Getriebe für den Einsatz in Nutzkraftwagen, insbesondere in Form von Schaltgetrieben oder automatisierten Schaltgetrieben, sind in einer Vielzahl von Ausführungen bekannt. Diesen gemeinsam ist, dass der Anfahrvorgang bei Schaltgetrieben über eine Reibkupplung oder bei Automatgetrieben über ein hydrodynamisches Element realisiert wird. Ausführungen mit einer hydrodynamischen Kupplung sind beispielsweise aus der Druckschrift WO 00/55527 vorbekannt. Bei Ausführungen mit Anfahrelementen in Form von hydrodynamisch übertragenden Baueinheiten wird aufgrund der Eigenschaft dieser Bauelemente, welche lediglich in einem bestimmten Betriebsbereich mit einem optimalen bzw. vertretbaren Wirkungsgrad arbeiten, eine mechanische Durchkopplung bzw. Umgehung des hydrodynamischen Leistungszweiges angestrebt. Dies erfolgt in der Regel über sogenannte Überbrückungskupplungen, welche eine Triebverbindung zwischen einem Eingang der Anfahreinheit und einem Ausgang unter Umgehung des hydrodynamischen Leistungszweiges vorsehen. Die Überbrückungskupplung ist dabei zumindest parallel zum hydrodynamischen Bauelement schaltbar. Als Überbrückungskupplungen finden dabei in der Regel reibschlüssig arbeitende Kupplungen in Form von Lamellenkupplungen Verwendung. Systembedingt arbeiten diese jedoch beim Übergang der Leistungsübertragung vom hydrodynamische Bauelement zur mechanischen Durchkupplung mit Schlupf. Dies bewirkt, dass beispielsweise bei vollständiger Entleerung des hydrodynamischen Bauelementes und der Kopplung zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Anfahrelementes zeitweise Zustände auftreten, in denen eine Leistungsübertragung nur unbefriedigend erfolgt und die an der Leistungsübertragung beteiligten Elemente aufgrund der erhöhten Beanspruchung einer erhöhten Belastung unterworfen sind. Zur Lösung dieser Problematik offenbart die Druckschrift WO 02/064998 A1 eine Anfahreinheit für den Einsatz in Schaltgetrieben, insbesondere automatischen oder automatisierten

Schaltgetrieben, bei denen das Anfahrelement in Form einer hydrodynamischen Kupplung ausgebildet ist und die dieser zugeordnete Überbrückungskupplung als mechanisch übertragende synchron schaltbare Kupplung ausgeführt wird. Bei dieser handelt es sich systembedingt um eine mit Formschluss arbeitende Kupplung. Diese ermöglicht bei Synchronisation zwischen den beiden miteinander zu koppelnden Elementen-Eingang und Ausgang der Anfahreinheit-, eine absolut verschleißfreie Lösung, da die Schlupfzustände beim Übergang von der hydrodynamischen Leistungsübertragung zur mechanischen Leistungsübertragung und während der mechanischen Leistungsübertragung sowie während aller Betriebsphasen des Gesamtbetriebes der Anfahreinheit lediglich durch die Schlupfzustände im Bereich der hydrodynamischen Leistungsübertragung charakterisiert sind. Die Schaltung der Überbrückungskupplung erfolgt dabei bei Synchronität zwischen Primärrad und Sekundärrad. Diese wird durch die Reduzierung der Drehzahl des Primärrades erreicht, d. h. Erreichen des Gleichlaufzustandes mit dem Sekundärrad. Dazu ist eine Steuervorrichtung vorgesehen, bei welcher es sich um eine der Anfahreinheit zugeordnete Steuervorrichtung, eine der Getriebebaueinheit zugeordnete Steuervorrichtung oder eine im Fahrzeug ohnehin vorhandene übergeordnete Steuervorrichtung handeln kann. Nacheilig gestaltet sich bei Kopplung einer derartigen Anfahreinheit mit einem dieser nachgeordneten Getriebe jedoch der Gangstufenwechsel. Entsprechend der Art der verwendeten Schaltelemente, die in der Regel in Lamellenbauweise vorliegen, verlaufen die einzelnen Schaltvorgänge verschleißbehaftet bzw. es ist eine entsprechende Synchronisation erforderlich, um die zeitliche Überschneidung zwischen dem gehenden, d. h. dem zu lösenden Schaltelement, und dem kommenden, d. h. dem zu aktivierenden Schaltelement, möglichst optimal zu gestalten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgetriebe der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass der Verschleiß an den einzelnen Schaltelementen minimiert bzw. nahezu ausgeschlossen wird. Schaltstöße sind weitestgehend zu vermeiden. Ferner ist auf einen möglichst verschleißfreien Schaltvorgang abzustellen. Der konstruktive sowie steuerungstechnische Aufwand ist dabei möglichst gering zu halten.

Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 21 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Eine Schaltgetriebebaueinheit mit mindestens einem Eingang und einem Ausgang umfasst eine zwischen diesen angeordnete Anfahreinheit, welche ein hydrodynamisches Bauelement mit mindestens einem Primärrad und einem Sekundärrad und eine parallel zum hydrodynamischen Bauelement angeordnete und parallel schaltbare mechanisch übertragende synchron schaltbare Kupplung aufweist. Der Anfahreinheit ist ein Getriebe mit mindestens einer Drehzahl- /Drehmomentwandlungseinheit zur Realisierung wenigstens einer Gangstufe zur Ausnutzung wenigstens eines Teilbereiches des Betriebsbereiches der Antriebsmaschine nachgeordnet. Der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinheit sind dazu Schaltelemente zugeordnet. Diese sind erfindungsgemäß als Elemente zur Realisierung einer formschlüssigen Welle/Nabe-Verbindung zur Kopplung zwischen rotierenden Bauteilen oder aber einem rotierenden und einem ortsfesten Bauteil ausgeführt. Die Schaltelemente übernehmen somit die Funktion von Kupplungen und auch Bremsen für den Funktionszustand, der durch Schlupf = 0 charakterisiert ist. Mit dieser Lösung können somit alle Schaltvorgänge verschleißfrei durchgeführt werden. Ferner ist diese Lösung auch besonders für den Einsatz in automatisierten Schaltgetrieben geeignet, da diese Schaltelemente aufgrund des keinen Schlupf zulassenden Betriebes nicht zeitlich überschneidend geschaltet werden können. Dies bedeutet, dass bei jedem gewünschten Gangwechsel im Getriebe das zu lösende Schaltelement, d. h. die zu lösende formschlüssige Welle/Nabe-Verbindung oder die zu lösenden formschlüssige Welle/Nabe-Verbindungen vollständig deaktiviert werden und erst nach erfolgtem Ausrücken ein Einrücken bzw. eine Aktivierung des oder der kommenden Schaltelemente erfolgt, die die einzulegende Gangstufe charakterisieren. Dabei kann das Einlegen einer Gangstufe durch die Aktivierung einer oder mehrerer derartiger Elemente zur Realisierung einer formschlüssigen Welle/Nabe- Verbindung charakterisiert sein. Auf eine separate Trennkupplung, wie in automatisierten Schaltgetrieben ansonsten erforderlich, kann somit vollständig

verzichtet werden, da diese Funktion der Zugkraftunterbrechung, d. h. Trennung der Antriebsmaschine vom Ausgang der Getriebebaueinheit über die dann gelösten Elemente zur Realisierung einer formschlüssigen Verbindung realisiert wird.

Unter Welle-/Nabe-Verbindung wird dabei die Verbindung zweier Bauteile verstanden, wobei bezüglich der konstruktiven Ausgestaltung dieser keinerlei Beschränkungen bestehen. Die Begriffe Welle und Nabe sind hinsichtlich ihrer Funktion zu verstehen. Dabei wird Welle als das Bauteil angesehen, dass mit dem Eingang des Getriebes, d. h. der mechanischen Drehzahl- /Drehmomentwandlungseinheit gekoppelt ist, während die Nabe mit dem Ausgang der Getriebebaueinheit wenigstens mittelbar, d. h. direkt oder indirekt über weitere Übertragungsmittel verbunden ist.

Bezüglich der Ausbildung der Elemente zur Realisierung einer formschlüssigen Welle/Nabe-Verbindung bestehen keine Beschränkungen. Diese können dabei mit formschlüssigen Mitnahmeelementen, beispielsweise in Form von Klauen, insbesondere angespitzten Klauen, Planverzahnungen oder entsprechend zueinander komplementär ausgebildeten Verzahnungen an den miteinander formschlüssig zu koppelnden Elementen ausgebildet sein. Eine andere Möglichkeit besteht darin, für den Formschluss separate Elemente zu verwenden.

Diese können dabei als Schubriegel oder Drehriegel ausgebildet werden.

Besonders vorteilhaft ist jedoch eine Ausbildung einer formschlüssigen Welle/Nabe-Verbindung, bei denen an den miteinander in Wirkverbindung bringbaren Elementen angespitzte Klauen angeordnet sind, da hier der Vorgang des Ineinandergreifens bzw. Einrückens noch wesentlich komfortabler gestaltet werden kann.

Bezüglich der Ausbildung der Schaltgetriebebaueinheit bestehen ebenfalls eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Dabei kann die Anfahreinheit als separat handelbares Modul vorgefertigt werden, was in diesem Fall in der Regel auch ein eigenes Gehäuse aufweist, und mit dem Getriebe durch Anflanschen an das Gehäuse des Getriebes zu einer baulichen Einheit vereinigt werden. Eine andere

Möglichkeit besteht darin, die Anfahreinheit im Gehäuse des Getriebes zu integrieren. Das die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinheit des Getriebes umschließende Gehäuse ist dann in Richtung der Anfahreinheit vorzugsweise glockenförmig erweitert und dient der einfachen Aufnahme der Anfahreinheit. Die Anfahreinheit selbst kann am Eingang des Getriebes gelagert sein. In diesem Fall sind keine weiteren zusätzlichen Modifikationen im Gehäuse des Getriebes erforderlich bzw. es ist auch nicht erforderlich, die Anfahreinheit vollständig im eigenständigen Gehäuse der Anfahreinheit zu lagern. Insbesondere für Ausführungen mit Integration der Anfahreinheit im Getriebegehäuse ist diese Lösung von besonderem Vorteil, da. hier unabhängig vom Aufbau und der Art der Anfahreinheit durch die entsprechende Lagerung auf der Getriebeeingangswelle keine speziellen Anpassungen am Getriebe erforderlich sind.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der Anfahreinheit eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen, insbesondere ein Torsionsschwingungsdämpfer zugeordnet. Dieser ist dem Anfahrelement vorgeschaltet, d. h. in Leistungsübertragungseinrichtung vom Eingang zum Ausgang vor dem Primärrad angeordnet. Unter einem Dämpfer wird dabei eine Einrichtung verstanden, die neben dem Abbau von Schwingungen auch der Leistungsübertragung dient. Mit diesem können Ungleichförmigkeiten bei der Leistungsübertragung über das Getriebe von letzterem ferngehalten werden und damit die im Getriebe an der Leistungsübertragung beteiligten Elemente für Belastungsspitzen geschützt werden.

Der Schlupf beim Anfahren wird mit der hydrodynamischen Einheit, insbesondere Kupplung realisiert. Sobald eine bestimmte Fahrgeschwindigkeit erreicht ist und der Schlupf, d. h. die Drehzahldifferenz zwischen Primär-und Sekundärrad kleiner als ein Betrag X, vorzugsweise 20 Prozent ist, und der Motor eine bestimmte Drehzahl n erreicht hat, erfolgt eine Drehzahireduzierung um genau den Schlupfbetrag. Da das Fahrzeug bedingt durch seine Masse seine Geschwindigkeit nahezu beibehält, werden so Primär-und Sekundärrad zum Gleichlauf gebracht und es wird in diesem Augenblick eine formschlüssige Verbindung geschaltet. Damit ergibt sich bei überbrückter hydrodynamischer

Kupplung eine starre Verbindung zwischen Motor und Getriebeeingang und bei geschaltetem Gang dem Eingang des der Anfahreinheit nachgeschalteten Getriebes und dem Ausgang der Getriebeeinheit.

Zur Vermeidung der Auswirkungen von Belastungsspitzen und Schwingungen wird daher der Leistüngsfluss über den Torsionsschwingungsdämpfer geleitet, der als elastische Kupplung fungiert.

Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der Torsionsschwingungsdämpfer mit einer Vorrichtung ausgestattet, die das maximale Moment begrenzt und den Momentenspitzen eliminiert. Dies kann über Federsteifigkeiten oder eine zusätzliche Rutschkupplung erfolgen. Eine solche Vorrichtung könnte eine, auf einen festen Wert, der höher als das Motornennmoment ist, eingestellte Reibkupplung sein. Dies wäre die Funktion einer Rutschkupplung, die bei Überlast das Moment begrenzt. Ein mechanischer Anschlag wäre dazu nicht in der Lage. Falls jedoch die Kennung so ist, dass genügend Verdrehweg möglich ist und das Anschlagmoment sehr viel größer als das Nennmoment ist, werden die Momentenspitzen per Reibung abgebaut.

Der Schaltvorgang mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung erfolgt dabei derart, dass zum Ausrücken der formschlüssigen Verbindung der gesamte Antriebsstrang durch einen kurzen Momentenstoß entspannt wird. Dieser Augenblick wird genutzt, um die Verbindung zu trennen. Dann wird mittels Motordrehzahiregelung die neue Drehzahl angefahren und die entsprechende Verbindung geschaltet.

Zur Erhöhung der Sicherheit während des Startvorganges darf im Getriebe kein Gang eingelegt werden. Deshalb ist zur Realisierung eines Einlegens einer Gangstufe bei stehendem Fahrzeug dem Ausgang der Anfahreinheit, bei Ausgestaltung als hydrodynamische Kupplung, der Sekundärseite eine zusätzliche Einrichtung zum Festhalten bzw. Festbremsen der Getriebeeingangswelle zugeordnet, da beim Starten des Motors die Primärseite sofort mitgenommen wird.

Gemäß einer Weiterentwicklung umfasst die Schaltgetriebebaueinheit einen sekundärseitig angeordneten hydrodynamischen Retarder. Dies bedeutet, dass dieser hinter den Gangstufen bei Leistungsübertragung vom Getriebeeingang zum Ausgang betrachtet angeordnet ist und damit über die Übersetzung im Getriebe auf die Antriebsmaschine wirkt. Vorzugsweise ist der hydrodynamische Retarder über einen Hochtrieb mit dem Ausgang der Schaltgetriebebaueinheit verbunden.

Damit wird es möglich, dass sehr hohe Bremsleistungen mit relativ kleinen Einheiten erzeugt werden können, da die abzustützenden Momente nicht zu hoch sind.

Bei Ausbilden der Schaltgetriebebaueinheit mit sekundärseitigem Retarder besteht gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung die Möglichkeit, das Betriebsmittelversorgungssystem für den hydrodynamischen Retarder auch von der hydrodynamischen Kupplung nutzen zu lassen bzw. umgekehrt. Dies bedeutet, dass beiden ein gemeinsames Betriebsmittelversorgungssystem zugeordnet ist, wobei Mittel zur wahlweisen Nutzung des Betriebsmittelversorgungssystems vorgesehen sind. Der hydrodynamische Retarder selbst kann mit einem Betriebsmittel in Form von Öl oder aber auch Wasser betrieben werden. Im letztgenannten Fall ist dieser vorzugsweise in den Kühlmittelkreislauf der Verbrennungskraftmaschine eingebunden, wobei der hydrodynamische Retarder im Nicht-Bremsbetrieb als Kühlmittelumwälzpumpe für das Kühlmittel im Kühlmittelkreislauf genutzt werden kann.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung bei Betrieb des hydrodynamischen Retarders mit dem Betriebsmittel Öl und ferner der hydrodynamischen Kupplung mit dem Betriebsmittel Öl bei Verwendung der gleichen Komponenten zur Ansteuerung kann für beide der Getriebeölsumpf als Druckbehälter verwendet werden. Diese Lösung zeichnet sich dann durch einen hohen Grad an Funktionalität aus, der durch Zusammenfassung verschiedener Funktionen für unterschiedliche Komponenten in einer Komponente charakterisiert ist. Dabei wird ausgenutzt, dass die Betriebsbereiche der beiden hydrodynamischen Komponenten-hydrodynamische Kupplung und hydrodynamischer Retarder-in der Regel nie zusammenfallen, sondern getrennt

voneinander erfolgen, wobei auch im Anfahrbereich kleine Fahrgeschwindigkeiten erzielt werden können, indem die hydrodynamische Kupplung beispielsweise in diesem Fall entleert wird.

Bezüglich der Ausbildung der Anfahreinheit bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten. Vorzugsweise ist diese als hydrodynamische Kupplung frei von einem Leitrad ausgeführt. Die hydrodynamische Kupplung dient dabei lediglich der Drehzahlwandlung und nicht der Drehmomentwandlung. Allerdings besteht die Möglichkeit, die Leistungsaufnahme der hydrodynamischen Kupplung durch Füllungsgradveränderung auf einfache Art und Weise zu steuern und somit ein zur Realisierung des Anfahrvorganges optimales Fahrverhalten zu erzielen. Der hydrodynamischen Kupplung ist dazu ein Betriebsmittelversorgungssystem zugeordnet. Dieses umfasst einen geschlossenen Kreislauf. Dem geschlossenen Kreislauf sind Mittel zur Erzeugung eines statischen Überlagerungsdruckes zugeordnet. Vorzugsweise werden diese Mittel von einem druckmitteldicht ausgeführten geschlossenen Kreislauf und im Kreislauf angeordneten Behälter oder einem, druckdicht mit dem geschlossenen Kreislauf über eine Knotenstelle gekoppelten Behälter gebildet, wobei zusätzlich ein Druckbereitstellungssystem vorgesehen ist, welches den Druck auf den ruhenden Betriebsmittelspiegel im Behälter erzeugt.

Zur Ansteuerung der Schaltelemente und der Überbrückungskupplung der Anfahreinheit sind der Anfahreinheit und dem Getriebe entsprechende Steuereinrichtungen, eine bestimmte Aktuatorik und Elektronik zugeordnet.

Vorzugsweise werden diese in einem Bauteil sowohl für die Anfahreinheit als auch das Getriebe zusammengefasst.

Die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinheiten des Getriebes können verschiedenartig ausgebildet sein. Diese können dabei in Form von Planetenradsätzen, die miteinander in beliebiger Form koppelbar sind, oder aber Stirnradsätzen vorliegen. Eine Kombination aus beiden Möglichkeiten ist ebenfalls denkbar. Vorzugsweise wird eine Ausbildung der Drehzahl- /Drehmomentwandlungseinheiten des Getriebes in Vorgelegebauweise gewählt.

Die Vorgelegebauweise ermöglicht es, die einzelnen Gangstufen auf einfache Art und Weise zu realisieren und des Weiteren die gewünschte Aktivierung über entsprechend mechanisch übertragbare synchron schaltbare Kupplungen auf einfache Art und Weise vorzunehmen. Dazu ist die Getriebeeingangswelle über ein Vorgelege mit der Anfahreinheit verbunden. Auf dieser Vorgelegewelle sind Stirnräder der einzelnen Stirnradsätze angeordnet. Die mit diesen zur Realisierung der Gangstufen kämmenden Stirnräder sind auf einer mit dem Ausgang der Schaltgetriebebaueinheit drehfest gekoppelten Welle angeordnet. Die Aktivierung der einzelnen Stirnradsätze erfolgt über Schaltelemente, die jedem mit dem Ausgang koppelbaren Stirnrad der einzelnen Stirnradsätze zugeordnet sind. Dabei ist die mit dem Ausgang der Schaltgetriebebaueinheit drehfest gekoppelte Welle oder mit diesem bildbare Welle derart ausgebildet, dass diese sich in axialer Richtung über alle Stirnradsätze hinweg erstreckt und jedes der Stirnräder eines Stirnradsatzes mit dieser Welle koppelbar ist. Die Kopplung erfolgt dabei durch Formschluss, indem ein Formschlusselement bei gewünschter Aktivierung des entsprechenden Schaltelementes gegenüber dem Stirnrad verschiebbar ist, wobei das Formschlusselement drehfest und in axialer Richtung verschiebbar auf der mit dem Ausgang gekoppelten Welle geführt ist und ferner komplementäre Formschlusselemente zu den am Innenumfang der Stirnräder der einzelnen Stirnradsätze angeordneten Formschlusselemente aufweist. Zur Aktivierung wird lediglich das Formschlusselement gegenüber der Hülle verschoben und bei Eingriff mit den Formschlusselementen am Stirnradsatz ist die entsprechende Gangstufe aktiviert. Eine andere Möglichkeit besteht darin, spezielle Schiebeschaltwellen vorzusehen, wobei diese derart ausgebildet sind, dass beispielsweise zwei Stirnradsätzen eine gemeinsame Schiebeschaltwelle zugeordnet ist oder mehreren Stirnradsätzen. Die Anordnung der Formschlusselemente erfolgt dann auf der Schiebeschaltwelle derart, dass jeweils immer nur eine Schaltstufe aktiviert ist. Dies bedeutet, dass die Anordnung der Stirnradsätze in axialer Richtung vom Eingang zum Ausgang der Schaltgetriebebaueinheit betrachtet bei Anordnung mehrere solcher Formschlusselemente auf der Schiebeschaltwelle mit unterschiedlichen Abständen erfolgen muss, wobei ein doppelter Eingriff verschiedener Schaltelemente bzw. Formschlusselemente an zwei Stirnrädern zweier

Stirnradsätze vermieden wird oder aber nur eine Anordnung von Formschlusselementen auf der Schiebeschaltwelle erfolgt, wobei der Eingriff über die Positionierung der Schiebeschaltwelle gewährleistet wird.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung ist dem Vorgelege eine Bremseinrichtung zugeordnet, um die miteinander zu koppelnden Elemente zu synchronisieren. Bei der Ausführung in Vorgelegebauweise ist dabei die formschlüssige Verbindung als Verbindung zwischen rotierenden Elementen ausgeführt. Bei Ausgestaltung der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinheiten in Form von Planetenrädern ist es auch erforderlich, einzelne Elemente eines Planetenradsatzes festzusetzen. In diesem Fall fungiert die formschlüssige Verbindung bei Aktivierung als Bremse, die das entsprechende Getriebeglied gegenüber dem Gehäuse festsetzt.

Erfindungsgemä# ist eine Antriebsmaschine-Schaltgetriebesystem vorgesehen, wobei dieses eine Antriebsmaschine und eine mit dieser drehfest gekoppelte Schaltgetriebebaueinheit umfasst. Die Schaltgetriebebaueinheit umfasst dabei wenigstens eine Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung zur Realisierung wenigstens einer Gangstufe, wobei der Drehzahl- /Drehmomentwandlungseinrichtung wenigstens ein Schaltelement zugeordnet ist.

Ferner umfasst die Schaltgetriebebaueinheit ein hydrodynamisches Bauelement, welches der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung vorgeschaltet ist und mittels einer synchron schaltbaren Kupplung wenigstens teilweise überbrückbar ist. Die Schaltgetriebebaueinheit ist dabei frei von Schaltelementen und synchron schaltbaren Kupplungen in Form von mechanischen Reibelementen bzw.

Reibkupplungen. Das Anfahren erfolgt dabei hydrodynamisch über das hydrodynamische Bauelement und der Gangwechsel wird durch Drehzahlregelung ermöglicht. Die Schaltgetriebebaueinheit ist dabei vorzugsweise wie im Vorfeld beschrieben ausgeführt.

Mit dieser Lösung wird dies möglich, die durch die Reibarbeit bedingten Verluste während der Schaltung erheblich zu reduzieren bzw. gänzlich zu vermeiden.

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert.

Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt : Figur 1 verdeutlicht in schematisch stark vereinfachter Darstellung anhand eines Axialschnittes den Grundaufbau einer erfindungsgemäß gestalteten Schaltgetriebebaueinheit ; Figur 2 verdeutlicht anhand eines Blockschaltbildes die Ansteuerung der einzelnen Elemente bei der Realisierung eines Umschaltvorganges, insbesondere Gangstufenwechsels ; Figur 3 verdeutlicht eine weitere mögliche Ausgestaltung der Schaltgetriebebaueinheit mit Ausführung der Drehzahl- /Drehmomentwandlungseinheit in Form von Planetenradsätzen ; Figuren 4a und 4b verdeutlichen die Zuordnung der Anfahreinheit zum Getriebe und die Zusammenfassung zur baulichen Einheit ; Figuren 5a und 5b verdeutlichen in schematisch stark vereinfachter Darstellung mögliche Ausgestaltungen der Elemente zur Realisierung einer formschlüssigen Welle/Nabe-Verbindung ; Figur 6 verdeutlicht in schematisch stark vereinfachter Darstellung eine vorteilhafte Weiterentwicklung einer erfindungsgemäß gestalteten Schaltgetriebebaueinheit gemäß Figur 1 mit Integration eines hydrodynamischen Retarders in Form eines Sekundärretarders ; Figur 7 verdeutlicht eine Möglichkeit der Steuerung der Betriebsmittelversorgung des hydrodynamischen Bauelementes gemäß der Figuren 1 oder 3 ;

Figur 8 verdeutlicht die gemeinsame Nutzung eines Betriebsmittelversorgungssystems und eines Steuersystems durch die hydrodynamische Anfahrkomponente und den hydrodynamischen Retarder ; Figur 9 verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung die Möglichkeit der Integration des hydrodynamischen Retarders in den Kühlkreislauf einer Verbrennungskraftmaschine.

Die Figur 1 verdeutlicht anhand eines in schematisch stark vereinfachter Darstellung wiedergegebenen Axialschnittes den Grundaufbau einer erfindungsgemäß gestalteten Schaltgetriebebaueinheit 1. Diese umfasst eine Anfahreinheit 2 und ein, dieser in Leistungsübertragungsrichtung von einem Eingang E zum Ausgang A der Getriebebaueinheit 1 betrachtet nachgeschaltetes Getriebe 3. Die Anfahreinheit 2 umfasst mindestens einen Eingang 4, welcher gleichzeitig den Eingang E der Schaltgetriebebaueinheit 1 bildet. Der Ausgang 5 der Anfahreinheit 2 ist mit dem Getriebe 3, insbesondere einem Eingang 6 des Getriebes 3, gekoppelt. Ein Ausgang 7 des Getriebes 3 bildet dabei den Ausgang der Schaltgetriebebaueinheit 1. Die Anfahreinheit 2 umfasst ein Anfahrelement 8 in Form eines hydrodynamischen Bauelementes 9. Das hydrodynamische Bauelement 9 ist im dargestellten Fall als hydrodynamische Kupplung 10 ausgebildet. Diese umfasst ein Primärrad 11 und ein Sekundärrad 12, die miteinander einen mit Betriebsmittel befüllbaren Arbeitsraum 13 bilden. Die hydrodynamische Kupplung 10 ist frei von einem Leitrad und dient der Drehzahlwandlung und nicht der Drehmomentwandlung. Es ist jedoch auch denkbar, das Anfahrelement 8 als hydrodynamischen Drehzahl- /Drehmomentwandler auszuführen. In diesem Fall ist wenigstens ein Leitrad vorgesehen. Der Eingang 4 der Anfahreinheit ist mit dem Primärrad 11 verbunden, während der Ausgang 5 mit dem Sekundärrad 12 gekoppelt ist. Die Begriffe Eingang und Ausgang sind dabei funktional zu verstehen und beziehen sich auf die Kraftübertragungsrichtung im Traktionsbetrieb von einer Antriebsmaschine auf einen Abtrieb. Die Funktion von Eingang E und Ausgang A kann dabei beispielsweise von Wellen oder anderen rotationssymmetrischen Elementen

übernommen werden. Die Anfahreinheit 2 umfasst des Weiteren eine schaltbare Kupplung 14, welche parallel zur hydrodynamischen Kupplung 11 bzw. dem Anfahrelement 8 angeordnet ist und eine Umgehung der hydrodynamischen Leistungsübertragung, die durch den im torusförmigen Arbeitsraum 13 sich einstellenden Arbeitskreislauf erzeugt wird, durch die mechanische Durchkopplung zwischen Primärrad 11 und Sekundärrad 12 ermöglicht. Die schattbare Kupptung 14 fungiert somit als Überbrückungskupplung. Diese ist parallel zum hydrodynamischen Bauelement 9 schaltbar. Die schaltbare Kupplung 14 ist dabei als mechanisch übertragende und synchron schaltbare Kupplung 15 ausgebildet.

Bei dieser handelt es sich systembedingt um eine mit Formschluss arbeitende Kupplung. Das Getriebe 3 umfasst mindestens eine Drehzahl- /Drehmomentwandlungseinrichtung 16, mittels welcher mindestens eine Gangstufe zur Nutzung eines bestimmten Teilbereiches des Gesamtarbeitsbereiches bei Kopplung der Schaltgetriebebaueinheit 1 mit einer Antriebsmaschine ausnutzbar ist. Zur Realisierung bzw. Aktivierung der Gangstufe bzw. Gangstufen sind Schaltelemente 17 vorgesehen. Diese sind dabei einzelnen Elementen einer Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 16 zugeordnet und dienen deren Kopplung mit anderen rotierenden Elementen oder der Festsetzung gegenüber einem ruhenden Bauteil, beispielsweise einem Gehäuse 18 oder einem anderen, ortsfest und ruhend im Getriebe 3 angeordneten Bauteil.

Erfindungsgemäß sind die Schaltelemente 17 als Elemente zur Realisierung einer formschlüssigen Welle/Nabe-Verbindung 19 ausgebildet, wobei diese zur Kopplung rotierender Bauteile miteinander oder aber der Verbindung eines rotierenden mit einem ortsfesten Bauteil dienen. Die Anzahl, Anordnung und Funktion der Elemente zur Realisierung einer formschlüssigen Welle/Nabe- Verbindung 19 richtet sich dabei nach der Ausgestaltung des Getriebes, insbesondere der einzelnen Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtungen 16.

Bei der in der Figur 1 dargestellten Ausführung ist das Getriebe 3 in Vorgelegebauweise ausgeführt. Dieses umfasst beispielhaft sechs Drehzahl- /Drehmomentwandlungseinrichtungen 16.1 bis 16.6. Diese sind in Form von Stirnradsätzen 20.1 bis 20.6 ausgebildet. Jeder Stirnradsatz 20.1 bis 20.6 umfasst zwei miteinander kämmende Stirnräder, ein erstes Stirnrad 21.1 bis 21.6 und ein zweites Stirnrad 22.1 bis 22.6. Der Stirnradsatz 20.1 fungiert dabei als Vorgelege

67, während die einzelnen Stirnradsätze 20.2 bis 20.6 die Gangstufen beschreiben. Die einzelnen Stirnräder 21.2 bis 21.6 und 22.2 und 22.6 sind dabei auf zwei zueinander parallelen Wellen 23 und 24 angeordnet. Entsprechend der Aktivierung der einzelnen Stirnradsätze 20.2 und 20.6 erfolgt die Leistungsübertragung zum Ausgang A mit der entsprechenden Übersetzung des jeweiligen Stirnradsatzes 20.2 bis 20.6. Dazu sind jedem der Stirnradsätze 20.2 bis 20.6 Elemente zur Realisierung einer formschlüssigen Welle/Nabe-Verbindung 19.2 bis 19.6 zugeordnet, die das jeweils erste Stirnrad 21.2 bis 21.6 des entsprechenden Stirnradsatzes 20.2 bis 20.6 mit dem Ausgang A, d. h. der Welle 23, drehfest verbinden und somit eine Leistungsübertragung vom Eingang E der Schaltgetriebebaueinheit 1 über das Vorgelege 67 auf die Welle 24 und damit über den aktivierten, d. h. geschalteten Stirnradsatz zum Ausgang A ermöglicht.

Der erste Stirnradsatz 20.1 dient, wie bereits ausgeführt, lediglich als Vorgelege.

Diesem ist daher keine mechanisch übertragende synchron schaltbare Kupplung 19 zugeordnet.

Die mechanisch übertragende synchron schaltbare Kupplung 15, welche als Überbrückungskupplung fungiert, ist hier räumlich dem hydrodynamischen Bauelement 9 in axialer Richtung betrachtet nachgeordnet. Diese dient der drehfesten Kopplung zwischen Primärrad 11 und Sekundärrad 12. Bezüglich der Ausgestaltung der einzelnen Elemente zur Realisierung einer formschlüssigen Welle/Nabe-Verbindung 15 und 19.2 bis 19.6 bestehen eine Mehrzahl von Möglichkeiten, welche durch die Ausführung der formschlüssig miteinander in Wirkverbindung bringbaren Bestandteile charakterisiert ist. Als Übertragungselemente finden dabei Klauen, insbesondere einseitig angespitzte Klauen, Planverzahnungen sowie ineinander passende, d. h. komplementär zueinander ausgeführte Außen-und Innenverzahnungen Verwendung. Denkbar sind auch in Bohrungen eingreifende, axial rückziehbare Bolzen oder andere formschlüssige Elemente, wie Schub-und Drehriegel. Derartige Verbindungen übertragen durch Formschluss bezogen auf ihre Abmessungen sehr große Drehmomente. Entsprechend der Festlegung des Spiels zwischen den formschlüssig miteinander in Wirkverbindung bringbaren Elementen und/oder der Ansteuerung des Getriebes bzw. der mit diesem gekoppelten Antriebsmaschinen.

ist mit dieser Ausführung eine verschleißfreie Kraftübertragung über die gesamte Schaltgetriebebaueinheit 1 möglich. Dies gilt insbesondere bei Vorliegen eines Fahrerwunsches zur Änderung oder Einstellung eines Fahrzustandes, welcher durch die Einlegung einer bestimmten Gangstufe definiert ist, d. h. den Schaltvorgang an und für sich. Die Leistungsübertragung erfolgt damit in allen Betriebszuständen, ausgenommen des Anfahrvorganges über das hydrodynamische Bauelement 9, verschleißfrei, da keinerlei Reibschlussverbindungen an der Leistungsübertragung beteiligt sind. Zur Realisierung des Schaltvorganges werden dabei zeitlich hintereinander das gehende, d. h. das zu deaktivierende Schaltelement der noch aktuell eingelegten Gangstufe gelöst und das kommende, d. h. das für die einzulegende Schaltstufe zu aktivierende, Schaltelement aktiviert. Eine zeitliche Überschneidung zwischen beiden und damit eine teilweise parallele Leistungsübertragung über beide- kommendes und gehendes Schaltelement-ist ausgeschlossen. Während des Schaltvorganges findet somit eine Zugkraftunterbrechung statt, d. h. die mit dem Eingang E gekoppelte Antriebsmaschine ist vom Abtrieb, d. h. dem Ausgang A der Schaltgetriebebaueinheit 1 entkoppelt.

Zur Vermeidung der Weiterleitung von Drehmomentspitzen in das Getriebe ist vor dem hydrodynamischen Bauelement 9 ein Torsionsschwingungsdämpfer angeordnet.

Bei der in der Figur 1 dargestellten Ausführung bestehen die Schaltelemente, insbesondere der Elemente zur Realisierung einer formschlüssigen Welle/Nabe- Verbindung 19.2 bis 19.6 aus wenigstens zwei miteinander wenigstens indirekt in Eingriff bringbaren Teilelementen. Diese können dabei direkt von der den Ausgang bildenden Welle 23 und den mit diesen zu koppelnden Stirnrädern 21.2 bis 21.6 der Stirnradsätze 20.2 bis 20.6 gebildet werden. Um jedoch nicht die beiden Elemente-erstes Stirnrad 21.2 bis 21.6 und die Welle 23- gegeneinander verschieben zu müssen, wird der mittels der Elemente zur Realisierung einer formschlüssigen Welle/Nabe-Verbindung 19.2 bis 19.6 zwischen beiden zu verbindenden Getriebeteilen in Umfangsrichtung wirkende Formschluss durch Verschiebung eines ein Formschlusselement tragendes

Bauteile 25.2 bis 25.6 in axialer Richtung realisiert. Die Formschlusselemente am Formschlusselement tragenden Kupplungsteil 25.2 bis 25.6 können dabei mit komplementär zu diesen ausgeführten und hier im Einzelnen nicht dargestellten Formschlusselementen am ersten Stirnrad 21.2 bis 21.6 und der Welle 23 in Eingriff gebracht werden. Vorzugsweise sind dabei die die Formschlusselemente tragenden Kupplungsteile 25.2 bis 25.6 drehfest, jedoch in axialer Richtung verschiebbar, auf der Welle 23 gelagert. Die mechanisch übertragenden synchron schaltbaren Kupplungen 19.2 bis 19.6 dienen bei dieser Ausführung dabei der Kopplung zwischen zwei rotierenden bzw. drehbar gelagerten Elementen. Dies gilt in Analogie auch für die Ausführung der mechanisch übertragenden synchron schaltbaren Kupplung 15. Um nicht die beiden Elemente-Primärrad 11 und Sekundärrad 12-gegeneinander verschieben zu müssen, wird hier der mittels der mechanisch übertragenden synchron schaltbaren Kupplung 15 zwischen beiden in Umfangsrichtung wirkende Formschluss durch Verschiebung eines Formschlusselemente tragenden Kupplungsteiles 26 in axialer Richtung realisiert.

Auch dieses kann beispielsweise an einem der beiden Elemente-Primärrad 11 oder Sekundärrad 12-drehfest, jedoch in axialer Richtung verschiebbar, gelagert sein und mit entsprechend komplementären Formschlusselementen am jeweils anderen Element-Sekundärrad 12 oder Primärrad 11-in Wirkverbindung gebracht werden. Bezüglich der konkreten Ausgestaltung wird auf die Ausführung in Figur 9 für das Beispiel einer Überbrückungskupplung 14 verwiesen.

Vorzugsweise wird der in Umfangsrichtung wirkende Formschluss der Schaltelemente 19.1-19. 6 in radialer Richtung erzeugt, d. h., dass auch die Formschlusselemente, d. h. insbesondere die Übertragungselemente, in radialer Richtung ausgerichtet sind. Denkbar sind jedoch auch Ausgestaltungen, bei denen die Formschlusselemente in axialer Richtung ausgerichtet sind. Dies bedingt jedoch eine entsprechende Ausgestaltung der einzelnen miteinander zu koppelnden Elemente.

Vorzugsweise werden in der gesamten Schaltgetriebebaueinheit 1 hinsichtlich ihrer Ausführung und Betätigung gleiche formschlüssige Verbindungen und damit gleiche Elemente zur Realisierung einer formschlüssigen Welle/Nabe-Verbindung

19.2 bis 19.6 b verwendet. Die Funktionsweise einer derartigen Schaltgetriebebaueinheit 1 gestaltet sich dabei beispielsweise wie folgt : In der Anfahrphase wird das hydrodynamische Bauelement 9, insbesondere die hydrodynamische Kupplung 10, mit Betriebsmittel befüllt, wenn es sich um eine hinsichtlich ihrer Leistungsaufnahme steuer-bzw. regelbare Kupplung handelt oder aber ist bereits mit Betriebsmittel befüllt. Letzteres gilt insbesondere für hydrodynamische Kupplungen mit Konstantfüllungen. Die mechanisch übertragende schaltbare Kupplung 15 ist in diesem Funktionszustand nicht betätigt und die Leistungsübertragung zwischen dem Eingang 4 und dem Ausgang 5 der Anfahreinheit 2 erfolgt allein über die hydrodynamische Kupplung 10. Bei Betätigung der mechanisch übertragenden synchron schaltbaren Kupplung 15 zur Gewährleistung der rein mechanischen Leistungsübertragung werden das Primärrad 11 und das Sekundärrad 12 miteinander drehfest gekoppelt. Um den Schaltvorgang zur mechanischen Durchkopplung verschleißfrei zu gestalten, ist es erforderlich, die beiden Elemente Primärrad und Sekundärrad 12 miteinander zu synchronisieren. Dies wird beispielsweise dadurch realisiert, dass mindestens eine, die Drehzahl des Sekundärrades 12 wenigstens indirekt charakterisierende Größe erfasst wird und aus dieser eine Stellgröße zur Ansteuerung einer mit dem Eingang 4 der Anfahreinheit 2 gekoppelten Antriebsmaschine gebildet wird. Dabei wird die Drehzahl der Antriebsmaschine derart reduziert, dass das Primärrad 11 synchron mit dem Sekundärrad 12 umläuft. Bei Erreichen der Synchronität bzw. in Abhängigkeit des Spieles zwischen den die Formschlusselemente tragenden Kupplungsteilen 25.2 bis 25.6 und den dazu komplementären Formschlusselementen an den Stirnrädern 21.2 bis 21.6 bzw. der mit dem Ausgang gekoppelten Welle 23 wird bei Erreichen einer gewissen Position der einzelnen Kupplungselemente zueinander die mechanische Übertragung der synchron schaltbaren Kupplung 15 aktiviert und die drehfeste Verbindung hergestellt. Eine mögliche Ansteuerung ist anhand eines Steuerschemas in der Figur 2 beispielhaft wiedergegeben. Dazu ist der Schaltgetriebebaueinheit 1 eine Steuervorrichtung 27 zugeordnet, welche eine Steuereinrichtung in Form eines Steuergerätes 28 umfasst, welcher mindestens eine, die Drehzahl am Sekundärrad 12 wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe zugeführt und

verarbeitet wird. Unter Steuervorrichtung wird dabei die Gesamtheit aus Steuereinrichtung, Erfassungsmittel zur Erfassung der zu verarbeitenden Größen und Stelleinrichtungen zur Änderung der Regelgröße, d. h. der Drehzahl des Primärrades 11, verstanden. Der Begriff Steuereinrichtung bezieht sich dabei im Wesentlichen auf die Funktion des Steuergerätes. Dieses kann dabei als bauliche Einheit oder aber als virtuelles Steuergerät in Form von räumlich voneinander getrennt angeordneten und miteinander über ein Datenkommunikationsnetzwerk gekoppelten Einzelelementen vorliegen. Unter der, die Drehzahl des Sekundärrades 12 wenigstens mittelbar beschreibenden Größe kann dabei entweder direkt die Drehzahl am Ausgang 5 der Anfahreinheit 2 oder am Sekundärrad 12 oder aber eine, diese zumindest indirekt beschreibende Größe, beispielsweise bei Einbau der Anfahreinheit 2 in die Schaltgetriebebaueinheit 1 einer am Ausgang A der Schaltgetriebebaueinheit 1 anliegenden Drehzahi, welche über die Übersetzungsstufen zurückgerechnet die Drehzahl des Sekundärrades 12 charakterisiert bzw. zu dieser proportional ist, verstanden werden. Bei der Steuereinrichtung 28 kann es sich dabei um die ohnehin vorhandene Steuereinheit der Schaltgetriebebaueinheit 1 oder aber bei Einbau in einem Antriebsstrang in Fahrzeugen, die sogenannte Fahrsteuerung, handeln. Zur Ermittlung der Drehzahl des Sekundärrades 12 oder einer, diese wenigstens mittelbar charakterisierende Größe sind entsprechende Erfassungseinrichtungen 29 vorgesehen, welche neben der Erfassung der entsprechenden Größen Signale generieren, die der Steuereinrichtung 28 zugeführt werden. Die Zufuhr kann dabei direkt über die Kopplung der einzelnen Erfassungseinrichtungen 29 mit der Steuereinrichtung 28 oder aber ein Datenkommunikationsnetzwerk der Steuereinrichtung 28 zur Verarbeitung zur Verfügung gestellt werden, wobei diese Information in der Regel auch für andere Applikationen im Antriebsstrang abrufbar ist. In der Steuereinrichtung 28 erfolgt dann eine Verarbeitung der die Drehzahl des Sekundärrades 12 wenigstens mittelbar beschreibenden Größe derart, dass mindestens eine Stellgröße y zur Ansteuerung einer mit der Anfahreinheit 2 koppelbaren Antriebsmaschine gebildet wird und beispielsweise eine Stelleinrichtung 30 angesteuert wird. Dabei erfolgt nicht nur eine einfache Ansteuerung der Antriebsmaschine 68, sondern es wird vorzugsweise die Drehzahl der Antriebsmaschine 68 entsprechend der Drehzahl am Sekundärrad

12 geregelt. Bei Synchronität zwischen der Drehzahl des Primärrades 11 und dem Sekundärrad 12 wird die mechanisch übertragende synchron schaltbare Kupplung 15 betätigt. Dazu ist es erforderlich, neben der, die Drehzahl am Sekundärrad 12 wenigstens mittelbar beschreibenden Größe auch mindestens eine, die Drehzahl des Primärrades 11 und/oder der die Antriebsmaschine wenigstens mittelbar charakterisierende Größe zu ermitteln und mit der Drehzahl am Sekundärrad 12 zu vergleichen. Der Vergleich kann dabei ebenfalls in der Steuereinrichtung 28 vorgenommen werden, wobei jeweils bei Abweichung eine Stellgröße zur Ansteuerung der Stelleinrichtung 30 der Antriebsmaschine gebildet wird. Die Steuereinrichtung 28 umfasst dazu mindestens eine Vergleichseinrichtung 31, welche in der Regel in dieser integriert ist. Des weiteren umfasst die Steuereinrichtung 28 neben einem Stellgrößenbildner 32 für die Ansteuerung der Antriebsmaschine 68 einen Stellgrößenbildner 33, welcher die Ansteuerung einer Stelleinrichtung 34 zur Verschiebung eines Kupplungsteiles, insbesondere des Formschlusselemente tragenden Kupplungsteils 26 der mechanisch übertragenden synchron schaltbaren Kupplung 15 dient.

Die Funktionen dieser Stellgrößenbildner 32,33 sowie der Vergleichseinrichtung 31 werden vorzugsweise von einer Komponente übernommen. Denkbar ist jedoch auch, bei Ausbildung der Steuereinrichtung 28 als virtuelles Steuergerät, die Funktionen einzelnen, räumlich voneinander getrennt angeordneten Komponenten zuzuordnen.

In Analogie gilt diese Vorgehensweise nicht nur für die Schaltung der als Überbrückungskupplung ausgebildeten mechanisch übertragbaren synchron schaltbaren Kupplung 15, d. h. beim Wechsel von der hydrodynamischen Leistungsübertragung zur mechanischen Leistungsübertragung, sondern kann auch beim Einlegen der einzelnen Gangstufen im Getriebe 3 angewandt werden.

Dabei bleibt die Leistungsübertragung über die Anfahreinheit 2 aktiviert, d. h. diese erfolgt entweder über die hydrodynamische Kupplung 10 oder die als Überbrückungskupplung fungierende mechanisch übertragende synchron schaltbare Kupplung 15. Als Eingangsgröße fungiert hier jedoch die Drehzahl der Welle 23 und damit die Drehzahl am Ausgang A der Schaltgetriebeeinheit 1 bzw.

eine, diese wenigstens indirekt charakterisierende Größe. Die Ansteuerung der Antriebsmaschine 68 und die Verarbeitung der Größen erfolgt analog, wie in Figur 2 für die Überbrückungskupplung beschrieben.

Die in der Figur 1 dargestellte Schaltgetriebebaueinheit 1 umfasst ferner eine Bremseinrichtung 36, welche der Welle 24 zugeordnet ist ; Diese dient zum Festhalten der Welle 24, insbesondere während des Startvorganges bei hochlaufender hydrodynamischer Kupplung zum Einlegen der Gangstufe und zur Synchronisation zur Realisierung einer formschlüssigen Welle/Nabe-Verbindung der Elemente 19.2 bis 19.6. Bei Deaktivierung des gehenden Schaltelementes, d. h. eines der Schaltelemente 17.2 bis 17.6 ist die Leistungsübertragung von der Welle 24 zur Welle 23 unterbrochen. Die einzelnen Stirnradsätze 202 bis 20.6 laufen leer. Die Welle 24 ist jedoch noch über das Vorgelege 67 mit der mit dem Eingang E gekoppelten Antriebsmaschine verbunden. Durch Aktivierung der Bremseinrichtung 36 kann dabei die Drehzahl der Welle 24 an die der Welle 23 angepasst werden, wobei dann auf die spezielle Ansteuerung der Antriebsmaschine 68 zur Synchronisation der miteinander zu koppelnden Kupplungsteile verzichtet werden kann, da die Bremseinrichtung bei gegebener Leistungsübertragung über die Anfahreinheit 2 auf die Antriebsmaschine 68 zurückwirkt. Die Bremseinrichtung 36 kann dabei zielgerichtet hinsichtlich des erzeugbaren Bremsmomentes angesteuert werden oder wird einfach unter Abgabe eines bestimmten vordefinierten Bremsmomentes aktiviert. Beide Drehzahlen, die der Welle 23 und der Welle 24 bzw. die diese wenigstens indirekt charakterisierenden Größen werden ermittelt und die Drehzahlen verglichen, wobei bei Synchronität die Aktivierung des kommenden Schaltelementes 17.2 bis 17.6 erfolgt. Es ist jedoch auch denkbar, auf diese Überwachung zu verzichten, und nach aktivierter Bremseinrichtung 36 unter der Voraussetzung der Ausgestaltung der Elemente zur Realisierung einer formschlüssigen Welle/Nabe- Verbindung 19.2 bis 19.6 mit Spiel, das kommende Schaltelement 17.2 bis 17.6 nach einer vordefinierten Zeitdauer einfach zu schalten.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Schaltgetriebebaueinheit 1 ist auf der Vorgelegewelle 24 ein Freilauf 37 vorgesehen. Der Freilauf 37 ist

dabei auf der Vorgelegewelle 24 zwischen dem Vorgelege 67 und den die einzelnen Schaltstufen charakterisierenden Stirnrädern 22.2-22. 6 angeordnet. Der Freilauf ermöglicht als richtungsgeschaltete Kupplung im Wesentlichen die zwei folgenden Funktionszustände : 1. Ist die Drehzahl am Ausgang des Vorgeleges gleich der mit den einzelnen Stirnrädern der Stirnradsätze gekoppelten Seite wird ein Moment auf den Ausgang der Getriebebaueinheit übertragen.

2. Ist die Drehzahl am Ausgang des Vorgeleges geringer als an der mit den einzelnen Stirnrädern der Stirnradsätze gekoppelten Seite wird kein Moment auf den Ausgang der Getriebebaueinheit übertragen.

Diese Lösung bietet neben der Realisierung eines nahezu verschleißfreien Anfahrvorganges den Vorteil, dass während des Schaltvorganges im Getriebe 3 das eventuell noch aktivierte hydrodynamische Bauelement 9 nicht entleert werden muss und auch keine zusätzliche Trennkupplung zur Leistungsunterbrechung während des Schaltvorganges erforderlich ist. Die Abkoppelung des Einganges E, welcher in der Regel die Getriebeeingangswelle bildet, von den nachgeordneten Schaltstufen des Getriebes 3 erfolgt allein über den Freilauf 37 und sichert somit im Zusammenspiel mit der Bremseinrichtung 36 die Synchronisierung der einzelnen Formschlusselemente tragenden Teile der Elemente zur Realisierung einer formschlüssigen Verbindung 19.2 bis 19.6, insbesondere der Stirnräder 21.2 bis 21.6 und der Welle 23 im Getriebe 3.

Um einen Gangstufenwechsel im Getriebe 3 vornehmen zu können, muss der Eingang E der Schaltgetriebebaueinheit 1 momentenfrei sein und von zusätzlichen Massen entkoppelt werden. Andernfalls besteht die Gefahr, dass die einzelnen Kupplungselemente der Schaltelemente 17 des Getriebes 3 den Gangstufenwechsel nicht bewältigen können. Zur Vornahme eines Gangstufenwechsels muss die Antriebsmaschine vom Eingang E abgekoppelt werden. Die Antriebsmaschine ist dabei bei geöffneter Überbrückungskupplung 15 mechanisch abgekoppelt. Die Abkopplung des Vorgeleges 67 wird durch den Freilauf 37 erzielt, der für diese Aufgabe frei laufen muss. Zu diesem Zweck muss

die Drehzahl am Vorgelege unter die Drehzahl am Ausgang des Getriebes 3 bzw. die mit den einzelnen Stirnrädern der Stirnradsätze gekoppelten Seite der Vorgelegewelle 24 abgesenkt werden. Dies erfolgt dabei entweder durch das Absenken der Drehzahl der Antriebsmaschine 68 oder über die Bremseinrichtung 36.

Während der Betriebsweise Fahren, d. h. in einem Betriebszustand, weicher sowohl Zugbetrieb als auch Schubbetrieb beinhaltet, erfolgt die Leistungsübertragung in der Regel rein mechanisch über die dann als Überbrückungskupplung fungierende mechanisch übertragende schaltbare Kupplung 15. Diese ist geschlossen. Das hydrodynamische Bauelement 9 ist in diesem Zustand an der Leistungsübertragung nicht beteiligt. Dieses kann dabei entweder entleert, teilbefüllt oder mit Vollfüllung versehen sein. Beim Gangstufenwechsel, welcher eine Hochschaltung charakterisiert, wird die mechanische Kupplung zwischen dem Getriebeeingang E und dem Eingang 6 des Getriebes 3 unterbrochen. Das hydrodynamische Bauelement 9 ist leer, teilbefüllt oder weist Vollfüllung auf. Bei Gangstufenwechseln, welche eine Rückschaltung in einen niederen Gang beschreiben, ist die Überbrückungskupplung 15 geöffnet.

Das hydrodynamische Bauelement kann wiederum leer, teilbefüllt oder mit Vollbefüllung betrieben werden. Auch in diesem Fall ist die Drehzahl am Vorgelege 67 kleiner als die Drehzahl der mit den Stirnrädern gekoppelten Seite der Vorgelegewelle 24. Dieses ist dabei frei von einer drehfesten Kopplung mit dem Ausgang der Getriebebaueinheit in diesem Betriebszustand.

Wird der Freilauf 37 in hier nicht dargestellter Weise auf dem Rad 21.1 angeordnet, so wirkt die Bremse in beiden Drehrichtungen. Ansonsten nur entgegen der gewählten Fahrtrichtung. Da mit Freilauf keine Motorbremswirkung mehr erzeugt wird, könnte alternativ ein geschalteter Freilauf vorgesehen werden, der in diesem Fall überbrückt wird. Dies könnte sinnvollerweise mit einer Klaue erfolgen, die im Falle des Bremsbetriebes eingeschaltet wird und bei Stillstand oder im Zugbetrieb offen ist.

Um ein Zurückfallen des Fahrzeuges, insbesondere an Steigungen, zu vermeiden, wird in diesem Betriebszustand das Vorgelege 67 abgebremst, vorzugsweise festgesetzt, wobei dabei gleichzeitig das Sekundärrad 12 der hydrodynamischen Kupplung festgesetzt wird. Bei einem eingelegten Gang und Festsetzung des Sekundärrades 12 wird dann das Zurückrollen in vorteilhafter Weise durch die Bremseinrichtung 36 vermieden. Diese ist vorzugsweise im einfachsten Fall in Scheibenbauweise ausgeführt. Die Anbindung der Bremseinrichtung 36 bzw.

Anordnung erfolgt vor dem Freilauf 37. Ist der Freilauf 37 in vorteilhafter Weise auf der Vorgelegewelle 24 angeordnet, kann die Bremseinrichtung 36 dieser Welle direkt zugeordnet werden und im ohnehin vorhandenen Bauraum in axialer Richtung zwischen der Anfahreinheit und der Vorgelegewelle 24 angeordnet werden. Die Bremseinrichtung 36 dient dabei der Abstützung der Vorgelegewelle 24 am Gehäuse.

Die Figur 3 verdeutlicht eine mögliche Ausgestaltung der Schaltgetriebebaueinheit 1.3 mit Ausführung der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 16.3 in Form von Planetenradsätzen 38. Die dargestellten Schaltelemente 17.31 bis 17.36 dienen dabei der drehfesten Kopplung jeweils zweier Elemente des Planetenradsatzes bzw. der Festsetzung gegenüber einem ortsfesten Bauteil oder dem Gehäuse 18.3. Der Aufbau der Anfahreinheit 2.3 entspricht der in der Figur 1 beschriebenen, weshalb für gleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet werden.

Bei den in den Figuren 1 und 3 dargestellten Ausführungen ist die Anfahreinheit 2 bzw. 2.3 jeweils im Gehäuse 18 bzw. 18.3 des Getriebes 3 integriert. Diese grundsätzliche Anordnungsmöglichkeit für die Anfahreinheit ist noch einmal in schematisch stark vereinfachter Darstellung in der Figur 4a wiedergegeben.

Demgegenüber verdeutlicht die Figur 4b eine Ausgestaltung der Schaltgetriebebaueinheit 1.4 mit Zuordnung jeweils separater Gehäuse 39 zum Getriebe und 40 zur Anfahreinheit 2, wobei die Anfahreinheit 2 und das Getriebe 3 an den Gehäusen 39,40 aneinander angeflanscht werden. Die beiden Gehäuse 39 und 40 bilden dabei das Gesamtgehäuse 18.4.

Die Figuren 5a bis 5c verdeutlichen in schematisch stark vereinfachter Darstellung mögliche Ausgestaltungen der Elemente zur Realisierung einer formschlüssigen Welle/Nabe-Verbindung 19, wie sie in den Figuren 1 bis 3 Verwendung finden. Die Figur 5a verdeutlicht eine Ausführung mit Klauen 41, umfassend zwei Hälften 42 und 43, wobei jede Klaue als Formschlusselemente trägt. Diese sind in vorteilhafter Weise angeschrägt ausgeführt. Bei dieser Ausführung sind die Formschlusselemente der einzelnen Hälften in axialer Richtung jeweils zueinander hin ausgerichtet. Der Formschluss erfolgt dabei durch Verschiebung mindestens einer der beiden Hälften 42 und/oder 43 gegeneinander in axialer Richtung.

Entsprechend der Anordnung der Schaltelemente und Zuordnung zu den einzelnen Getriebeelementen kann der Formschluss auch in radialer Richtung realisiert werden. Die beiden Hälften sind dabei entweder jeweils mit drehbar gelagerten Getriebeelementen gekoppelt oder aber eine der beiden Hälften 42 oder 43 ist mit einem ortsfesten Bauteil, vorzugsweise dem Gehäuse, verbunden.

Die Figur 5b verdeutlicht eine modifizierte Ausführung gemäß Figur 5a, bei weicher der Formschluss zwischen zwei miteinander zu koppelnden Bauelementen über ein klauentragendes Teil 44 realisiert wird, welches gegenüber den beiden miteinander in Wirkverbindung bringbaren Getriebeelementen oder aber einem Getriebeelement und ortsfestem Bauteil in Wirkverbindung gebracht wird. Dazu wird das klauentragende Teil 44 beispielsweise wenigstens teilweise als Hülse ausgebildet, welche an ihrem Innenumfang 45 und an ihrem Außenumfang 46 entsprechende Formschlusselemente trägt, die mit dazu komplementär ausgeführten Formschlusselementen, vorzugsweise Klauen, oder aber Verzahnungen in Form einer Planverzahnung oder einer zueinander komplementären Außen-und Innenverzahnung an den miteinander zu koppelnden Bauteilen 47 und 48 in Eingriff bringbar ist. Dabei kann es sich bei den Bauteilen 47 und 48 entsprechend der in der Figur 1 dargestellten Ausführung zum einen um eines der Stirnräder sowie zum anderen um die Welle 23 handeln.

Die Figur 5c verdeutlicht eine alternative Ausgestaltung der Elemente zur Realisierung einer formschlüssigen Welle/Nabe-Verbindung mit Schubriegeln. Der

Formschluss wird dabei über in axialer Richtung verschiebbare Bolzenelemente 49 realisiert.

Figur 6 verdeutlicht in schematisch stark vereinfachter Darstellung eine vorteilhafte Weiterentwicklung einer erfindungsgemäß gestalteten Schaltgetriebebaueinheit 1.6 mit Integration eines hydrodynamischen Retarders 50-als Sekundärretarder 51 in der Getriebebaueinheit. Gemäß Figur 6 ist der Sekundärretarder 51 dabei im Gehäuse 18.6 der Schaltgetriebebaueinheit 1.6, insbesondere in dem dem Getriebe zugeordneten Gehäuse 40, angeordnet. Eine weitere, hier im einzelnen nicht dargestellte Ausgestaltung besteht darin, den hydrodynamischen Retarder 50 am Gehäuse 18.6 der Schaltgetriebebaueinheit 1.6 anzuflanschen, wobei eine Kopplung des Rotors mit dem Ausgang A erfolgt. Die Verbindung zwischen dem Ausgang A oder einem mit diesem drehfest gekoppelten Element des Getriebes 3 und dem Rotor 52 des hydrodynamischen Retarders 50 erfolgt vorzugsweise über einen Hochtrieb 53. Dadurch besteht die Möglichkeit, sehr hohe Bremsmomente zu erzeugen, wobei gerade im Hauptbetriebsbereich des hydrodynamischen Retarders, welcher durch das Fahren bei hohen Geschwindigkeiten charakterisiert ist, eine optimale Betriebsweise des Retarders realisiert wird. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann der als Sekundärretarder fungierende hydrodynamische Retarder 50 als Wasserpumpenretarder betrieben werden. In diesem Fall kann dieser vorzugsweise-wie in Figur 9 schematisiert vereinfacht dargestellt-in den Kühlkreislauf 54 einer mit der Schaltgetriebebaueinheit 1.7 gekoppelten Antriebsmaschine 68 integriert werden. Diese Antriebsmaschine ist hier mit 68 bezeichnet. Dabei handelt es sich vorzugsweise um eine Verbrennungskraftmaschine 56, der ein Kühlkreislauf 54 zugeordnet ist. Als Betriebsmittel des hydrodynamischen Retarders fungiert dabei Kühlmedium des Motors. Ferner sind Mittel 57 vorgesehen, die eine wahlweise Funktion des hydrodynamischen Retarders als Umwälzpumpe für das Betriebsmittel oder als hydrodynamische Bremse ermöglichen. Diese Mittel können unterschiedlich ausgestaltet sein. Im dargestellten Fall ist beispielhaft eine Ventilkombination 58 dargestellt, über die durch Änderung der Strömungsquerschnitte am Einlass 59 und Auslass 60 des hydrodynamischen Retarders die entsprechende Funktion realisiert wird. Denkbar ist des Weiteren eine hier im Einzelnen nicht dargestellte

Statorverschiebung oder Verschwenkung. Ebenfalls denkbar ist der Betrieb der hydrodynamischen Kupplung mit Wasser, insbesondere dem Medium im Kühlmittelkreislauf der Antriebsmaschine.

Figur 7 verdeutlicht eine Möglichkeit der Ansteuerung des hydrodynamischen Bauelementes 9 gemäß der Figuren 1 oder 3. Diesem ist dabei ein Betriebsmittelversorgungssystem 61 zugeordnet, umfassend einen mit dem Arbeitsraum 13 gekoppelten geschlossenen Kreislauf 62, in welchem ein druckdichter Behälter 63 integriert ist oder der über eine druckdichte Anbindung mit einem derartigen Behälter druckmitteldicht gekoppelt ist. Zur Steuerung der Drehzahl des Sekundärrades 12 bzw. des Primärrades 11 und der mit dieser gekoppelten Antriebsmaschine und/oder der über die hydrodynamische Kupplung 10 aufnehmbaren Leistung wird der Füllungsgrad im Arbeitsraum 13 verändert.

Diese Veränderung erfolgt durch Aufbringen eines statischen Überlagerungsdruckes in den geschlossenen Kreislauf 62, wobei dieser direkt auf dem Betriebsmittelspiegel im druckdichten Behälter 63 aufgebracht wird. Diese Einrichtung zum Aufbringen des Überlagerungsdruckes fungiert dabei als Stelleinrichtung 6, welche über eine, entweder der hydrodynamischen Komponente 9 direkt zugeordnete Steuereinrichtung oder eine, auch zur Funktionsweise anderer Komponenten herangezogene Steuereinrichtung 65 angesteuert wird. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist bei Vorsehen eines hydrodynamischen Retarders 50 in der Schaltgetriebebaueinheit 1.6 gemäß Figur 8 die Möglichkeit vorgesehen, die Ansteuerung des hydrodynamischen Retarders 50 über dasselbe System wie die hydrodynamische Kupplung 10 zu realisieren. Dabei kann das gleiche Betriebsmittelversorgungssystem 61 genutzt werden, wobei Mittel zur wahlweisen Nutzung der Steuereinrichtung und des Betriebsmittelversorgungssystems und Zuordnung zu einer der beiden Komponenten-hydrodynamische Kupplung 10 oder hydrodynamischer Retarder 50-vorgesehen sind. Diese Mittel sind hier mit 66 bezeichnet.

Bezugszeichenliste 1,1. 3,1. 5, Schaltgetriebebaueinheit 2,2. 3,2. 5, Anfahrelement 3,3. 3,3. 5, Getriebe 4 Eingang der Anfahreinheit 5 Ausgang der Anfahreinheit 6 Eingang des Getriebes 7 Ausgang des Getriebes 8 Anfahrelement 9 hydrodynamisches Bauelement 10 hydrodynamische Kupplung 11 Primärrad 12 Sekundärrad 13 Arbeitsraum 14 schaltbare Kupplung 15 mechanisch übertragende synchron schaltbare Kupplung 16,16. 1-16.6 Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 17,17. 1-17.6 Schaltelemente 18,18. 3,18. 4 Gehäuse 19,19. 2-19.6 mechanisch übertragende synchron schaltbare Kupplung 20.1-20. 6 Stirnradsatz 21.1-21. 6 erstes Stirnrad 22.1-22. 6 zweites Stirnrad 23 Welle 24 Welle 25.2-25. 6 Formschlusselemente tragende Kupplungsteile 26.2-26. 6 Formschlusselemente tragende Kupplungsteile 27 Steuervorrichtung 28 Steuergerät 29 Erfassungseinrichtung 30 Stelleinrichtung 31 Vergleichseinrichtung

32 Stellgrößenbildner 33 Stellgrößenbildner 34 Stellgrößenbildner 35 Stellgrößenbildner 36 Bremseinrichtung 37 Freilauf 38-Planetenradsatz 39 Gehäuse 40 Gehäuse 41 Klauen 42 Hälfte 43 Hälfte 44 Klauen tragender Teil 45 Innenumfang 46 Außenumfang 47 Bauteil 48 Bauteil 49 Bolzenelement 50 hydrodynamischer Retarder 51 Sekundärretarder 52 Rotor 53 Hochtrieb 54 Kühlkreislauf 55 Antriebsmaschine 56 Verbrennungskraftmaschine 57 Mittel zur wahlweisen Zuordnung der Funktion des hydrodynamischen Retarders als Kühlmittelumwälzpumpe oder Bremseinrichtung 58 Ventilkombination 59 Einfass 60 Auslass 61 Betriebsmittelversorgungssystem 62 geschlossener Kreislauf

63 druckdichter Behälter 64 Stelleinrichtung 65 Steuervorrichtung 66 Mittel zur wahlweisen Nutzung des Betriebsmittelver- sorgungssystems und der Steuereinrichtung durch die hydrodynamische Kupplung oder den hydrodynamischen Retarder 67 Vorgelege 68 Antriebsmaschine 69 Torsionsschwingungsdämpfer