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Title:
DOUBLE-CLUTCH GEARBOX FOR COMMERCIAL VEHICLES AND METHOD FOR SHIFTING SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/019808
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an automated double-clutch gearbox for commercial vehicles with a double clutch (64), a main gearbox (2), a range group (6) and two layshafts (14, 16), wherein the double clutch (64) consists of two clutches (62, 68) and each clutch (62, 68) is connected to a respective gearbox input shaft (60, 66), wherein the second gearbox input shaft (60), which is connected to the second clutch (68), is formed as a hollow shaft and runs coaxially with the first gearbox input shaft (66), which is connected to the first clutch (62), wherein the main gearbox shaft (76) is arranged coaxially between the first gearbox input shaft (66) and the output shaft (40), wherein the main gearbox (2) consists of a plurality of forward gear planes (48, 50, 52, 54, 56) and a reverse gear plane (58), wherein all shifting elements (70, 72, 74, 76, 78) are positioned coaxially to the gearbox input shafts (60, 66) and the reverse gear plane (58) adjoins the range group (6), wherein shifting for a direct drive (G5, G11) is performed via an independent one-sided shifting element or is implemented via a common shifting element (74) with the three shifting positions: left gear plane (drive output constant) (56), right gear plane (reverse constant) (58) and direct drive (G5, G11), by connecting the input shaft (66) to the gearbox main shaft (76).

Inventors:
HUNOLD, Bernard (Weidenring 6, Friedrichshafen, 88046, DE)
Application Number:
EP2013/064339
Publication Date:
February 06, 2014
Filing Date:
July 08, 2013
Export Citation:
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Assignee:
ZF FRIEDRICHSHAFEN AG (Graf-von-Soden-Platz 1, Friedrichshafen, 88046, DE)
International Classes:
F16H37/04; F16D11/14; F16D21/02; F16H3/00; F16H61/688; F16H63/30; F16D11/00
Domestic Patent References:
WO2007031193A12007-03-22
Foreign References:
DE102005033027A12007-01-25
EP2128495A12009-12-02
DE10224357A12003-12-11
DE102010003924A12011-10-13
EP1323953A22003-07-02
US20090301241A12009-12-10
DE102004049274A12006-05-18
DE102006015661A12007-10-11
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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.

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