelement 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 Schaltelement 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 Schaltelement 72 auf die erste Eingangswelle 66 übertragen. Die erste Eingangswelle 66 ist dabei mit der Hauptwelle 76 über das dritte Schaltelement 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 Schaltelement 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 Schaltelement 74 auf die Hauptwelle 76 übertragen. Die Bereichsgruppe 6 wird nun auf Schnell geschaltet. Dabei entsteht ein Schaltvorgang mit Zugkraftunterbrechung, da das vierte Schaltelement 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 Schaltelement 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
Schaltelement 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 Schaltelement 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 Schaltelement 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 Schaltelement 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 Schaltelement 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 Schaltelement 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 Schaltelement 72 auf die erste Eingangswelle 66 übertragen. Die erste Eingangswelle 66 ist dabei mit der
Hauptwelle 76 über das dritte Schaltelement 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 Schaltelement 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 Schaltelement 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 Schaltelement 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 Schaltelement 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 Schaltelement 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 Schaltelement 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 Schaltelement 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 Schaltelement 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 Minimumanforderung, der Lastschaltbarkeit im Hauptfahrbereich weiterhin erfüllt. Das Getriebeschema enthält ein Hauptgetriebe 2 mit vier Vorwärtsgangrad- ebenen 48, 50, 52, 56 und einer Rückwärtsgangradebene 58, sowie einer Bereichsgruppe 6, die aus einem Planetenzahnradsatz 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 doppelseitig wirkende Schaltelemente 70, 72, 74 verbaut, wobei das erste Schaltelement 70 mit der zweiten Eingangswelle 60 und das zweite Schaltelement 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 Schaltelement 70, 72, 74 hat drei Schaltsteilungen. Das erste Schaltelement 70 und das zweite Schaltelement 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 dritte Schaltelement 74 hat ebenfalls drei
Schaltstellungen: linke Radebene (Abtriebskonstante) 56, rechte Radebene
(Rückwärtskonstante) 58 und den Direktgang durch Verbindung der Eingangswelle 66 mit der Hauptwelle 76. Auch hier könnte der Direktgang durch ein zusätzlich notwendiges einseitig wirkendes Schaltelement geschalten werden, wobei das dritte Schaltelement damit durch ein Schaltelement mit drei Schaltstellungen und neutraler Mittelstellung ersetzt werden kann. Ein viertes synchronisiertes doppelseitiges Schaltelement 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 Schaltelement 74 auf die Hauptwelle 76 übertragen. Die Bereichsgruppe 6 ist dabei auf Langsam geschalten. Das bedeutet, dass der Planetenträger 38 durch das vierte Schaltelement 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 Schaltelement 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 Schaltelement 72 auf die Eingangswelle 66 übertragen. Die Bereichsgruppe 6 ist dabei auf Langsam geschaltet. Hierbei muss das zweite Schaltelement 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 Schaltelement 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 Schaltelement 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 Schaltelement 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 Schaltelement 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 Schaltelement 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 Schaltelement 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 Schaltelements 74 in verschiedenen Schaltstellungen. Fig. 7 zeigt das dritte Schaltelement 74 bei geschaltetem Direktgang. Das Schaltelement 74 ist in zwei Teile 82, 84 geteilt. Der erste Teil des Schaltelements 82 ist für die Schaltung der Abtriebskonstanten 56 und die Schaltung der Rückwärtskonstanten 58 zuständig und ist über ein Federelement 80 mit einem zweiten Teil des Schaltelements 84 verbunden. Der zweite Teil des Schaltelements 84 schaltet den Direktgang. In der hier dargestellten Schaltstellung wird über den zweiten Teil des Schaltelements 84 die Hauptwelle 76 mit der Eingangswelle 66 verbunden und damit der Direktgang hergestellt. In Fig. 8 ist über den ersten Teil des Schaltelements 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 Schaltelements 82 das Losrad der Abtriebskonstante 56 mit der Getriebehauptwelle 76 verbunden und dieser
Vorwärtsgangradsatz 56 geschaltet. Wird nun von der Abtriebskonstanten 56 in den Direktgang geschaltet, kann der zweite Teil des Schaltelements 84 entgegen der Federkraft des Federelements 80 in die Direktgangstellung schalten, wobei der erste Teil des Schaltelements 82 solange in der Vorwärtsgangstellung bleibt, solange ein Drehmoment an der Abtriebskonstante 56 anliegt und die Reibungskraft, die zwischen dem ersten Teil des Schaltelements (82) und einem Losrad der
Abtriebkonstanten (56) besteht, den ersten Teil des Schaltelements 82 in dieser Stellung hält. Anschließend wird durch die Federkraft des Federelements 80 der erste Teil des Schaltelements 82 in Richtung des zweiten Teils des Schaltelements 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 Zugkraftunterbrechungsfreie Schaltung in den Direktgang gestattet.
Bezuaszeichen Hauptgetriebe
Splitgruppe
Bereichsgruppe
, 10 Schaltelement
2 Hauptwelle
4, 1 6 Vorgelegewelle
8 Eingangskonstante
0 Eingangskonstante, Übersetzungsstufe2 Schaltelement
4 Planetengetriebe
6, 28, 30 Übersetzungsstufe
2 Eingangswelle
4 Kupplung
6 Sonnenrad
8 Planetenträger
0 Ausgangswelle
2 Hohlrad
4 Schaltelement
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 Schaltelement
0 Federelement
2 erster Teil des Schaltelements 74 84 zweiter Teil des Schaltelements 74 G1-G 12 Vorwärtsgänge 1-12
GR1-GR4 Rückwärtsgänge 1-4

Claims

Patentansprüche
1 . Automatisiertes Doppelkuppiungsgetriebe für Nutzfahrzeuge mit einer Doppelkupplung (64), einem Hauptgetriebe (2), einer Bereichsgruppe (6) und zwei Vorgelegewellen (14, 16), wobei die Doppelkupplung (64) aus zwei Kupplungen (62, 68) besteht und jede Kupplung (62, 68) jeweils mit einer Getriebeeingangswelle (60, 66) verbunden ist, wobei die zweite Getriebeeingangswelle (60), die mit der zweiten Kupplung (68) verbunden ist, als Hohlwelle ausgebildet ist und koaxial zur ersten Getriebeeingangswelle (66) verläuft, die mit der ersten Kupplung (62) verbunden ist, wobei die Getriebehauptwelle (76) koaxial zwischen der ersten Getriebeeingangswelle (66) und der Ausgangswelle (40) angeordnet ist, wobei das Hauptgetriebe (2) aus mehreren Vorwärtsgangradebenen (48, 50, 52, 54, 56) und einer Rückwärtsgangradebene (58) besteht, wobei alle Schaltelemente (70, 72,74,76,78) koaxial zu den Getriebeeingangswellen (60, 66) platziert sind und die Rückwärtsgangradebene (58) an die Bereichsgruppe (6) angrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltstellung für einen Direktgang (G5, G1 1 ) über ein unabhängiges einseitiges Schaltelement ausgeführt wird oder über ein gemeinsames Schaltelement (74) mit den drei Schaltstellungen: linke Radebene (Abtriebskonstante) (56), rechte
Radebene (Rückwärtskonstante) (58) und den Direktgang (G5, G1 1 ) durch
Verbindung der Eingangswelle (66) mit der Getriebehauptwelle (76) verwirklicht wird.
2. Automatisiertes Doppelkuppiungsgetriebe für Nutzfahrzeuge nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ohne Zugkraftunterbrechung in den
Direktgang (G5, G1 1 ) geschaltet werden kann.
3. Automatisiertes Doppelkuppiungsgetriebe für Nutzfahrzeuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ohne Zugkraftunterbrechung vom vierten Gang (G4) in den fünften Gang (G5) bzw. vom zehnten Gang (G10) in den elften Gang (G1 1 ) geschaltet werden kann.
4. Automatisiertes Doppelkuppiungsgetriebe für Nutzfahrzeuge nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das auf der Getriebehauptwelle (76) liegende Schaltelement (74) federnd angebunden ist.
5. Automatisiertes Doppelkupplungsgetriebe für Nutzfahrzeuge nach
Anspruch 1 , 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch sechs Zahnradebenen (48, 50, 52, 54, 56, 58) zwölf Vorwärtsgangstufen und vier Rückwärtsgangstufen nutzbar sind, wobei alle Schaltvorgänge im Hauptgetriebe (2) lastschaltbar sind.
6. Automatisiertes Doppelkupplungsgetriebe für Nutzfahrzeuge nach Anspruch 1 , 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch fünf Zahnradebenen (48, 50, 52, 54, 58) zwölf Vorwärtsgangstufen und drei Rückwärtsgangstufen nutzbar sind, wobei Schaltvorgänge im Hauptgetriebe (2) teilweise lastschaltbar sind.
7. Automatisiertes Doppelkupplungsgetriebe für Nutzfahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gangstufung im
Hauptgetriebe (2) teilprogressiv ausgeführt ist.
8. Automatisiertes Doppelkupplungsgetriebe für Nutzfahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leistungsverzweigung über zwei parallele Vorgelegewellen (14, 1 6) stattfindet.
9. Automatisiertes Doppelkupplungsgetriebe für Nutzfahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Direktgang (G5, G1 1 ) die Vorgelegewellen (14, 16) abgekoppelt werden können.
10. Automatisiertes Doppelkupplungsgetriebe für Nutzfahrzeuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Schaltelemente (70, 72, 74) des Hauptgetriebes (2) als Klauen ausgeführt sind.
1 1 . Automatisiertes Doppelkupplungsgetriebe für Nutzfahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass alle Schaltelemente (70, 72, 74) des Hauptgetriebes (2) synchronisiert ausgeführt sind.
1 2. Automatisiertes Doppelkupplungsgetriebe für Nutzfahrzeuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein
Schnellgang (G1 2) vorgesehen ist, in den aus dem Direktgang (G1 1 ) zugkraftunter- brechungsfrei geschaltet werden kann.
1 3. Automatisiertes Doppelkupplungsgetriebe für Nutzfahrzeuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Vorwärtsgang (G1 ) hoch übersetzt wird mit i=20 +1-2.
14. Verfahren zur Schaltung eines automatisierten Doppelkupplungsgetriebes für Nutzfahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 1 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenn von der Abtriebskonstanten (56) in den Direktgang geschaltet wird, ein zweiter Teil des Schaltelements (84) entgegen einer Federkraft eines Federelements (80) in eine Direktgangstellung schaltet, wobei ein erster Teil des
Schaltelements (82) solange in der Vorwärtsgangstellung bleibt, solange ein
Drehmoment an der Abtriebskonstante (56) anliegt und eine Reibungskraft zwischen dem ersten Teil des Schaltelements (82) und einem Losrad der Abtriebkonstanten (56) den ersten Teil des Schaltelements (82) in dieser Stellung hält.
1 5. Verfahren zur Schaltung eines automatisierten Doppelkupplungsgetriebes für Nutzfahrzeuge nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sobald der Direktgang geschaltet ist und kein Drehmoment an der Abtriebskonstante (56) anliegt der erste Teil des Schaltelements (82) durch die Federkraft des Federelements (80) in Richtung des zweiten Teils des Schaltelements (84) gezogen wird und das Losrad der Abtriebskonstanten (56) von der Getriebehauptwelle (76) gelöst wird.
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