DE10133629A1

DE10133629A1 - Modulare Lastschaltgetriebe

Info

Publication number: DE10133629A1
Application number: DE10133629A
Authority: DE
Inventors: Richard Boisch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-07-15
Filing date: 2001-07-15
Publication date: 2003-01-30

Description

Stand der Technik

In der DE 198 50 549 A1 wird ein mehrgängiges Getriebe 10 (10a) beschrieben, das zwei Eingangswellen 12, 13 und eine Ausgangswelle 25 aufweist. Jede der Eingangswellen 12, 13 ist mit einer Kupplung 29, 30 verbunden und mit dieser vom Verbrennungsmotor 11 des Kraftfahrzeuges trennbar. Ferner sind den beiden Eingangswellen 12, 13 eine oder zwei Elektromaschinen 34, 35, 40 zugeordnet und mit diesen kraftschlüssig verbunden, die sich auf der dem Verbrennungsmotor 11 abgewandten Seite der Kupplungen 29, 30 befinden. Mittels des bzw. der Elektromaschinen 34, 35, 40 kann insbesondere auf einen Anlasser und eine Lichtmaschine für den Verbrennungsmotor 11 verzichtet werden. Ferner lassen sich sowohl die Synchrondrehzahl der Eingangswelle 12, 13 eines Zielgangs auf einfache Weise einstellen als auch verschiedene Betriebszustände realisieren. Hier sind keine Gruppen- Lastschaltungen möglich und Doppelkupplungen sind erforderlich.
In der Patentschrift DE 41 02 202 C2 (D1) wird eine Getriebeanordnung beschrieben, bei der eine Brennkraftmaschine direkt mit dem Seitenzahnrad 11 eines Differentialgetriebes 10 verbunden ist. Das parallel dazu angeordnete Seitenzahnrad 12 ist über ein Stirnradgetriebe 24, 25 mit einem Elektromotor 5 verbunden. Die Ritzelzahnräder 13 und 14 führen über die Ritzelwelle 15 und über ein Stirnradgetriebe 16, 20 zu einem weiteren Getriebe 3. Das Differentialgetriebe 10 kann weder verblockt noch auf einer Seite (Seitenzahnrad 12) festgesetzt werden, so daß das Seitenzahnrad 12 bei angetriebenem Kraftfahrzeug immer das gleiche Drehmoment aufweisen muß wie das Seitenzahnrad 11, damit eine Drehmomentübertragung zur Ritzelwelle 15 hin erfolgen kann. Dieses Drehmoment muß damit permanent vom Elektromotor 5 geliefert werden. Die in der Beschreibung angegebene Funktion, daß während des Antriebsvorganges der Elektromotor als Generator dienen kann, führt zu dem Zustand, daß die Ritzelwelle 15 (nahezu) steht und das Seitenzahnrad 12 gegenüber dem Seitenzahnrad 11 rückwärts dreht und so den Generator antreibt. Für die Fortbewegung des Fahrzeuges muß also vom Elektromotor 5 permanent ein Antriebsdrehmoment geliefert werden, was letztendlich schnell zum Entladen der Bordnetzbatterie führen wird.
In der Offenlegungsschrift DE 196 50 723 A1 (D2) wird ein Steuersystem für Fahrzeugantriebseinheiten vorgestellt, bei dem ein Motor-Generator 21 direkt mit dem Sonnenrad eines Planetensatzes 30 verbunden ist. Der Planetensatz kann über eine Kupplung 36 verblockt werden. Im Gegensatz zur vorliegenden Anmeldung benötigt die in D2 beschriebene Fahrzeugantriebseinheit eine Anfahrkupplung 31, das Sonnenrad des Planetensatzes 30 kann nicht festgesetzt werden (der Planetensatz 30 hat damit nicht die Funktion eines Gruppengetriebes zur Verdopplung der Zahl der Gänge) und der Motor - Generator 21 dient nicht zur Synchronisation der Gänge des Getriebes 4.
In der Patentschrift DE 196 06 771 C2 (D3) wird ein Hybridantrieb beschrieben, bei dem zwischen der Eingangswelle 1 (mit der Brennkraftmaschine verbunden) und der Ausgangswelle 12 (zu den Antriebsrädern führend) zwei Elektromaschinen 3 und 4 und umschaltbare Planetensätze 5, 6, 16 angeordnet sind. Die umschaltbaren Planetensätze dienen als Stufengetriebe und in Zusammenarbeit mit den Elektromaschinen ergibt sich ein umschaltbares stufenloses Getriebe, wodurch günstige Arbeitspunkte gewählt werden können. Es handelt sich aber um einen Hybridantrieb, bei dem außer bei geschlossener Kupplung 11 immer ein von der Elektromaschine 3 erzeugtes Drehmoment zur Drehmomentübertragung notwendig ist, bei dem kein mit der Elektromaschine gekoppelter Planetensatz als Gruppengetriebe zur Verdopplung der Zahl der Gänge dient und bei dem keine Synchronisationsvorgänge mit Hilfe eines Planetensatzes und einer Elektromaschine durchgeführt werden.
In der Offenlegungsschrift DE 198 18 108 A1 (D4) wird ebenfalls ein Hybridantrieb vorgestellt, wobei hier - ähnlich wie in D2 - eine Elektromaschine 2 auf das Sonnenrad eines Planetensatzes 35 wirkt (siehe z. B. Fig. 2) und daß dieser Planetensatz über eine Kupplung 36 verblockt werden kann. Ähnlich wie in D2 kann aber das Sonnenrad des Planetensatzes 35 nicht festgesetzt werden und dieser Planetensatz hat damit nicht die Funktion eines Gruppengetriebes zur Verdopplung der Zahl der Gänge und die Elektromaschine 2 dient nicht zur Synchronisation der Gänge des Getriebes 4.
Die Anmeldung WO 98/406 47 betrifft ein Antriebsaggregat für Kraftfahrzeuge mit einem Getriebe 18, wobei das Getriebe über eine Reibkupplung mit der Brennkraftmaschine koppelbar ist und eine elektrische Maschine mit Hilfe einer Kupplung und eines Zwischengetriebes mit dem Getriebe 18 gekoppelt werden kann. Die elektrische Maschine dient als Startermotor, als Generator und zur Getriebesynchronisation. Dazu sind mindestens zwei Reibkupplungen erforderlich und es werden nicht die Vorteile genutzt, die mit einem Dreiwellenbetrieb möglich sind.
Die Patentanmeldung US 560 32 42 beschreibt eine Getriebeanordnung, bei der mindestens eine elektrische oder hydraulische Drehmaschine eine Synchronisation von Getrieben mit zwei Wellen ermöglicht. Hier sind mindestens zwei Reibkupplungen (bzw. eine doppelt wirkende Reibkupplung) erforderlich und es werden keine Synchronisationsvorgänge ermöglicht, die über mehrere Gruppen hinweg gehen.
Die dieser Anmeldung vorausgegangene Anmeldung 199 01 414 (G1) beschreibt den integralen Aufbau von Getrieben bestehend aus mindestens einem Planetensatz gekoppelt mit mindestens einem (vorwiegend) unsynchronisierten Vorgelegegetriebe. Eine Welle eines Planetensatzes (hier vorwiegend die Sonnenradwelle) ist direkt mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden, die zweite Welle (hier vorwiegend die Stegwelle) ist direkt mit dem integrierten Vorgelegegetriebe verbunden, während die dritte Welle (hier vorwiegend die Hohlradwelle) mit einer Bremse und einer Drehmaschine verbunden ist. Außerdem kann der Planetensatz mit einer (Klauen-)Kupplung verblockt werden. Damit sind mehrere Funktionen auszuführen. Bei gelöster Bremse und gelöster (Klauen-)Kupplung kann mit Hilfe der Drehmaschine das Hohlrad so gedreht werden, daß ein Gang synchronisiert eingeschaltet werden kann (z. B. der 1. Gang bei stehendem Fahrzeug). Wird danach die Bremse angezogen, so wird dieser Gang in der unteren Gruppe aktiviert, d. h. die Antriebsräder setzen sich in Bewegung. So können alle Gänge des Vorgelegegetriebes geschaltet werden, dies ist dann die untere Gruppe der Gänge. Werden danach noch einmal die Gänge des Vorgelegegetriebes - wieder synchronisiert über die Drehmaschine - der Reihe nach geschaltet und danach jeweils der Planetensatz verblockt, so erhält man die obere Gruppe der Gänge. Werden zwei Planetensätze jeweils mit einem Vorgelegegetriebe gekoppelt, wobei die Gänge alternierend den beiden Planetensätzen zugeordnet sind, so ist in der unteren Gruppe der Gänge eine Lastschaltung ohne Drehmomentunterbrechung möglich. Neben den Synchronisationsaufgaben kann eine elektrische Drehmaschine auch die Funktionen Startermotor und Generator mit übernehmen.
Die dieser Anmeldung vorausgegangene Zusatzanmeldung 199 21 064 (G2) beschreibt eine Anordnung der Drehmaschine in Flucht mit der Welle (den Wellen) des Planetengetriebes (der Planetengetriebe), mit der die Drehmaschine direkt mit dem (den) Planetengetriebe(n) gekoppelt werden kann. Eine notwendige Untersetzung für den Starterbetrieb erfolgt über eine innere Leistungsverzweigung des (der) Planetengetriebe(s). Bei mehrteilig ausgeführten elektrischen Drehmaschinen kann u. U. ohne zusätzliche mechanische Umschaltung rein elektrisch zwischen den Funktionen Synchronisationsbetrieb, Starterbetrieb und Generatorbetrieb umgeschaltet werden. Weitere Detailverbesserungen werden angegeben.
Die dieser Anmeldung vorausgegangene weitere Zusatzanmeldung 199 33 373 (G3) beschreibt den gegenüber den vorangegangenen Anmeldungen vereinfachten Aufbau eines 6-Gang- Getriebes (+ Rückwärtsgang), bei dem die unteren 3 Gänge durch Betätigung von Bremsen ohne Drehmomentunterbrechung umgeschaltet werden können. Außerdem ist eine Möglichkeit der Montage des Getriebes im Heckbereich angegeben. Weitere Detailverbesserungen werden aufgezeigt.
Vorbemerkung zu den weiteren Anmeldungen
In dem Buch
Alfred Krappel und 26 Mitautoren
Kurbelwellenstartgenerator (KSG)
Basis für zukünftige Fahrzeugkonzepte
espert-verlag Renningen
ISBN 3-8169-1808-5
werden verschiedene Möglichkeiten und Anwendungen von Kurbelwellenstartgeneratoren (KSG) beschrieben. Dies sind Elektromaschinen, die direkt mit der Kurbelwelle von Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen verbunden sind. Sie können sowohl als Starter mit großem Drehmoment (bei niedrigen Drehzahlen) als auch als Generator mit hoher Leistung (bei höheren Drehzahlen) benutzt werden. Bei den weiteren Zusatzanmeldungen werden die mit dem KSG gegebenen Möglichkeiten dahingehend erweitert, daß der KSG in das Getriebe integriert wird und dort die zusätzlichen Aufgaben Getriebesynchronisation und Lastschaltung mit übernimmt. Er wird deshalb hier Getriebesynchronisationsstartgenerator GSSG genannt. Natürlich können die vom GSSG ausgeführten Aufgaben Getriebesynchronisation und Lastschaltung auch von einer andersartigen Drehmaschine, z. B. einem Hydraulikaggregat, übernommen werden.
Die dieser Anmeldung vorausgegangene weitere Zusatzanmeldung 199 62 854 (G4) beschreibt Anwendungen, die das hohe Drehmoment des GSSG ausnutzen, um auch ohne Planetengetriebe Synchronisations- und Lastschaltvorgänge ausführen zu können. Dazu wird die Eingangswelle des Getriebes in zwei Teilabschnitte aufgeteilt, denen jeweils alternierend Gänge zugeordnet sind. Zur Erhöhung des Anfahrdrehmomentes kann eine Reibkupplung eingesetzt werden, ansonsten genügen Klauenkupplungen. Anordnungen mit Gruppengetrieben werden beschrieben, wobei aber jede Gruppe ihre eigene Synchronisations- und Lastschalteinrichtung benötigt.
Die dieser Anmeldung vorausgegangene weitere Zusatzanmeldung 100 01 602 (G5) beschreibt weitere Anwendungen, die das hohe Drehmoment des GSSG für Synchronisations- und Lastschaltvorgänge ausnutzen, jetzt aber wieder unter Benutzung von wenigstens einem Planetensatz. Im Gegensatz zu den Anwendungen in G1, G2 und G3 genügt jetzt aber ein einfacher bzw. ein doppelt wirkender Planetensatz für alle Lastschaltvorgänge, während in G1, G2, G3 für Lastschaltvorgänge zwei Panetensätze erforderlich sind und Lastschaltungen nur in der unteren Gruppe möglich sind. Die beschriebenen Getriebe mit weiteren Gruppen benötigen für jede weitere Gruppe jeweils ihre eigenen Synchronisations- und Lastschalteinrichtungen.
Die dieser Anmeldung vorausgegangene weitere Zusatzanmeldung 100 13 734 (G6) beschreibt weitere Anwendungen, die das hohe Drehmoment von GSSG für Synchronisations- und Lastschaltvorgänge ausnutzen. Dabei können (beliebig viele) Gruppengetriebe hintereinander geschaltet sein, die alle von einem einzigen GSSG synchronisiert und lastgeschaltet werden. Dabei sind die angegebenen Varianten für verhältnismäßig viele Gänge ausgelegt und die Rückführung von Welle 13 auf Welle 1 gestaltet sich unter Umständen schwierig. Außerdem werden nicht alle möglichen Gänge ausgenutzt.
Die dieser Anmeldung vorausgegangene Zusatzanmeldung 100 21 837 (G7) beschreibt Erweiterungen und Verfeinerungen der Anmeldung G7 und ineinander geschachtelte Getriebebauweisen.
Die dieser Anmeldung vorausgegangene weitere Zusatzanmeldung 100 34 656 (G8) beschreibt die Anwendung von KSG in Booten, vorwiegend in Segelbooten. Zusätzlich zu seinen bisherigen Aufgaben dient der KSG hier als Kupplungsersatz, als Elektroantrieb und als Wellengenerator.
Die dieser Anmeldung vorausgegangene Anmeldung 100 62 693.3 (G9) beschreibt Lastschalt- Gruppengetriebe, bei denen ein GSSG 9 integraler Bestandteil ist. Für jeweils eine Haupt- und Untergruppe werden vereinfachte Aufbaumöglichkeiten angegeben, wobei keine exzentrischen Nebenwellen vorkommen und nur geometrische Gangabstufungen benutzt werden.

Vorteile der Erfindung

Inzwischen sind zum KSG weitere Alternativen bekannt. Beispielsweise wird von BMW vorgeschlagen, statt eines Generators eine Brennstoffzelle zur Versorgung des Bordnetzes vorzusehen. So kann unabhängig vom Verbrennungsmotor elektrische Energie mit gutem Wirkungsgrad bereit gestellt werden. Deshalb ist es sinnvoll, die Getriebevarianten so auszulegen, daß modular ein GSSG oder andere Bauteile zur Ansteuerung des Getriebes dienen können. Dies wird erreicht, indem nicht die Welle 1 (vom Verbrennungsmotor kommend, siehe Varianten 11) in das Getriebe hinein geführt wird, sondern die Wellen 23 und 24 (siehe Varianten 1 bis 10) aus dem Getriebe heraus Richtung Verbrennungsmotor geführt werden. An diese beiden Wellen können dann unterschiedliche Bauteile (als Ersatz für Doppelkupplungen) angeschlossen werden, so daß eine Getriebebauart mit unterschiedlichen Ansteuerungen ausgeführt werden kann.
Weiterhin sind die Getriebestufen in Vorgelegebauweise so ausgeführt, daß neben der Vorgelegewelle mindestens eine weitere Nebenwelle Lastschaltungen über mehrere Gruppen ermöglicht und das mindestens eine exzentrische Nebenwelle neben einem oder mehreren Rückwärtsgängen meist auch einen oder mehrere zusätzliche Vorwärtsgänge mit Lastschaltungen ermöglicht.
Gezeigt werden außerdem Getriebe mit progressiver Gangabstufung, bei denen eine zusätzliche Gruppenumschaltung (z. B. als Geländestufe) besteht und hier meist mehrere Gruppenumschaltungen als Lastschaltungen ausgeführt werden können. Diese Gruppenumschaltung kann über mindestens eine Nebenwelle oder einen Planetensatz geschehen (siehe nächsten Absatz).
Außerdem werden Getriebevarianten mit einem Planetensatz als (Range-)Gruppe vorgestellt, bei denen der Planetensatz mit Klauen-Kupplungen und Klauen-Bremsen versehen sein kann und trotzdem die Umschaltung der (Range-)Gruppe als Lastschaltvorgang erfolgt, indem auch dieser Schaltvorgang zentral synchronisiert und lastgeschaltet wird.
Weiterhin werden neben einem GSSG weitere Möglichkeiten der elektronischen Zentralsynchronisierung und Lastschaltung (Ansteuerung) vorgeschlagen, die kostensparend ausgeführt werden können und nicht die hohen Reibungsverluste von Doppelkupplungen haben.

Beschreibung der Erfindung

Die Beschreibung erfolgt anhand der zugehörigen Prinzipzeichnungen. Es zeigen
Fig. 1 Prinzipdarstellungen eines 6-Gang-Getriebes mit optionalen Geländegangmöglichkeiten in Varianten 1
Fig. 2 Pinzipdarstellungen einer Getriebebauart mit mindestens 5 bzw. 6 bzw. 7 Gängen in Varianten 2
Fig. 3 eine Prinzipdarstellung eines 6-Gang-Getriebes mit zusätzlichen Geländegängen in Varianten 3
Fig. 4 eine Prinzipdarstellung eines 7-Gang-Getriebes mit zusätzlichen Geländegängen in Varianten 4
Fig. 5 eine Prinzipdarstellung eines 18-Gang-Getriebes in einer Variante 5
Fig. 6 eine Prinzipdarstellung eines 16-Gang-Getriebes in einer Variante 6
Fig. 7 eine Prinzipdarstellung eines 12-Gang-Getriebes in einer Variante 7
Fig. 8 eine Prinzipdarstellung eines 16-Gang-Getriebes in Varianten 8
Fig. 9 eine Prinzipdarstellung eines 18-Gang-Getriebes in einer Variante 9
Fig. 10 eine Prinzipdarstellung eines 6-Gang-Getriebes in einer Variante 10
Fig. 11 Prinzipdarstellungen von Ansteuerungen der Getriebe in Varianten 11
Fig. 12 eine verlustarme Möglichkeit der Gangwechsel

Vorbemerkungen

Die Getriebevarianten, vorzugsweise für Kraftfahrzeuge, haben alle konzentrische Eingangswellen 23 und 24, die wahlweise über eine Welle 1 mit einem Verbrennungsmotor gekoppelt werden können (Möglichkeiten werden bei den Varianten 11 beschrieben). Diese Kopplungsmöglichkeiten können gleichzeitig Synchronisationsmöglichkeiten enthalten oder es müssen separate Synchronisationsmöglichkeiten vorgesehen werden. Solche separaten Synchronisationen werden bei der Variante 1, den Varianten 2, der Variante 8 und den Varianten 11 beschrieben. Schließlich führt bei allen Getriebevarianten eine Welle 13 bzw. ein nur teilweise gezeichnetes Zahnrad 3c (dann ohne gezeichnete Welle 13) zu den Antriebsrädern.
Wie bei bekannten Doppelkupplungsgetrieben wird bei angetriebenem Fahrzeug über eine der beiden Wellen 23 oder 24 das Antriebsdrehmoment übertragen, während über die andere Welle der nächste zu erwartende Gang voreingeschaltet leer mitlaufen kann. Dabei können bei allen Varianten unterschiedliche Kupplungs- und Synchronisationsmöglichkeiten zum Einsatz kommen.
Bei allen Getriebevarianten handelt es sich um automatische Schaltgetriebe, d. h. geschaltet wird z. B. über elektrische, pneumatische oder hydraulische Aktoren. Dazu müssen Sensoren zur Erfassung von Drehzahlen (zwecks elektronisch gesteuerter Synchronisierung) und ein elektronisches Steuergerät vorhanden sein. Wie üblich, kann auch eine manuelle Beeinflussung der Gangwechsel vorgesehen werden. Außerdem kann es sinnvoll sein, in den unteren Gängen (insbesondere in den zusätzlichen Geländegängen der Varianten 1 und 3) eine Drehmomentbegrenzung des Verbrennungsmotors vorzusehen.
Die Bezugszeichen sind weitgehend an die vorangegangenen Anmeldungen angepaßt. deshalb ergeben sich Lücken in der Reihenfolge der Numerierung.

Varianten 1

Die in Fig. 1a) dargestellte Getriebevariante ist ausgelegt für PKW mit der dort üblichen progressiven Gangabstufung. Wellen 23, 24, 21 und 13 sind Wellen eines 5-Gang-Vorgelegegetriebes und ermöglichen den 2. bis 6. Gang, wobei Schaltmuffen 33 und 34, Schaltmuffe 33a und die beidseitig wirkende Schaltmuffe 35 (durch senkrechten Strich gekennzeichnet) die Lastschaltungen ermöglichen. Der 2. Gang arbeitet über das Zahnradpaar 3.3, 3a3, der 3. Gang über 4.2, 4a2, der 4. Gang über 3.2, 3a2, der 5. Gang über 4.1, 4a1 und der 6. Gang über 3.1, 3a1. Dabei sind die jeweils zugehörigen Schaltmuffen zu schließen (es können natürlich auch z. B. Schieberäder zum Einsatz kommen). Synchronisierungsmöglichkeiten werden weiter unten besprochen. Die Gänge arbeiten abwechselnd über die Wellen 23 und 24, dadurch sind immer Lastschaltmöglichkeiten gegeben. Die Schaltmuffe 35 muß für den 2. Gang nach links, für die Umschaltung in den 3. Gang beidseitig und ab dem 3. Gang aufwärts nur nach rechts geschlossen sein, wobei bei diesen Gängen die Schaltmuffe 33a immer geschlossen sein sollte (damit immer definierte Verhältnisse herrschen und die Drehzahlen von Zahnrad 3.3 und der Wellen 50 und 51 nicht zu hoch werden).
Der 1. Gang, Rückwärtsgang(-gänge) und weitere Gänge werden über eine exzentrische Nebenwelle 50 (51) ermöglicht, die in Fig. 1a versetzt eingezeichnet ist. Die richtige Lage der Wellen 50 und 51 ist in Fig. 1b) skizziert (die beiden Wellen fluchten). Diese Wellen sind so angeordnet, daß ein Zahnrad 4b1 mit dem Zahnrad 4a1, ein Zahnrad 3b1 mit dem Zahnrad 3.1 und ein Zahnrad 3b3 mit dem Zahnrad 3a3 kämmt. (Aus Übersichtsgründen sind nicht alle Zahnräder der Fig. 1a) in die Fig. 1b) eingezeichnet.)
Die in den Fig. 1a) und 1b) dargestellte Variante 1a ist insofern aufwendig, als zwischen den Wellen 50 und 51 noch ein Planetensatz 52 angebracht ist. Die Stegwelle dieses Planetensatzes ist mit der Welle 51, das Hohlrad mit der Welle 50 und das Sonnenrad mit dem Gehäuse 12 verbunden. Dieser Planetensatz 52 bewirkt eine Untersetzung von der Welle 50 zur Welle 51 und ermöglicht damit weitere Gänge mit einem verhältnismäßig großem Zahnrad 3b3. (Das ist der Zweck des Planetensatzes 52, denn größere Zahnräder bewirken eine bessere Zahnüberdeckung. Andere Lösungsmöglichkeiten (beispielhaft) werden bei der Beschreibung zu den Fig. 1c), d), e), f) und g) angegeben.)
Mit einer Schaltmuffe 36 können das Zahnrad 3b1 oder 4b1 wahlweise mit der Welle 50 verbunden werden. Bei nach rechts geschlossener Schaltmuffe 36, nach links geschlossener Schaltmuffe 35 und geöffneter Schaltmuffe 33a findet so eine Untersetzung vom Zahnrad 4b1 zum Zahnrad 3a3 und damit zur Welle 13 statt, wobei auf diesem Wege die Welle 13 die Drehrichtung von Vorwärtsgängen hat. Über die Welle 21 sind so insgesamt 4 zusätzliche lastschaltbare Vorwärtsgänge möglich, die durch die Schaltmuffen 33 und 34 eingeschaltet werden. Der 3. bis 6. Gang wird also über die Nebenwelle 50 und den weiteren Bauteilen auf niedrigere Drehzahlen reduziert, man erhält also praktisch eine Geländestufe mit 4 Gängen und den Gangsprüngen der Gänge 3 bis 6.
Mit den gezeichneten Abmessungen entspricht der 3. Geländegang dem 1. Straßengang. Deshalb ist nicht extra ein 1. Gang vorgesehen, sondern der 1. Gang ist identisch mit dem 3. Geländegang. Dieser arbeitet von Welle 24, Zahnradsatz 4.1, 4a1, 4b1, Planetensatz 52 und Zahnräder 3b3, 3a3 auf Welle 13. In diesem Zustand kann, synchronisiert über die Drehzahl der Welle 23, die Schaltmuffe 33a geschlossen werden. Damit ist der 2. Gang eingeschaltet, läuft leer mit und kann als Lastschaltvorgang aktiviert werden. Somit ist auch eine Lastschaltmöglichkeit zwischen dem 1. und dem 2. Gang bzw. an dieser Stelle zwischen Gelände- und Straßengängen gegeben. Hier ist weiterhin eine Lastschaltmöglichkeit zwischen 3. und 4. Geländegang gegeben, vom 4. Geländegang aus ergeben sich aber keine weiteren Lastschaltmöglichkeiten.
Mit nach links geschlossener Schaltmuffe 36 (nach links geschlossener Schaltmuffe 35 und geöffneter Schaltmuffe 33a) findet eine Drehrichtungsumkehr statt und man erhält so 4 ebenfalls über die Schaltmuffen 33 und 34 lastschaltbare Rückwärtsgänge mit den Gangsprüngen der Gänge 3 bis 6.
Die mit den gezeichneten Abmessungen erzielten Übersetzungen sind in Fig. 1i) (mit logarithmischer Achse) dargestellt, wobei für die Variante 1a) in der oberen Reihe (S (Straße) und R (Rückwärts)) die Gänge 1 bis 6 und in der unteren Reihe (G (Gelände) und R (Rückwärts)) die Gänge 1 bis 4 gelten. Die zugehörigen Rückwärtsgänge sind etwas niedriger in der Übersetzung und sind gestrichelt dargestellt.
Mit nur 5 Zahnradpaaren, einer Nebenwelle mit 3 Zahnrädern (und hier einem Planetensatz 52) erhält man also insgesamt 9 lastschaltbare Vorwärts- und 4 lastschaltbare Rückwärtsgänge (nur zwischen 4G und 2S besteht keine Lastschaltmöglichkeit). Grund für die Vielzahl von Gängen ist die Mehrfachnutzung der Drehzahländerung von Welle 21 einmal über Schaltmuffe 35 direkt und dann noch für die Gelände- und Rückwärtsgänge über die Nebenwelle 50. Erkauft wird dieser Vorteil allerdings durch mehrere hintereinander geschaltete Zahnräder und damit eine höhere Reibung bei den Gelände- und Rückwärtsgängen und beim 1. Gang. (Bei den hier vorhandenen niedrigen Übersetzungen ist der Wirkungsgrad aber nicht so wesentlich.)
Bedingt durch den Planetensatz 52 hat man eine große Freiheit in der Wahl der Durchmesser der Zahnräder 3b3, 3b1 und 4b1 (wurde hier an die Variante 1c) angepaßt). Das Zahnrad 4b1 könnte auch mit einem anderen Zahnrad der Welle 21 kämmen.
In den Fig. 1a) und 1b) ist außerdem eine Möglichkeit eingezeichnet, wie eine Elektromaschine als Generator, als Starter und als zentrale Synchronisationseinrichtung für alle Gänge (beim Hochschalten) dienen kann, wobei das Getriebe mit seinen Möglichkeiten gleichzeitig eine Umschaltung der Übersetzung zwischen Generator- und Starterbetrieb ermöglicht. Dazu ist zwischen den Wellen 23 und 24 ein Planetensatz 53 angebracht, bei dem das Sonnenrad mit der Welle 23 und das Hohlrad mit der Welle 24 verbunden ist. Die Stegwelle ist (z. B.) mit einem großen Kettenrad 54 verbunden, von dem aus eine Kette 55 ein kleines Kettenrad 54 antreibt, von dem aus eine Welle 56 zur Elektromaschine führt. Wenn sich mindestens eine der Wellen 23, 24 dreht (bei laufender Verbrennungsmaschine), wird die Stegwelle des Planetensatzes 53 angetrieben und über die Kettenräder 54, die Kette 55 und die Welle 56 wird die Elektromaschine mit hoher Drehzahl als Generator betrieben. Beim Hochschalten muß jeweils eine der Wellen 23 oder 24 in der Drehzahl reduziert werden, um Synchrondrehzahlen zu erreichen. (Die andere der Wellen 23 oder 24 ist mit der Welle 1 verbunden.) Diese Drehzahlreduzierung wird durch den bremsenden Generator sehr schnell erreicht, wobei der Generator elektronisch beeinflußbar ist. Bei Synchronisationsdrehzahl kann dann der entsprechende Gang eingeschaltet werden. Mit dem Planetensatz 53 kann also ein (herkömmlicher) Generator als Synchronisationseinrichtung für alle Gänge wirken, wobei gleichzeitig Generatorbetrieb immer möglich ist.
Für den Starterbetrieb ist eine noch größere Übersetzung zwischen Welle 56 und Welle 1 sinnvoll. Dies kann ohne zusätzliche Bauteile (mit einer entsprechenden Programmierung des Steuergerätes) erreicht werden, indem Schaltmuffe 33a und die Schaltmuffen 34 und 36 nach rechts geschlossen werden (alle anderen Schaltmuffen müssen geöffnet sein). Außerdem müssen die Wellen 23 und 24 mit der Welle 1 verbunden sein. Wird nun die Stegwelle des Planetensatzes 53 von der Welle 56 her angetrieben (Starterbetrieb), so wird der Sonnenradanteil direkt zur Welle 1 geleitet, während der Hohlradanteil über die Zahnräder 4.2 und 4a2, 4a1 und 4b1, den Planetensatz 52 und die Zahnräder 3b3, 3a3 und 3.3 ins Langsame übersetzt wird. Mit den gezeichneten Abmessungen erhält man zusätzlich zu der Übersetzung durch die Kettenräder 54 noch eine Übersetzung von ca. 1 : 2,5, d. h. im Starterbetrieb dreht die Elektromaschine bei gleicher Drehzahl der Verbrennungsmaschine um den Faktor 2,5 schneller als im Generatorbetrieb. Mit dieser Anordnung genügt also eine herkömmliche Elektromaschine (die für den Starterbetrieb ausgelegt sein muß) als Starter, Generator und Synchronisationseinrichtung, wobei während der Synchronisationsvorgänge immer Generatorbetrieb möglich ist (beim Hochschalten, die Synchronisation beim Runterschalten kann über die Drehzahl der Verbrennugsmaschine erfolgen, siehe Varianten 11). Der Planetensatz 53 überträgt nur die Momente der Elektromaschine und kann entsprechend schwach ausgelegt sein. Die hier beschriebenen Möglichkeiten bestehen auch bei den anderen Varianten 1 (abgeschwächt bei der Variante 1c).
Der Planetensatz 52 muß für die Drehmomente der Verbrennungsmaschine ausgelegt sein und ist damit teuer. Deshalb wird in den Ausschnitt-Prinzipskizzen 1c) bis 1g) dargestellt, wie man auch ohne diesen Planetensatz 52 auskommen kann.
In Fig. 1c) sind die Zahnräder 3b3, 3b1 und 4b1 ohne Planetensatz 52, also mit einer durchgehenden Welle 50, dargestellt. Mit den hier gezeichneten Abmessungen wird aus dem 1. Geländegang (der Variante 1a) der 1. Straßengang, d. h. die Geländestufen entfallen. Der 1. Gang arbeitet dann mit nach rechts geschlossenen Schaltmuffen 34 und 36 und nach links geschlossener Schaltmuffe 35 über die Zahnräder 4.2 und 4a2, 4a1 und 4b1, 3b3 und 3a3. (Über das Zahnrad 3b3 sind so noch schnellere Gänge möglich, aber nicht mehr sinnvoll, da sie in der Nähe der anderen Straßengänge liegen.) Mit nach links geschlossener Schaltmuffe 36 werden so Rückwärtsgänge eingeschaltet, wobei man mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34 den in Fig. 1i) mit R1 bezeichneten Rückwärtsgang erhält, während die nach rechts geschlossene Schaltmuffe 33 den Rückwärtsgang R2 bewirkt. (Es sind noch 2 schnellere Rückwärtsgänge möglich, aber wohl nicht mehr sinnvoll.) Ohne den Planetensatz 52 erhält man also ein Getriebe mit 6 (sinnvollen) lastschaltbaren Vorwärts- und (mindestens) 2 lastschaltbaren Rückwärtsgängen ohne die Geländegänge 1 bis 4. Damit kann dieses Getriebe modular mit oder ohne Planetensatz 52 und damit mit oder ohne Geländegänge aufgebaut werden.
Mit den Fig. 1d) bis 1g) werden ausschnittsweise Modifikationen gezeigt, mit denen die Übersetzungen der Variante 1a auch ohne Planetensatz 52 erreicht werden. Bei diesen Varianten gelten also in Fig. 1i) die für Variante 1a beschriebenen Übersetzungen (einschließlich der Übersetzung für den Starterbetrieb).
In Fig. 1d) sind die Durchmesser der Zahnräder 3b3, 3b1 und 4b1 so gewählt, daß ohne Planetensatz 52 die Übersetzungen der Variante 1a erreicht werden. Dies ist also eine wesentlich einfachere Ausführung. Nachteilig dabei ist nur, daß das Zahnrad 3b3 sehr klein ausfällt und damit die Zahnüberdeckung mit dem Zahnrad 3a3 nicht so gut ist.
In Fig. 1e) ist eine Anordnung skizziert, die ohne Planetensatz 52 und ohne zusätzliche Zahnräder die Übersetzung der Variante 1a erreicht, wobei hier das Zahnrad 3b3 größer als bei der Variante 1d ausfallen kann. Erreicht wird das über eine "abknickende" Achse 50, wobei die "Abknickung" durch z. B. zwei Kardangelenke 57 erreicht wird. Ein vergleichbares Ergebnis kann auch mit einer schräg gestellten (nicht abknickenden) Achse 50 und dann entsprechend bearbeiteten Zahnrädern 3b3, 3b1 und 4b1 erreicht werden.
In Fig. 1f) ist eine Anordnung skizziert, die ohne Planetensatz 52 mit Hilfe eines zusätzlichen Zahnrades 4a die Übersetzungen der Vorwärtsgänge von Variante 1a erreicht, indem das Zahnrad 4a kleiner als das Zahnrad 4a1 gewählt wurde und damit das Zahnrad 4b entsprechend größer ausfällt. (Hier ist eine große Variationsmöglichkeit gegeben.) Da das Zahnrad 3b1 hier kleiner ist als das Zahnrad 4b1, fallen bei dieser Variante die 4 Rückwärtsgänge aber etwas schneller aus als in Fig. 1i) skizziert.
In Fig. 1g) ist eine Anordnung skizziert, die ohne Planetensatz 52 mit Hilfe eines zusätzlichen Zahnrades 3a (fest mit Zahnrad 3a3 verbunden) die Übersetzungen (auch der Rückwärtsgänge) der Variante 1a hat. Der Durchmesser des Zahnrades 3a ist hier so gewählt, daß mit diesem Zahnrad der 1. Gang auch direkt von Welle 24 realisiert werden könnte. Der Vorteil dieser (und auch der anderen) Variante gegenüber dem direkten Weg von Welle 24 ist, daß so 3 weitere Vorwärtsgänge und 4 Rückwärtsgänge erreichbar sind. (Außerdem sieht man, daß der Durchmesser des Zahnrades 3a3 nicht wesentlich kleiner ist als der Durchmesser des Zahnrades 3a. Damit sind die Zahnkräfte im Zahnrad 3a3 der anderen Varianten nicht wesentlich größer als die Zahnkräfte im Zahnrad 3a.)
Die Lastschaltungen in den Geländegängen laufen (wie üblich) abwechselnd über die Wellen 23 und 24. Damit erhält man bei den Varianten 1a, d, e, f und g zwischen den 4 Geländegängen Gangsprünge wie zwischen dem 3., 4., 5. und 6. Straßengang (da diese Gänge jeweils beteiligt sind). Bedingt durch die progressive Auslegung der Gangsprünge sind damit die Geländegänge verhältnismäßig eng gestuft. Eine Lastschaltung ist grundsätzlich auch vom 1. zum 4. Geländegang möglich. Dieser Sprung ist jedoch sehr groß und vom 4. Geländegang ist keine Lastschaltung zu den Straßengängen möglich. Deshalb wird in der Variante 1h gezeigt, wie man eine Lastschaltung zwischen dem 1. und 3. Geländegang verwirklichen kann.
In Fig. 1h) ist eine Anordnung skizziert, bei der gegenüber den bisherigen Anordnungen die Zahnradpaare 4.1, 4a1 und 4.2, 4a2 ihre Plätze vertauscht haben. Außerdem wirkt die Schaltmuffe 33a (unabhängig voneinander) auf die Zahnräder 3.3 und 3.2. Die Schaltmuffe 34 wirkt wie bisher auf die Zahnräder 4.1 und 4.2, während die Schaltmuffe 33 auf die Zahnräder 3.1 und 4.2 wirkt. Damit kann das Zahnrad 4.2 sowohl von der Welle 24 als auch von der Welle 23 angetrieben werden und deshalb der 3. Straßengang sowohl über Welle 24 als auch über Welle 23 arbeiten. Der 3. Straßengang wird über die Nebenwelle 50 ebenfalls für den 1. Geländegang benutzt. Wird in diesem Fall das Zahnrad 4.2 von der Welle 23 angetrieben (mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33), so kann als Lastschaltvorgang in den 5. Straßengang geschaltet werden (mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34). Damit ist der 3. Geländegang bzw. der 1. Straßengang aktiviert. Die zugehörigen Übersetzungen sind in Fig. 1i) mit C (Crawler) und 1 (wie bisher) eingetragen. Damit hat man einen Gangsprung vom Crawler zum 1. Gang wie zwischen 3. und 5. Straßengang (mit Lastschaltmöglichkeit). Man erhält so also ein 6-Gang-Getriebe mit zusätzlichem Crawler mit Lastschaltmöglichkeiten zwischen allen Vorwärtsgängen. Bei der Wahl der Rückwärtsgänge ist man frei, man kann nach wie vor vier lastschaltbare Rückwärtsgänge realisieren. Welche Art der Ausführung der Welle 50 mit den zugehörigen Zahnrädern gewählt wird, ist dabei freigestellt (nur nicht Variante 1c).
Mit einer exzentrischen Nebenwelle sind viele Aufbaumöglichkeiten gegeben. Mit einer solchen Nebenwelle können immer Rückwärtsgänge und zusätzliche Vorwärtsgänge mit den Gangsprüngen und Lastschaltmöglichkeiten des verbleibenden Vorgelegegetriebes (hier die zur Welle 21 gehörigen Zahnradpaare) erreicht werden, indem ein Zahnrad der exzentrischen Nebenwelle mit einem Zahnrad einer Welle des Vorgelegegetriebes (hier z. B. Zahnrad 4b1 und Welle 21), ein anderes Zahnrad der exzentrischen Nebenwelle mit einem Zahnrad der anderen (nicht fluchtenden) Welle des Vorgelegegetriebes (hier z. B. Zahnrad 3b1 und Welle 23) kämmt und ein drittes Zahnrad der exzentrischen Nebenwelle mit einem weiteren Zahnrad des Vorgelegegetriebes kämmt (hier z. B. Zahnräder 3b3 und 3a3). Mit nur zwei Zahnrädern der exzentrischen Nebenwelle können z. B. Rückwärtsgänge verwirklicht werden (hier z. B. Zahnräder 3b1 und 3b3).
Notwendig dafür ist, daß Zahnräder des Vorgeleggetriebes drehfest miteinander verbunden oder koppelbar sind (hier z. B. die Zahnräder der Welle 21). Damit können die Drehzahländerungen dieses Teiles des Vorgelegegetriebes auf die exzentrische Nebenwelle übertragen und für die weiteren Gänge ausgenutzt werden. Das Getriebe der Variante 1 mit 5 Zahnradebenen hat also 4 zusätzliche Vorwärts- und Rückwärtsgänge (weil die 5. Zahnradebene für die Rückführung benutzt wird). Insbesondere mit zusätzlichen Zahnrädern mit verändertem Durchmesser (hier Varianten 1f) und 1g)) ergeben sich sehr viele Variationsmöglichkeiten.
Eine weitere Variationsmöglichkeit der Variante 1g) ergibt sich dadurch, daß die Zahnräder 3a3 und 3a nicht gekoppelt sein müssen und daß die beidseitig wirksame Schaltmuffe 35 auch zwischen diese beiden Zahnräder gelegt werden kann. Damit verbundene Variationsmöglichkeiten werden bei den Varianten 2 beschrieben, die anderen Varianten zeigen eine weitere Auswahl.

Varianten 2

Die Varianten 2 sind eine Zusammenfassung und Erweiterung der Varianten 1g und 1h. Bei den Varianten 2 werden jeweils der 1. und der 2. Gang über die exzentrische Nebenwelle 50 geführt. Dabei ist der Gangsprung zwischen 2. und 3. Gang über die Auslegung der zur Welle 50 gehörigen Zahnräder frei festzulegen, während der Gangsprung zwischen dem 1. und 2. Gang beispielsweise dem Gangsprung zwischen 3. und 5. Gang (Varianten 2a, b, c) oder zwischen 4. und 6. Gang (Variante 2d) entspricht. Damit auch zwischen dem 1. und 2. Gang Lastschaltungen möglich sind, muß jeweils ein Zahnrad wahlweise von den Wellen 23 und 24 angetrieben werden können, d. h. auf dieses Zahnrad haben jeweils Schaltmuffe 33 und 34 Zugriff. Welches der Zahnräder diesen beidseitigen Zugriff hat, wird auch dadurch bestimmt, daß vom 2. zum 3. Gang ebenfalls eine Lastschaltung ermöglicht wird.
Die Variante 2a besteht aus einem Grundgetriebe mit 3 Gängen, das über die exzentrische Nebenwelle zu einem Getriebe mit 5 (6) Vorwärts- und maximal 3 Rückwärtsgängen erweitert wird. Mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 35, geschlossener Schaltmuffe 37 und nach links geschlossener Schaltmuffe 33 arbeitet der 3. Gang über die Zahnräder 3.2 und 3a2, während der 4. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34 über die Zahnräder 4 und 4a und der 5. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33 über die Zahnräder 3.1 und 3a1 arbeitet.
Der 1. und 2. Gang arbeiten mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 36 und nach links geschlossener Schaltmuffe 35 über die Zahnräder 4a, 4b, 3b2 und 3c2. Dabei wird im 1. Gang die Welle 21 mit nach links geschlossenen Schaltmuffen 33 und 37 über die Zahnräder 3.2 und 3a2 angetrieben, während im 2. Gang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34 die Zahnräder 3.1 und 3a1 das Drehmoment übertragen. Dabei ist im 2. Gang das Zahnrad 3.1 mit Welle 24 und nicht mit Welle 23 verbunden, dies ermöglicht Lastschaltungen sowohl zwischen 1. und 2. als auch zwischen 2. und 3. Gang.
Wird im 2. Gang die Schaltmuffe 37 gelöst, kann mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33 die Welle 23 so gedreht werden, daß die Schaltmuffe 35 zusätzlich noch nach rechts geschlossen werden kann. Damit ist der 3. Gang eingeschaltet und läuft leer mit. Wird danach die Welle 23 mit der Welle 1 verbunden (siehe Varianten 11), ist der 3. Gang als Lastschaltvorgang aktiviert.
Die Welle 50 muß aus der Zeichenebene heraus so angebracht sein, daß das Zahnrad 3b1 mit dem Zahnrad 3.1 kämmt (entsprechend Fig. 1b)). Mit nach links geschlossener Schaltmuffe 36 sind so 3 lastschaltbare Rückwärtsgänge möglich (über den 3.-5. Vorwärtsgang).
Wenn die Platzverhältnisse es zulassen, können die Zahnräder 3b1 und 4b auch durch ein Schieberad ersetzt werden. Dabei muß dieses Schieberad bei den Rückwärtsgängen mit dem Zahnrad 3.1 kämmen, während es bei allen anderen Gängen mit dem Zahnrad kämmen kann (auch bei den höheren Gängen, weil hier die Schaltmuffe 35 links gelöst ist). Bei der gezeichneten Ausführung kann bei allen Vorwärtsgängen die Schaltmuffe 36 nach rechts geschlossen bleiben (damit entfallen hier Synchronisierungsvorgänge), nur bei den Rückwärtsgängen muß die Schaltmuffe 36 nach links geschlossen sein. Die Bemerkungen dieses Absatzes gelten sinngemäß auch für (fast) alle anderen Varianten.
Die mit den gezeichneten Abmessungen erzielten Übersetzungen sind in Fig. 1e) dargestellt, wobei noch ein zusätzlicher Vorwärtsgang zwischen dem 1. und 2. Gang möglich ist (mit nach rechst geschlossener Schaltmuffe 34). Dieser Gang ist gestrichelt eingezeichnet. Die möglichen Rückwärtsgänge liegen etwas niedriger in der Übersetzung als der 1., der gestrichelte und der 3. Gang. Mit einem 3-Gang-Grundgetriebe und 4 zusätzlichen Zahnrädern erhält man so also mindestens 5 lastschaltbare Vorwärts- und 3 lastschaltbare Rückwärtsgänge.
Bei der Variante 2b hat das Grundgetriebe 4 Vorwärtsgänge, dies sind mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 35 und geschlossener Schaltmuffe 37 der 3. Gang (Schaltmuffe 33 nach links geschlossen), der 4. Gang (Schaltmuffe 34a geschlossen), der 5. Gang (Schaltmuffe 33 nach rechts geschlossen) und der 6. Gang (Schaltmuffe 34 nach rechts geschlossen). Die Bezugszeichen z. B. der Zahnräder sind vergleichbar mit den Varianten 1 und werden nicht extra neu aufgeführt.
Auch hier werden der 1. und 2. Gang über die Welle 50 und das Zahnradpaar 3b2, 3c2 übertragen, wobei jetzt die Schaltmuffe 36 nach links geschlossen sein muß und das Zahnradpaar 3a1, 3b1 benutzt wird. Der Sprung zwischen dem 1. und 2. Gang ist gleich dem Sprung zwischen dem 3. und 5. Gang, für den 1. Gang ist die Schaltmuffe 33 nach links und für den 2. Gang die Schaltmuffe 34 nach links geschlossen. Im 2. Gang kann bei geöffneter Schaltmuffe 37 die Schaltmuffe 35 beidseitig geschlossen werden. Damit ist auch hier (entsprechend der Variante 2a) eine Lastschaltung in den 3. Gang möglich.
Mit einer aus der Zeichenebene herausgedrehten Achse 50 (entsprechend Fig. 1b)) kämmt das Zahnrad 4b1 mit dem Zahnrad 4.1. Mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 36 sind so 4 lastschaltbare Rückwärtsgänge möglich. Auch hier kann ein Schieberad entsprechend zu den Bemerkungen bei der Variante 2a eingesetzt werden.
Die mit den gezeichneten Abmessungen erzielten Übersetzungen sind in Fig. 2f) eingetragen, wobei noch 2 weitere Vorwärtsgänge möglich sind (gestrichelt eingezeichnet). Die Übersetzungen der möglichen Rückwärtsgänge liegen etwas unterhalb vom 1., 2. und den beiden gestrichelten Gängen. Zwischen den 4 möglichen Rückwärtsgängen sind auch hier Lastschaltungen möglich, wobei im praktischen Fahrbetrieb ermittelt werden muß, welche der möglichen Rückwärtsgänge freigegeben werden (softwaremäßig).
In der Fig. 2b) sind noch zwei weitere Einrichtungen eingezeichnet, die auch bei anderen Varianten zum Einsatz kommen können. Dies sind 1. zwei überbrückbare Freiläufe 57, die jeweils in die Wellen 23 und 24 zwischen Welle 1 und den zugehörigen Zahnrädern eingebaut sind. Im Normalbetrieb sollten diese Freiläufe überbrückt sein, damit auch Schubbetrieb möglich ist. Jeweils kurz vor einem Hochschaltvorgang sollte die Überbrückung in der Welle ausgeschaltet werden, die momentan das Drehmoment überträgt. Wird nun in den höheren Gang geschaltet, so dreht die freigegebene Welle automatisch schneller und der Freilauf vermeidet die hohen Wärmeverluste von Doppelkupplungen (siehe auch Varianten 11).
Als weitere Einrichtung ist 2. ein Planetensatz 53 eingezeichnet, der hier eine etwas andere Aufgabe erflillt als der Planetensatz 53 der Variante 1a. Bedingt durch die Schaltmuffe 34 ist bei der Variante 2b kein zentraler Zugriff zwischen den Zahnrädern 3.1 und 4.1 möglich wie bei der Variante 1a. (Dies gilt für alle Varianten 2 und für die Variante 1h.) Wie trotzdem ein zentraler Zugriff ermöglicht werden kann, wird bei den Varianten 11 beschrieben.) Deshalb sind hier zwei Paare von Kettenrädern 54 und zwei Ketten 55 vorgesehen. Hier sind jetzt unterschiedliche Übersetzungen möglich, indem z. B. das mit der Achse 24 verbundene Kettenrad 54 größer ausfällt als die anderen drei z. B. gleich großen Kettenräder. Damit dreht das Hohlrad des Planetensatzes 53 schneller als die zugehörige Stegwelle. Das Sonnenrad des Planetensatzes 53 ist über die Welle 56 mit einer (nicht gezeichneten) Elektromaschine verbunden, die hier als Startermotor und Synchronisationseinrichtung, aber nicht als Generator dienen soll (wenn z. B. statt eines Generators eine Brennstoffzelle installiert ist). Deshalb ist die Übersetzung der Kettenräder und des Planetensatzes so ausgelegt, daß bei gleich schnell drehenden Wellen 23 und 24 das Sonnenrad, damit die Welle 56 und die Elektromaschine nicht rotiert. Damit wird im Normalbetrieb die Elektromaschine (der Starter) geschont. Wenn eine der beiden Wellen 23 oder 24 nicht mit der Welle 1 verbunden ist, kann diese Welle durch eine entsprechende Drehung der Elektromaschine synchronisiert werden, wobei dies auf einem niedrigen Drehzahlniveau vonstatten geht.
Während des Startvorganges sollte eine höhere Übersetzung vorhanden sein. Dies kann z. B. erreicht werden, indem bei blockiertem Getriebe (Parksperre) und nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34 oder 34a auch das Hohlrad des Planetensatzes 53 blockiert ist. Wenn außerdem Welle 23 (und Welle 24 nicht) mit Welle 1 verbunden ist, kann über die Welle 56 der Verbrennungsmotor gestartet werden, wobei die Verbindung von der Stegwelle über Kettenräder 54 und Kette 55 zur Welle 23 geht und der Planetensatz 53 gleichzeitig eine Untersetzung (z. B. um den Faktor 3) bewirkt. (Andere Möglichkeiten und eventuell größere Untersetzungen sind ebenfalls gegeben.)
Die Variante 2c ist vergleichbar mit der Variante 2b, wobei 2c für Heckantrieb ausgelegt ist, also mit einer mit den Wellen 23 und 24 fluchtenden Welle 13. Dazu wird über die Zahnräder 3b und 3c auf die Welle 13 zurückgekoppelt. Das Grundgetriebe hat wieder 4 Gänge, wobei mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 35 und geschlossener Schaltmuffe 37 der 3. Gang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33, der 4. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34, der 5. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33 und der 6. Gang mit geschlossener Schaltmuffe 34a als direkter Gang übertragen wird. Dabei sind immer Lastschaltungen möglich.
Mit nach links geschlossenen Schaltmuffen 35 und 36 und geschlossener Schaltmuffe 37 erhält man den 1. Gang, indem bei nach links geschlossener Schaltmuffe 33 die Drehung der Welle 23 vom Zahnradpaar 3.2, 3a2 auf Welle 21 (21a) und von dort über die Zahnräder 3a1, 3.1, 3b1, 3b2 und 3c2 auf Welle 13 übertragen wird. In den 2. Gang wird lastgeschaltet, indem mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34 die Drehung der Welle 24 direkt auf Zahnrad 3.1 und von dort weiter auf Welle 13 übertragen wird. (Zahnrad 3.1 kann auch hier mit Welle 23 und Welle 24 gekoppelt werden.) Bei gelöster Schaltmuffe 37 und beidseitig geschlossener Schaltmuffe 35 kann vom 2. in den 3. Gang lastgeschaltet werden, weil über die Welle 21 ein vom 2. Gang unabhängiger Weg zur Welle 13 besteht. Mit einfachen Mitteln ist hier nur noch ein weiterer Vorwärtsgang möglich (mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34 über die Welle 50), weil der 6. Gang als direkter Gang nicht ohne weiteres auf die Welle 50 geführt werden kann.
Die Welle 50 muß aus der Zeichenebene heraus so angeordnet sein, daß das Zahnrad 4b2 mit dem Zahnrad 4a2 kämmt. Mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 36, nach links geschlossener Schaltmuffe 35 und geschlossener Schaltmuffe 37 sind so drei lastschaltbare Rückwärtsgänge möglich, nämlich mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33 der 1. Rückwärtsgang, nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34 der 2. Rückwärtsgang und nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33 der 3. Rückwärtsgang. Ein 4. Rückwärtsgang wäre nur schwierig realisierbar (und lohnt auch nicht), da der 6. Gang als direkter Gang nicht ohne weiteres zur Verfügung steht. (Wenn die Zahnräder 3c2 und 3c ihre Plätze tauschen, ist dies aber grundsätzlich möglich.) Wegen der gegenüber der Variante 2b geänderten Anordnung sind die Rückwärtsgänge etwas schneller als die zugehörigen Vorwärtsgänge.
Die mit den gezeichneten Abmessungen erreichten Übersetzungen sind ebenfalls aus der Fig. 2f) ersichtlich, wobei der 2. gestrichelte Gang (rechts vom 2. Gang) nicht zur Verfügung steht und die Rückwärtsgänge etwas schneller sind als die zugehörigen Vorwärtsgänge. Vergleichbare Anordnungen ausgelegt für Heckantrieb sind auch bei den Varianten 2a und 2d möglich.
Die Variante 2d besteht aus einem Grundgetriebe mit 5 Gängen, das über die exzentrische Nebenwelle 50 zu einem Getriebe mit 7 (10) Vorwärts- und maximal 5 Rückwärtsgängen erweitert wird. Hier kommen die Zahnräder 3.3 und 3a3 hinzu. Bei nach rechts geschlossener Schaltmuffe 35 und geschlossener Schaltmuffe 37 arbeitet der 3. Gang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33a, der 4. Gang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34, der 5. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33a, der 6. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34 und der 7. Gang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33. Da abwechselnd die Wellen 23 und 24 benutzt werden, sind immer Lastschaltungen möglich.
Hier entspricht der Sprung zwischen dem 1. und 2. Gang dem Sprung zwischen 4. und 6. Gang. Das bedeutet, daß hier ein Zahnrad der Welle 24 zusätzlich mit der Welle 23 koppelbar sein muß, um Lastschaltungen zwischen dem 1. und 2. Gang zu ermöglichen. Außerdem muß dieses beidseitig koppelbare Zahnrad hier das Zahnrad 4.2 (das des 4. Ganges) sein, da der für den 2. Gang zuständige 6. Gang von der Welle 24 angetrieben werden muß, damit Lastschaltungen in den 3. Gang möglich sind. Das bedeutet weiterhin, daß hier die Zahnräder 3b1 und 4b1 nicht durch ein Schieberad ersetzt werden können, da das Zahnrad 4a2 "im Weg liegt". (Es sei denn, man läßt in einer etwas anderen Auslegung das Zahnrad 4b1 mit dem Zahnrad 3a2 kämmen und nicht mit dem Zahnrad 4a1.)
Bei nach links geschlossener Schaltmuffe 35 und nach rechts geschlossener Schaltmuffe 36 erhält man den 1. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33. Da jetzt das Zahnrad 4.2 von der Welle 23 angetrieben wird, kann mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34 in den 2. Gang lastgeschaltet werden. Bei gelöster Schaltmuffe 37 und nach links geschlossener Schaltmuffe 33a kann die Welle 23 so gedreht werden, daß die Schaltmuffe 35 beidseitig geschlossen werden kann. Damit ist eine Lastschaltung in den 3. Gang möglich. Ab dem 3. Gang aufwärts muß dann die Schaltmuffe 37 geschlossen und die Schaltmuffe 35 links geöffnet werden (die Schaltmuffe 36 kann geschlossen bleiben).
Insgesamt sind mit nach links geschlossener Schaltmuffe 35, geschlossener Schaltmuffe 37 und nach rechts geschlossener Schaltmuffe 36 über die Welle 50 fünf Vorwärtsgängen möglich. Hier ist es sinnvoll, diese fünf Gänge als lastschaltbare Geländegänge vorzusehen (Geländemodus), wobei der 1. Geländegang (Crawler) unter dem 1. Gang liegt (weil für den 1. Gang der 4. und nicht der 3. Gang benutzt wird), der 2. Geländegang die gleiche Übersetzung wie der 1. Gang hat (hier aber über die Welle 24 mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34 arbeitet), der 3. Geländegang zwischen dem 1. und dem 2. Gang liegt, der 4. Geländegang identisch mit dem 2. Gang ist und der 5. Geländegang etwas über dem 2. Gang liegt. Im Geländemodus sind also alle Vorwärtsgänge nutzbar und der 2. Geländegang wird anders geschaltet als der 1. Gang, damit Lastschaltungen auch in diesem Modus möglich sind. Vom 4. Geländegang ist außerdem eine Lastschaltung in den 3. Gang möglich.
Wenn die Schaltmuffe 36 nach links geschlossen wird, sind so 5 lastschaltbare Rückwärtsgänge möglich. Die mit den gezeichneten Abmessungen erzielten Übersetzungen sind in Fig. 2g) eingezeichnet, wobei die zusätzlichen Gänge im Geländemodus gestrichelt eingezeichnet sind und der unterste Gang mit C (Crawler) bezeichnet ist. Die möglichen Rückwärtsgänge liegen in der Übersetzung etwas niedriger als die Gänge im Geländemodus.
Wenn der Crawler-Gang nicht benötigt wird, kann mit einer etwas veränderten Auslegung auf das Zahnrad 3c2 verzichtet werden. Dann entfällt die Schaltmuffe 37, die Schaltmuffe 35 liegt zwischen den Zahnrädern 3a2 und 3a3 und das Zahnrad 3b2 kämmt mit dem Zahnrad 3a3. Von der Anordnung her würde das so modifizierte Getriebe der Variante 1h entsprechen.
Bei Getrieben mit progressiver Gangabstufung kann also durchaus eine Gruppenbauweise interessant sein, wobei natürlich nicht die Möglichkeiten wie bei geometrisch gestuften Getrieben vorhanden sind. Wenn ein Zahnrad von beiden Wellen 23 und 24 angetrieben werden kann, ergeben sich viele Möglichkeiten in der Auslegung der Getriebe. Bei den Varianten 2 wird die Gruppenbauweise durch eine exzentrische Nebenwelle 50 erreicht, wobei Gänge der langsameren Gruppe auch für die Hauptgänge (1. und 2. Straßengang) benutzt werden. (Wenn die Gänge der für den 1. und 2. Gang benutzten Gänge des Grundgetriebes von sich aus schon verschiedenen Wellen (23 und 24) zugeordnet sind, braucht natürlich kein von beiden Wellen zugängliches Zahnrad vorgesehen werden.) Die nachfolgenden Varianten haben getrennte Straßen- und Geländegänge.

Varianten 3

Die in Fig. 3a) dargestellte Variante 3a besitzt ein Grundgetriebe mit 6 Gängen, das mit Hilfe einer exzentrischen Nebenwelle 50 mit 5 Geländegängen und 5 möglichen Rückwärtsgängen erweitert wird. Dabei wurde darauf geachtet, daß möglichst viele lastschaltbare Übergänge zwischen den Gelände- und Straßengängen bestehen.
Die Wellen 23 und 24 sind wieder die Eingangswellen des Getriebes und das Zahnradpaar 3b, 3c erzeugt die Achsuntersetzung, wobei das Zahnrad 3c nur als Ausschnitt gezeichnet und mit der nicht gezeichneten Welle 13 verbunden ist. (Die vorangegangenen Varianten sind ohne Achsuntersetzung gezeichnet, die dort eingezeichnete Welle 13 ist sinngemäß mit einem Zahnrad 3b verbunden.)
Bei den Straßengängen sind die Schaltmuffen 33a, 35a und 37a immer geschlossen. Die untersten beiden Straßengänge werden mit den zur Achse 21 (21b) zugehörigen Schaltmuffen 35b und 37 geschaltet (damit in den oberen Gängen die Drehzahl der Zahnräder 3.3 und 4.3 nicht zu hoch werden), während die oberen 4 Straßengänge durch die Schaltmuffen 33 und 34 geschaltet werden.
Der 1. Gang arbeitet über das Zahnradpaar 3.3, 3a3, der 2. Gang über das Zahnradpaar 4.3, 4a3, der 3. Gang über das Zahnradpaar 3.2, 3a2, der 4. Gang über das Zahnradpaar 4.2, 4a2, der 5. Gang über das Zahnradpaar 3.1, 3a1 und der 6. Gang über das Zahnradpaar 4.1, 4a1. Da diese Wellen abwechselnd von den Wellen 23 und 24 angetrieben werden, sind immer Lastschaltungen möglich.
Bei den Geländegängen sind die Schaltmuffen 33a und 35a geöffnet, die Schaltmuffen 36 nach links und 35b, 37a geschlossen. Jetzt ist eine zusätzliche Untersetztung mit den Zahnradpaaren 3a1, 3b1 und 3c3, 3a3 über die Welle 50 vorhanden. Der 1. Geländegang arbeitet mit geschlossener Schaltmuffe 37 über den 2. Gang, der 2. Geländegang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33 über den 3. Gang, der 3. Geländegang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33 über den 4. Gang, der 4. Geländegang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33 über den 5. Gang und der 5. Geländegang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34 über den 6. Gang. Die mit den gezeichneten Abmessungen erzielten Übersetzungen sind in Fig. 3d) eingezeichnet, wobei die Zahnräder 3b1 und 3c3 so ausgelegt sind, daß der 3. Gelände- und der 1. Straßengang die gleichen Übersetzungen haben. Im Gegensatz zu den vorherigen Varianten handelt es sich aber um unterschiedliche Gänge, d. h. die Übersetzungen der Gelände- und Straßengänge können (in der logarithmischen Darstellung) in weiten Grenzen gegeneinander verschoben werden.
In Fig. 3d) sind die lastschaltbaren Übergänge zwischen Gelände- und Straßengängen durch Pfeile markiert. Dies wird im folgenden beschrieben. Der 1. und der 3. Geländegang arbeiten (mit dem 2. und 4. Straßengang) über die Welle 24. Deshalb kann in diesen beiden Gängen Welle 23 so gedreht werden, daß die Schaltmuffe 33a synchronisiert geschlossen werden kann. Damit ist der 1. Gang eingeschaltet und läuft leer mit. Der 1. Gang wird aktiviert, indem Welle 23 mit Welle 1 verbunden wird. (Der Zusatz "Straßen" - bei den Gängen wird nicht immer mitgeschrieben.) Bei geöffneter Schaltmuffe 37a arbeiten der 4. und 5. Geländegang unabhängig von der Welle 21 über Wellen 21a und 50. Der 4. Geländegang wird von der Welle 23 angetrieben, deshalb können hier über Welle 24 Schaltmuffen 37 und 35a synchronisiert geschlossen werden. Damit ist der 2. Gang eingeschaltet, läuft leer mit und wird aktiviert, wenn Welle 24 mit Welle 1 verbunden wird. Der 5. Geländegang wird von Welle 24 angetrieben, deshalb können hier über die Welle 23 Schaltmuffen 33 nach links und 35a geschlossen werden. Damit ist der 3. Gang eingeschaltet, läuft leer mit und wird aktiviert, wenn Welle 23 mit Welle 1 verbunden wird. Das sind die eingezeichneten lastschaltbaren Übergänge zwischen Gelände- und Straßengängen.
Mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 36 (und ansonsten wie bei den Geländegängen) sind fünf lastschaltbare Rückwärtsgänge möglich, die in ihren Übersetzungen etwas unter den zugehörigen Geländegängen liegen.
In Fig. 3b) ist die räumliche Lage ausgewählter Achsen und Zahnräder zueinander dargestellt, wobei zur Variante 3a nur die linke Welle 50 mit den Zahnrädern 3b1, 4b1 und 3c3 gehört. Das Zahnrad 3b1 kämmt mit dem Zahnrad 3a1, das gleich große Zahnrad 4b1 kämmt mit dem Zahnrad 4.1. Auch hier können die Zahnräder 3b1 und 4b1 durch ein Schieberad ersetzt werden.
Die in Fig. 3c ausschnittsweise gezeichnete Variante 3c ist eine etwas geänderte Auslegung mit den gleichen Übersetzungen der Vorwärtsgänge wie bei der Variante 3a). Hier werden die Geländegänge mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 36 vom Zahnrad 4b2 (kämmend mit dem Zahnrad 4a2) übertragen. Deshalb fallen die Zahnräder 3c3, 4b2 und 4b1 (für die Rückwärtsgänge mit nach links geschlossener Schaltmuffe 36) kleiner aus als bei der Variante 3a. Damit die in Fig. 3d) eingezeichneten Lastschaltungen zwischen den Gelände- und Straßengängen möglich sind, muß hier die Welle 21a etwas länger ausfallen und neben den Zahnrädern 3a1 und 4a1 auch noch das Zahnrad 4a2 erfassen. Die Lage der Zahnräder zueinander ist in Fig. 3b) mit der rechten Welle 50 mit den Zahnrädern 3c3, 4b1 und 4b2 dargestellt, wobei das Zahnrad 4b1 mit dem Zahnrad 4.1 und das Zahnrad 4b2 mit dem Zahnrad 4a2 kämmt. Die Zahnräder 4b1 und 4b2 können auch hier durch ein Schieberad ersetzt werden. (Natürlich sollten nicht die beiden eingezeichneten Wellen 50 gleichzeitig vorhanden sein. Ob sie rechts oder links angeordnet sind, ist grundsätzlich egal.) Bei der Variante 3c liegen die Rückwärtsgänge noch etwas niedriger in der Übersetzung als bei der Variante 3a.
Die Varianten 3 sind etwas komplizierter als die Varianten 1 und 2, dafür hat man aber die freie Wahl der Gangsprünge der Straßengänge, der Übersetzungsverschiebung der Geländegänge und viele Lastschaltmöglichkeiten zwischen Gelände- und Straßengängen.

Zwischenbemerkungen 1

Die Varianten 1 und 3 können natürlich auch mit anderen Gangzahlen ausgeführt werden z. B. wie bei den Varianten 2. Bei den Varianten 3 können die Schaltmuffen 35a und 35b auch zu einer beidseitig wirksamen Schaltmuffe 35 zusammengefaßt werden, die zwischen den Zahnrädern 3a2 und 3a3 angeordnet ist. Dann sind die Varianten 1, 2 und 3 gut miteinander vergleichbar.
Die Varianten 3 sind die aufwendigsten dieser Varianten mit einer Übertragung aller Straßengänge direkt von den Wellen 23 und 24 auf die Welle 21 (21a). Damit ist die Lage der Übersetzung der Gelände- zu den Straßengängen in einem großen Bereich frei wählbar und es ergeben sich viele lastschaltbare Übergänge zwischen den Gelände- und Straßengängen (Fig. 3d) ist nur beispielhaft). Die Anzahl der Geländegänge und der möglichen Rückwärtsgänge ist um eins kleiner als die Anzahl der Straßengänge und die Gangsprünge der Geländegänge entsprechen den Gangsprüngen der oberen Straßengänge. Hier hat man also die meisten Freiheitsgrade.
Bei den Varianten 3 kann das Zahnrad 3.3 und die Schaltmuffe 33a entfallen. Dann muß der 1. Gang als einer der Geländegänge ausgelegt sein (ist mit diesem Geländegang identisch). Das sollte dann der 2. oder 4. Geländegang sein, weil nur von diesen (als 1. Straßengang genutzten) Geländegängen Lastschaltungen zum 2. Straßengang möglich sind. Ohne Zahnrad 3.3 und Schaltmuffe 33a wird die Freiheit der Auslegung also etwas eingeschränkt (ohne extra Zeichnung).
Bei den Varianten 1 wird die Freiheit der Auslegung noch etwas weiter eingeschränkt, weil das Zahnrad 3.3 eimnal ein Zahnrad des 2. Ganges ist und gleichzeitig zur Rückkopplung von Welle 50 dient (hier mit Zahnrad 3b3). Der 1. Gang ist bei diesen Varianten identisch mit einem Geländegang (hier dem 3.), aber der Gangsprung zwischen 1. und 2. Gang ist über die Auslegung der zur Welle 50 gehörigen Zahnräder noch frei festlegbar. Die Anzahl der Geländegänge und der möglichen Rückwärtsgänge ist hier um zwei niedriger als die Anzahl der Straßengänge.
Im Vergleich dazu entfällt bei der Variante 2b (als weiteres Getriebe mit 6 Straßengängen) auch noch das Zahnrad 3.3 (die Schaltmuffe 33a der Variante 1a wird durch die Schaltmuffe 34a der Variante 2b ersetzt). Dadurch wird die Freiheit der Auslegung noch weiter eingeschränkt, denn jetzt wird der Gangsprung zwischen dem 1. und 2. Gang durch andere Gangsprünge festgelegt (bei den Varianten 2a, b und c durch den Gangsprung zwischen 3. und 5. Gang, bei der Variante 2d durch den Gangsprung zwischen 4. und 6. Gang beispielsweise). Die Anzahl der möglichen Rückwärtsgänge ist hier um zwei niedriger als die Anzahl der Straßengänge, die Möglichkeiten für Geländegänge sind stark eingeschränkt. (Erst Variante 2d mit 7 Straßengängen hat akzeptable Geländegangs-Eigenschaften mit einem Crawler und weiteren enger gestuften Gängen.)
Im Vergleich haben die Varianten 2d (unverändert) und 3a (bzw. 3c) ohne Zahnrad 3.3 und Schaltmuffe 33a die gleiche Zahnradanordnung, wobei sich nur die Auslegung und die Zuordnung der Zahnräder zu den Wellen 23 und 24 bzw. 21 und 21a ändert. Damit erhält man entweder ein Getriebe mit 7 Straßengängen und eingeschränkten Geländegängen (Variante 2d) oder ein Getriebe mit 6 Straßengängen und vielen Geländegängen (z. B. Variante 3a) ohne Zahnrad 3.3 und Schaltmuffe 33a). Auch alle anderen Varianten 1, 2 und 3 haben den prinzipiell gleichen Aufbau. Dabei ist mit einer exzentrischen Nebenwelle 50 modular eine große Variationsbreite in der Auslegung von Lastschaltgetrieben gegeben.
Außerdem kann die Variante 2d auch vergleichbar mit den Varianten 1 ausgelegt werden, wenn der Crawler nicht gefordert ist. Weil der 4. und nicht der 3. Gang für den 1. Gang benutzt wird, kann das Zahnrad 3c2 entfallen und die Schaltmuffe 35 wird zwischen den Zahnrädern 3a3 und 3a2 angeordnet (vgl. Variante 1a). Damit kann auch die Schaltmuffe 37 entfallen (die Schaltmuffe 35 übernimmt diese Aufgabe mit). Die Zahnräder 3b2, 3b1 und 4b1 sind dann kleiner, da das Zahnrad 3b2 nun mit dem Zahnrad 3a3 kämmt (entsprechend Variante 1d, hier Zahnrad 3b3). Alle Maßnahmen der Zahnradvergrößerung der Varianten 1 (mit Ausnahme der Variante 1c) können hier angewendet werden. Nachteilig dabei ist weiterhin, daß beim 3. Gang Schaltmuffe 36 nicht geschlossen sein darf.
Grundsätzlich sind diese Einsparmöglichkeiten auch bei der Variante 2b gegeben, wenn der Gangsprung zwischen 1, und 2. Gang wie der Gangsprung zwischen 4. und 6. Gang gewählt wird, da dann ebenfalls der 3. Gang nicht für den 1. Gang benötigt wird (oder es ist ein Crawler nach Variante 2d möglich). Mit den Einsparmaßnahmen reduziert sich natürlich auch die Zahl der möglichen Rückwärtsgänge um eins (ohne zugehörige Zeichnung).

Varianten 4

Bei der in Fig. 4a) skizzierten Variante 4a handelt es sich um ein 7-Gang-Getriebe, das mit einem Planetensatz um 7 Geländegänge erweitert wird und mindestens 3 Rückwärtsgänge hat. Der Planetensatz ist so angeordnet und ausgelegt, daß sich eine möglichst große Gesamtspreizung ergibt.
Das Grundgetriebe hat wieder die Eingangswellen 23 und 24, der Ausgang des Getriebes ist das teilweise gezeichnete Zahnrad 3c mit der nicht gezeichneten Welle 13. Die Straßengänge arbeiten mit gelöster Bremse 60 und geschlossenen Schaltmuffen 35a und 46a direkt auf das Zahnrad 3b (auf die Stegwelle 64 des Planetensatzes), wobei der 1. Gang über die Zahnräder 4.4 und 4a4 mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 45 arbeitet, der 2. Gang über die Zahnräder 3.3 und 3a3 mit nach links geschlossener Schaltmuffe 35, der 3. Gang über die Zahnräder 4.3 und 4a3 mit nach links geschlossener Schaltmuffe 45, der 4. Gang über die Zahnräder 3.2 und 3a2 mit nach links geschlossener Schaltmuffe 46, der 5. Gang über die Zahnräder 4.2 und 4a2 mit geschlossener Schaltmuffe 34, der 6. Gang über die Zahnräder 3.1 und 3a1 mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 35 und der 7. Gang über die Zahnräder 4.1 und 4a1 mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 46. Die mit den gezeichneten Abmessungen erzielten Übersetzungen sind in Fig. 4b oben logarithmisch aufgetragen (S = Straße).
Die zugehörigen Geländegänge erhält man bei blockierter Bremse 60 und geöffneter Schaltmuffe 35a (und weiterhin geschlossener Schaltmuffe 46a), indem bei blockiertem Hohlrad 61 und mit der Welle 21a (21) verbundenem Sonnenrad 62 die Planetenräder 63 eine Untersetzung zur Stegwelle 64 erzeugen. Die Stegwelle ist wiederum mit dem Zahnrad 3b verbunden. Ansonsten werden die 7 Geländegänge geschaltet wie die 7 Straßengänge. Die mit den gezeichneten Abmessungen (des Planetensatzes) erzielten Übersetzungen sind in Fig. 4b) unten aufgetragen (G = Gelände).
In Fig. 4b) ist durch Pfeile angedeutet, daß zwei Übergänge zwischen den Geländegängen und den Straßengängen sinnvoll sind, nämlich vom 4. Geländegang zum 1. Straßengang und vom 7. Geländegang zum 2. Straßengang. Die Ausführung der Variante 2a ist so gewählt, daß diese Übergänge als Lastschaltvorgang möglich sind, ohne daß der Planetensatz 61, 62, 63, 64 mit z. B. Lamellenbremsen und -kupplungen ausgerüstet sein muß. Die zugehörige Bremse 60 kann eine Klauenbremse sein und die Schaltmuffe 35a eine unsynchronisierte Schaltmuffe bzw. Klauenkupplung.
Hier kommt erschwerend hinzu, daß der 4. Gang von der Welle 23 angetrieben wird und der 7. Gang von der Welle 24. Um trotzdem Lastschaltungen möglich zu machen, wurde der Planetensatz 61, 62, 63, 64 mitten in das Getriebe gelegt. Dadurch ist es möglich, über die "konzentrische Nebenwelle" 21a bei geöffneter Schaltmuffe 46a das Sonnenrad 62 des Planetensatzes im 4. Gang (bei nach links geschlossener Schaltmuffe 46) und im 7. Gang (bei nach rechts geschlossener Schaltmuffe 46) unabhängig von den anderen Gängen anzutreiben. Der 4. Geländegang arbeitet über die Welle 23. Deshalb kann bei gelöster Schaltmuffe 46a Welle 24 so gedreht werden, daß Schaltmuffe 45 nach rechts und Schaltmuffe 35a geschlossen werden können. Damit ist der 1. Straßengang eingeschaltet und läuft leer mit. Der 1. Gang wird aktiviert, indem Welle 24 mit Welle 1 verbunden wird. Wenn z. B. Welle 23 mit einem Freilauf ausgestattet ist, braucht bei diesem Vorgang die Bremse 60 nicht sofort gelöst zu werden. Wenn Bremse 60 gelöst und Schaltmuffe 46a geschlossen wird, können die weiteren Straßengänge geschaltet werden.
Der 7. Geländegang arbeitet über Welle 24. Deshalb kann Welle 23 so gedreht werden, daß Schaltmuffe 35 nach links und Schaltmuffe 35a (synchronisiert) geschlossen werden können. Damit ist der 2. Straßengang eingeschaltet und läuft leer mit. Der 2. Gang wird aktiviert, indem Welle 23 mit Welle 1 verbunden wird. Wenn danach Bremse 60 gelöst und Schaltmuffe 46a geschlossen wird, können die weiteren Straßengänge geschaltet werden.
Hier bestehen also unabhängige Wege entweder von Welle 23 auf Welle 21a (Sonnenrad 62) und von Welle 24 auf Zahnrad 3b (Stegwelle 64) oder von Welle 24 auf Welle 21a (Sonnenrad 62) und von Welle 23 auf Zahnrad 3b (Stegwelle 64). Damit ist eine Lastschaltung vom 4. Gelände- in den 1. Gang und vom 7. Gelände- in den 2. Gang möglich, ohne daß am Planetensatz reibschlüssige Kupplungen oder Bremsen vorhanden sein müssen.
Auch bei dieser Bauart sind breite Variationsmöglichkeiten gegeben, z. B. in der Spreizung des Grundgetriebes, im Sprung zwischen Gelände- und Straßengängen (= Verschiebung auf der 1g- Skala) und in den Lastschalt-Übergangsmöglichkeiten zwischen Straßen und Geländegängen.
In Fig. 4c) ist eine Möglichkeit mit kleinerem Sprung (gegenüber 4b)) und Lastschaltmöglichkeiten vom 3. und 7. Geländegang zum 2. und 4. Straßengang (durch Pfeile angedeutet) aufgezeichnet. Da hier die Geländegänge jeweils ungerade und die Straßengänge jeweils gerade sind, erfolgen beide der Lastschalt-Übergänge von einer der Wellen 23 oder 24 zu jeweils der anderen der Wellen 23 oder 24. Damit kann ein eventueller Planetensatz für die Geländereduktion auch rechts oder links von Welle 21 (21a) angebracht werden. Oder die Geländereduktion wird durch ein weiteres (anders ausgelegtes) Zahnradpaar parallel zum Zahnradpaar 3b, 3c erreicht. Damit ist auch eine Bauweise für Heckantrieb mit einem direkten Gang und mit den Wellen 23 und 24 fluchtender Welle 13 möglich (ohne extra Zeichnungen).
Für die Rückwärtsgänge bestehen ebenfalls viele Möglichkeiten. Eine Möglichkeit ist in Fig. 4a) angedeutet. Die Schaltmuffe 34 ist zur Welle 24 zugehörig eingezeichnet. (Die folgenden Bezugszeichen beziehen sich auf die vorangegangenen Varianten, die Einzelheiten sind hier nicht mehr eingezeichnet.) Eine Welle 50 mit zugehörigen Zahnrädern 4b2 und 3b2 und einer einseitigen Schaltmuffe 36 genügt, um drei Rückwärtsgänge zu realisieren. Das Zahnrad 4b2 soll mit dem Zahnrad 4.2 kämmen, das Zahnrad 3b2 mit dem Zahnrad 3b1. Wenn die Zahnräder 4b2 und 3b2 die gleiche Drehzahl haben (bei geschlossener Schaltmuffe 36), wird eine Drehrichtungsumkehr erreicht, wobei Welle 23 jetzt rückwärts rotiert. (Die Ansteuerung - Varianten 11 - muß dies zulassen.)
Bei geöffneten Schaltmuffen 35a und 46a und blockierter Bremse 60 werden diese Rückwärtsgänge über den Planetensatz 61, 62, 63, 64 in der Geländestufe auf Zahnrad 3b übertragen, und zwar als 1. Rückwärtsgang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 45, als 2. Rückwärtsgang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 45 und als 3. Rückwärtsgang mit geschlossener Schaltmuffe 34.
Da diese Rückwärtsgänge alle über die Welle 24 laufen, sind allerdings keine Lastschaltungen möglich. (Wenn Zahnrad 3.2 durch eine Schaltmuffe von Welle 23 lösbar ist, sind weitere Rückwärtsgänge mit Lastschaltmöglichkeiten gegeben.) Die Welle 50 kann auch mit anderen Zahnrädern koppeln. Diese (in Fig. 4a) durch einen gestrichelten Pfeil angedeutete) Möglichkeit wurde erwähnt, weil hier außer der einseitigen Schaltmuffe 36 keine weiteren zusätzlichen Schaltmuffen für die Rückwärtsgänge erforderlich sind.

Zwischenbemerkungen 2

Möglichkeiten, die mit progressiv gestuften (Gruppen-)Lastschaltgetrieben realisierbar sind, wurden bei den Varianten 1 bis 4 gezeigt, wobei die Varianten 1 bis 3 Möglichkeiten einer exzentrischen Nebenwelle aufzeigen, während bei der (aufwendigen) Variante 4a) gezeigt wird, wie ein Planetensatz ohne Reibkupplungen und -bremsen für Lastschaltungen benutzt werden kann.
Bei den Varianten 5 bis 9 handelt es sich um geometrisch gestufte Gruppen-Lastschaltgetriebe (vorwiegend für LKW), bei denen ein Planetensatz entsprechend Variante 4a integriert werden kann. Außerdem werden auch hier exzentrische Nebenwellen für Rückwärts- und weitere Vorwärtsgänge eingesetzt.
Die Variante 10 schließlich ist ein progressiv gestuftes Lastschaltgetriebe mit mehreren Nebenwellen.

Variante 5

Die in Fig. 5a) skizzierte Variante 5 ist ausgelegt für LKW in Gruppenbauweise mit der dort üblichen geometrischen Gangabstufung. Das Hauptgetriebe ist ein Vorgelegegetriebe mit zwei Gängen mit den Zahnradpaaren 4b1, 4c1 und 4b2, 4c2. Die Splitgruppe ist ein 4-Gang-Vorgelegegetriebe mit den Zahnradpaaren 3.1 und 3a1, 3.2 und 3a2, 4.1 und 4a1, 4.2 und 4a2. Als Range-Gruppe dient der Planetensatz 61, 62, 63, 64 mit der Bremseinrichtung 60.
Bei geschlossener Schaltmuffe 35c arbeitet der 1. Gang der Splitgruppe mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33, der 2. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34, der 3. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33 und der 4. Gang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34. Da die Gänge abwechselnd von Welle 23 und 24 angetrieben werden, sind innerhalb der Splitgruppe immer Lastschaltungen möglich. Das Getriebe ist so ausgelegt, daß bei allen Umschaltvorgängen Vorsynchronisierungen und Lastschaltungen von den Wellen 23 und 24 her möglich sind, weil immer unabhängige Übertragungswege durch das Getriebe bis hin zur Rangegruppe bestehen.
Bei den unteren acht Gängen ist die Bremse 60 geschlossen und das Sonnenrad 62 wird von der Welle 22 angetrieben, so daß die Planetenräder 63 eine Untersetzung zur Stegwelle 64 erzeugen. Diese ist wiederum mit der Ausgangswelle 13 verbunden.
Bei den unteren vier Gängen ist das Hauptgetriebe in den unteren Gang geschaltet, d. h. mit geschlossenen Schaltmuffen 35a, b, c, 37b und 38a ergeben die vier Gänge der Splitgruppe die Gänge 1 bis 4. Der 4. Gang arbeitet über die Welle 24, deshalb kann mit gelösten Schaltmuffen 35a und 35c und nach links geschlossener Schaltmuffe 33 die Welle 23 so gedreht werden, daß Schaltmuffe 38b synchronisiert geschlossen werden kann. Damit ist der 5. Gang eingeschaltet und läuft leer mit. Der 5. Gang wird aktiviert, indem Welle 23 mit Welle 1 verbunden wird. Jetzt ergeben die Gänge 1 bis 4 der Splitgruppe die Gänge 5 bis 8, wobei das Hauptgetriebe im oberen Gang arbeitet.
Die Zahnradpaare 4.1, 4a1 und 4b1, 4c1 sind gleich groß. Deshalb kann der 8. Gang statt mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34 auch mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34 und geschlossener Schaltmuffe 37a als direkter Gang von der Welle 24 über die Welle 22 zum Sonnenrad 62 geführt werden. In diesem Zustand kann bei gelösten Schaltmuffen 35b, 35c und 37b, nach links geschlossener Schaltmuffe 33 und geschlossener Schaltmuffe 38a Welle 23 so gedreht werden, daß Schaltmuffe 38c geschlossen werden kann (da Welle 22a jetzt unabhängig von Welle 22 rotieren kann). Damit ist der 9. Gang eingeschaltet und läuft leer mit. (Der 9. Gang ist der 1. Gang der Splitgruppe, unterer Gang des Hauptgetriebes und die Rangegruppe ist überbrückt.) Der 9. Gang wird aktiviert, indem Welle 23 mit Welle 1 verbunden wird. Wenn die Welle 24 einen Freilauf hat, braucht bei diesem Umschaltvorgang die Bremse 60 nicht sofort gelöst zu werden, sondern Welle 24 dreht bei festgesetzter Bremse 60 um einen Gangsprung schneller als Welle 1. Wenn nicht mehr in den 8. Gang zurückgeschaltet werden soll, kann Bremse 60 aber gelöst werden.
Bei gelöster Bremse 60 werden die Gänge 9 bis 16 geschaltet und aktiviert wie zuvor die Gänge 1 bis 8, nur daß jetzt bei gelöster Bremse 60 und geschlossener Schaltmuffe 38c das Drehmoment direkt von Welle 22 (22a) auf Welle 13 übertragen wird. Der 16. Gang schließlich geht bei geschlossener Schaltmuffe 37a (38a, 38c) direkt von Welle 24 über Welle 22 (22a) auf Welle 13.
Zwei weitere lastschaltbare Vorwärtsgänge sind möglich. Dazu müssen die Schaltmuffen 35b, 35c gelöst sein. Bei weiterhin geschlossener Schaltmuffe 37a und gelöster Schaltmuffe 34 übersetzt die Splitgruppe um einen Gangsprung ins Schnelle, wenn Schaltmuffe 33 nach rechts geschlossen ist und um zwei Gangsprünge ins Schnelle, wenn Schaltmuffe 34 nach links geschlossen ist. Damit erhält man insgesamt 18 lastschaltbare Vorwärtsgänge. Mit den gezeichneten Abmessungen erhält man Gangsprünge von etwa 1,19 und eine Gesamtspreizung von etwa 19.
In Fig. 5b) ist der Kraftflußplan der meisten Gänge aufgezeichnet. Die rechten Kästchen der Gänge 1 bis 8 symbolisieren, daß die Bremse 60 geschlossen ist und der Planetensatz 61, 62, 63, 64 als Rangegruppe ins Langsame übersetzt (ohne dieses Kästchen ist der Planetensatz überbrückt). Der linke der senkrechten Striche symbolisiert, an welcher Stelle von Welle 23 bzw. 24 auf Welle 21 (21a) gekoppelt wird (Splitgruppe). Der rechte der senkrechten Striche symbolisiert, an welcher Stelle von Welle 21 (21a) auf Welle 22a (22) zurückgekoppelt wird (Hauptgetriebe bzw. Zahnrad 4.2 bei den Gängen 17 und 18). Die Gänge 10 bis 15 sind wie die Gänge 2 bis 7, nur mit überbrücktem Planetensatz. Deshalb sind diese Gänge nicht extra gezeichnet.
Rückwärtsgänge sind z. B. möglich, indem über eine Welle 50 z. B. vom Zahnrad 4.1 auf das Zahnrad 3a2 gekoppelt wird. Mit Hilfe der Welle 21a erhält man so drei lastschaltbare Rückwärtsgänge (ohne Zeichnung, durch den gestrichelten Pfeil R angedeutet).
Der lastschaltbare Übergang vom 8. zum 9. Gang wird hier erkauft durch ein zusätzliches Zahnradpaar 4b1, 4c1. (Sonst könnte in einer etwas geänderten Anordnung das gleich große Zahnradpaar 4.1, 4a1 diese Aufgabe mit übernehmen, siehe Anmeldung 100 62 693.9.) Analog zu den Varianten 4 (und den folgenden Varianten) wird im höchsten Gang der Rangegruppe das Sonnenrad 62 (bei blockierter Bremse 60) von einer der Wellen 23 oder 24 angetrieben, während im niedrigsten Gang der direkten Gruppe die andere der Wellen 23 oder 24 einen unabhängigen direkten Zugriff zur Stegwelle 64 ermöglicht. Damit sind Lastschaltungen auch über den Planetensatz 61, 62, 63, 64 möglich, ohne daß hier Reibbremsen oder -kupplungen vorhanden sein müssen.

Variante 6

Die in Fig. 6a) skizzierte Variante 6 ist ebenfalls ausgelegt für LKW in Gruppenbauweise mit der dort üblichen geometrischen Gangabstufung und hat 16 Gänge. Die Rangegruppe besteht wieder aus dem Planetensatz 61, 62, 63, 64 mit der Bremseinrichtung 60. Der Planetensatz soll wieder ohne eigene Reibbremsen und -kupplungen von den Wellen 23 und 24 her lastgeschaltet werden. Die dazu notwendigen unabhängigen Übertragungswege werden hier durch zwei Vorgelegewellen 25 und 26 bereitgestellt.
Hier wurde Wert gelegt auf eine möglichst kurze Baulänge mit möglichst wenigen Zahnrädern.
Deshalb wurde auf die Möglichkeit einer direkten Durchschaltung von Welle 23 oder 24 auf Welle 13 verzichtet, damit (hier) zwischen der Welle 24 und der Welle 13 ein "Versatz" a bestehen kann. Damit können die beiden Vorgelegegetriebe (je eins mit der Vorgelegewelle 25 bzw. 26) mit gemeinsamen Zahnrädern 3, 4 und 3e, 4e betrieben werden (die Vorgelegewellen können - wie gezeichnet - in einer Ebene liegen). Bei (gewählt) gleich großen Zahnrädern 3b und 3d bzw. 4b und 4d sind durch diesen Versatz a die Zahnräder 3a bzw. 4a größer als die Zahnräder 3c bzw. 4c. Damit ist die Welle 25 für niedrigere und die Welle 26 für höhere Gänge zuständig.
Das zu den Wellen 25 und 26 gehörige Getriebe bildet das Hauptgetriebe, während der Planetensatz als Rangegruppe dient. Bei geschlossener Schaltmuffe 38 und geöffneter Schaltmuffe 37 wird das Sonnenrad 62 von den Zahnrädern 3e und 4e angetrieben, wobei die Planetenräder 63 bei stehendem Hohlrad 61 eine Untersetzung zur Stegwelle 64 erzeugen. Dies ist also die untere Gruppe der Gänge.
Im Hauptgetriebe erhält man mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34a den 1. Gang mit rechts geschlossener Schaltmuffe 33a und den 2. Gang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33a. (Damit hier Lastschaltungen möglich sind, müssen diese beiden Zustände unabhängig voneinander auch gleichzeitig auftreten können. Schaltmuffe 33a muß also nach beiden Seiten unabhängig voneinander schalten können, was durch den Strich in der Schaltmuffe symbolisiert wird.) Die nächsten beiden Gänge laufen über die Welle 26, und zwar mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34c der 3. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33c und der 4. Gang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33c (für Lastschaltungen muß auch diese Schaltmuffe beidseitig unabhängig voneinander schalten können). Die nächsten beiden Gänge arbeiten wieder über die Welle 25, und zwar mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34a der 5. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33a und der 6. Gang mit links geschlossener Schaltmuffe 33a. Die nächsten beiden Gänge arbeiten wieder über die Welle 26, und zwar mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34c der 7. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33c und der 8. Gang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33c.
Da die Gänge abwechselnd über die Wellen 23 und 24 arbeiten und die Schaltmuffen 33a und 33c unabhängig voneinander schalten können, sind immer Lastschaltungen möglich. Mit den gezeichneten Abmessungen ist hier außerdem im 8. Gang die Drehzahl von Welle 13b gleich der Drehzahl von Welle 23 (das muß aber nicht so sein).
Bei nun gelöster Schaltmuffe 38 arbeitet der 8. Gang über die Welle 13b unabhängig von der Welle 13a und über die Vorgelegewelle 26 von der Welle 23 her. Deshalb kann die Welle 24 jetzt so gedreht werden, daß mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34a und nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33a (dies ist der 1. Gang des Hauptgetriebes, der über die Welle 25 arbeitet) die Schaltmuffe 37 synchronisiert geschlossen werden kann. Damit ist der 9. Gang eingeschaltet und läuft leer mit. Der 9. Gang wird aktiviert, indem Welle 24 mit Welle 1 verbunden wird. Auch bei diesem Vorgang braucht die Bremse 60 nicht sofort gelöst zu werden, wenn die Wellen 23 und 24 mit Freiläufen ausgerüstet sind. Mit gelöster Bremse 60, weiterhin geschlossener Schaltmuffe 37 und geschlossener Schaltmuffe 38 werden der 10. bis 16. Gang lastgeschaltet wie zuvor der 2. bis 8. Gang.
Rückwärtsgänge sind möglich, indem z. B. über eine Welle 50 mit den zugehörigen Zahnrädern vom Zahnrad 3e auf das Zahnrad 4b gekoppelt wird. Mit geöffneten Schaltmuffen 37 und 38 und festgesetzter Bremse 60 sind so vier Rückwärtsgänge möglich, die ansonsten lastgeschaltet werden wie die ersten vier Vorwärtsgänge (nur durch den gestrichelten Pfeil R angedeutet).
In Fig. 6b) ist der Kraftflußplan der meisten Gänge aufgezeichnet. Das rechte Kästchen der Gänge 1 bis 8 symbolisiert wieder die eingeschaltete Rangegruppe. Senkrechte Striche nach oben kennzeichnen den Weg über die Vorgelegewelle 25, während senkrechte Striche nach unten den Weg über die Vorgelegewelle 26 kennzeichnen. Die Gänge 10 bis 15 sind wie die Gänge 2 bis 7 "ohne Kästchen", deshalb sind diese Gänge nicht extra gezeichnet.
Durch den Versatz a erhält man also eine weitere Freiheit in der Auslegung des Getriebes. Mit den gemeinsamen Zahnrädern 3, 4 und 3e, 4e bewirken die beiden Vorgelegewellen 25 und 26 eine sehr kurze Bauweise und zwei unabhängige Übertragungswege, damit der Planetensatz 61, 62, 63, 64 ohne eigene Reibbremsen und -kupplungen lastgeschaltet werden kann (hier zwischen 8. und 9. Gang). Der Planetensatz 61, 62, 63, 64 ist hier "andersrum" angeordnet als bei den anderen Varianten, denn die Welle 13 ist hier die innere Welle und das Sonnenrad 62 wird über eine Hohlwelle 13b angetrieben. Bei den anderen Varianten wird das Sonnenrad 62 durch die innere Welle angetrieben.
Mit den gezeichneten Abmessungen erreicht man eine Gesamtspreizung von etwa 10 und Gangsprünge von etwa 1,17.

Variante 7

Die in Fig. 7a) skizzierte Variante 7 ist wieder ausgelegt für LKW in Gruppenbauweise mit der dort üblichen geometrischen Gangabstufung und hat 12 Vorwärtsgänge. Die Rangegruppe besteht wieder aus dem Planetensatz 61, 62, 63, 64 mit der Bremseinrichtung 60, auch hier wird die Rangegruppe von den Wellen 23 und 24 her lastgeschaltet.
Auch hier sind zwei Vorgelegewellen 25 und 26 vorhanden, aber Wellen 24 und 13, 13a fluchten und somit ist eine direkte Durchschaltung von Welle 24 auf Welle 13 bzw. 13a möglich. Die unterschiedlichen Übersetzungen werden dadurch erreicht, daß die Wellen 25 und 26 unterschiedliche Abstände zu den Wellen 23, 24 haben und daß zu der Welle 24 zwei Zahnräder 4.1 und 4.2 mit unterschiedlichen Durchmessern gehören. Die Welle 23 ist nur mit einem Zahnrad 3 bestückt. Zur Welle 25 gehören die Zahnräder 3a, 4a2 und 4b, wobei das Zahnrad 4b als Schieberad ausgeführt sei sollte mit einer Verschiebeeinrichtung 35 (damit in den hohen Gängen die Drehzahl von Welle 25 nicht zu hoch wird). Zur Welle 26 gehören die Zahnräder 3c, 4c1 und 4d. Die Zahnräder 4b und 4d koppeln über das Zahnrad 4e zur Welle 13a.
Mit festgesetzter Bremseinrichtung 60 und gelöster Schaltmuffe 38b arbeitet die Rangegruppe, d. h. vom Sonnenrad 62 her besteht eine Untersetzung zur Stegwelle 64 und damit zur Welle 13. Zunächst sollten die Schaltmuffen 37 und 38a nach rechts geschlossen sein und das Schieberad 4b mit dem Zahnrad 4e kämmen. In diesem Zustand arbeitet der 1. Gang mit geschlossener Schaltmuffe 33a und der 2. Gang mit geschlossener Schaltmuffe 33b (für Lastschaltungen auch gleichzeitig). Der 3. Gang arbeitet mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33c und der 4. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33c (für Lastschaltungen auch gleichzeitig). Im 3. Gang sollte das Schieberad 4b nach rechts in eine nicht mehr mit dem Zahnrad 4e kämmende Position verschoben werden, dann kann Schaltmuffe 33b geschlossen bleiben. Damit ist eine Lastschaltung in den 5. Gang möglich, indem bei geöffneter Schaltmuffe 37 Schaltmuffe 38a auch nach links und Schaltmuffe 33a geschlossen werden.
Im 5. Gang kann dann Schaltmuffe 38a rechts geöffnet werden, der 5. Gang arbeitet also von der Welle 23 über die Zahnradpaare 3, 3a und 4a2, 4.2 über Schaltmuffen 38a links auf Welle 13a. Im 6. Gang schließlich wird Schaltmuffe 37 geschlossen (und 33b geöffnet), damit arbeitet der 6. Gang als direkte Durchschaltung von Welle 24 auf Welle 13a.
Die Gänge 7 bis 12 arbeiten ohne Rangegruppe mit geschlossener Schaltmuffe 38b. Es kann sinnvoll sein, Schaltmuffe 38b mit einer separaten Synchronisationseinrichtung auszustatten (weitere Synchronisationsmöglichkeiten siehe Varianten 11 und Anmeldung 100 21 837.7-14). Der 6. Gang arbeitet über Welle 24. Deshalb kann bei geschlossenen Schaltmuffen 33a und 38b Welle 23 so gedreht werden, daß das Schieberad 4b synchronisiert in eine mit dem Zahnrad 4e kämmende Position gebracht werden kann. Damit ist der 7. Gang eingeschaltet und läuft leer mit. Der 7. Gang wird aktiviert, indem Welle 23 mit Welle 1 verbunden wird (auch hier können Freiläufe dafür sorgen, daß Bremse 60 nicht sofort gelöst werden muß). Danach kann Bremse 60 gelöst, Schaltmuffe 38a links gelöst und rechts geschlossen und Schaltmuffe 37 geschlossen werden. In diesem Zustand werden die Gänge 8 bis 12 lastgeschaltet wie zuvor die Gänge 2 bis 6, wobei jetzt der Planetensatz 61, 62, 63, 64 immer verblockt ist und der 12. Gang als direkte Durchschaltung von Welle 24 auf Welle 13 arbeitet.
Ein Rückwärtsgang ist möglich, wenn über eine Welle 50 mit den zugehörigen Zahnrädern vom Zahnrad 4c1 auf das Zahnrad 4.2 gekoppelt und eine Drehrichtungsumkehr erzeugt wird. Angetrieben von der Welle 24 geht es weiter vom Zahnrad 4a2 über die geschlossene Schaltmuffe 33b und das Zahnradpaar 4b, 4e und die nach rechts geschlossene Schaltmuffe 38a zum Sonnenrad 62. Wenn das Zahnrad 4d von der Achse 26 abkoppelbar ist, kann noch ein weiterer (langsamerer) Rückwärtsgang von der Welle 23 her realisiert werden, indem Schaltmuffe 33c gleichzeitig nach rechts und nach links geschlossen ist. (Ist nur durch den gestrichelten Pfeil R symbolisiert.)
In Fig. 7b) ist der Kraftflußplan der meisten Gänge aufgezeichnet. Das rechte Kästchen der Gänge 1 bis 6 symbolisiert wieder die eingeschaltete Rangegruppe. Senkrechte Striche nach oben kennzeichnen den Weg über die Vorgelegewelle 25, senkrechte Striche nach unten den Weg über die Vorgelegewelle 26. Die Gänge 8 bis 11 sind wie die Gänge 2 bis 5 "ohne Kästchen", deshalb sind diese Gänge nicht extra gezeichnet.
Ohne den Versatz a (der Variante 6) ist auch mit zwei Vorgelegewellen ein Getriebe mit direkter Durchschaltung möglich. Dabei kann aber z. B. das Zahnrad 4b recht klein ausfallen, weshalb hier ein Schieberad sinnvoll sein kann. Die räumliche Lage der Achsen 25 und 26 zueinander ist dabei hier in weiten Grenzen variabel. Sie brauchen nicht in einer Ebene zu liegen und können auch relativ dicht nebeneinander angeordnet sein.
Mit den gezeichneten Abmessungen erreicht man eine Spreizung von etwa 10 und Gangsprünge von etwa 1,23.

Varianten 8

Die in Fig. 8a) skizzierte Variante 8 ist wieder ausgelegt für LKW in Gruppenbauweise mit der dort üblichen geometrischen Gangabstufung und hat 16 Vorwärts- und 3 Rückwärtsgänge. Vom grundsätzlichen Aufbau her ist dieses Getriebe vergleichbar mit der Variante 5, nur daß hier das Zahnradpaar 4b1, 4c1 fehlt. Die Aufgabe des Zahnradpaares 4b2, 4c2 der Variante 5 übernimmt hier das Zahnradpaar 3b, 3c. Die Aufgabe des Zahnradpaares 4b1, 4c1 der Variante 5 übernimmt hier das Zahnradpaar 4.1, 4a1 mit dem zusätzlichen Zahnrad 4b1. Bei der Variante 5 war das Zahnradpaar 4b1, 4c1 notwendig, um eine Lastschaltung vom 8. zum 9. Gang zu ermöglichen. (Dieses Zahnradpaar ermöglichte zusätzlich einen 17. und 18. Gang). Bei der Variante 8 wird die Lastschaltung vom 8. zum 9. Gang durch das Zahnrad 4b1 ermöglicht (die Zahnräder 4b2 und 3b1 werden für die Rückwärtsgänge benötigt). Dieser geringere Aufwand bedingt aber, daß bei der Variante 8 insgesamt nur 16 Vorwärtsgänge möglich sind.
Mit gelösten Schaltmuffen 36 und 38, festgesetzter Bremseinrichtung 60, nach rechts geschlossener Schaltmuffe 35b und beidseitig geschlossener Schaltmuffe 35a arbeitet der 1. Gang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34 über die Zahnräder 4.2 und 4a2, der 2. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33 über die Zahnräder 3.2 und 3a2, der 3. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34 über die Zahnräder 4.1 und 4a1 und der 4. Gang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33 über die Zahnräder 3.1 und 3a1, wobei jeweils über die Zahnräder 3b und 3c auf die Welle 13a zurück gekoppelt wird, das Sonnenrad 62 die Planetenräder 63 antreibt und diese bei festgesetztem Hohlrad 61 (Bremseinrichtung 60) eine Untersetzung zur Stegwelle 64 und damit zur Welle 13 erzeugen.
Im 4. Gang kann die Schaltmuffe 35a rechts gelöst werden. Damit arbeitet der 4. Gang von der Welle 23 über die Welle 21 unabhängig von der Welle 21a. Deshalb kann jetzt mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34 und beidseitig geschlossener Schaltmuffe 37 (Schaltmuffe 35b bleibt geschlossen) in den 5. Gang lastgeschaltet werden. Im 5. Gang kann Schaltmuffe 37 rechts und Schaltmuffe 33 geöffnet werden, nachdem Schaltmuffe 35a wieder beidseitig geschlossen wurde. In diesem Zustand erhält man den 6. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33 (im 5. und 6. Gang wird über das Zahnradpaar 4a1, 4.1 auf Welle 13 zurückgekoppelt), den 7. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34 als direkte Durchschaltung von Welle 24 auf Welle 13a und den 8. Gang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33 und nach rechts geschlossener Schaltmuffe 36 über die Welle 50 mit einer Rückkopplung über das Zahnradpaar 4b1, 4.1 auf Welle 13a.
Der 8. Gang könnte wie der 4. Gang über die Wellen 21 und 21a übertragen werden. Mit dem zusätzlichen Zahnrad 4b1 und der Schaltmuffe 35b hat man aber die Möglichkeit, den 9. Gang unabhängig vom 8. Gang zu schalten, wodurch wieder eine Lastschaltmöglichkeit gegeben ist. Im 8. Gang und bei gelöster Schaltmuffe 35b und nach links gelöster Schaltmuffe 35a kann die Welle 24 so gedreht werden, daß Schaltmuffen 34 und 38 synchronisiert nach links geschlossen werden können. Damit ist der 9. Gang eingeschaltet und läuft leer mit. Der 9. Gang wird aktiviert, indem Welle 24 mit Welle 1 verbunden wird (mit Freiläufen braucht Bremseinrichtung 60 nicht sofort gelöst zu werden). Wenn danach Schaltmuffen 33 und 36 und Bremse 60 gelöst und Schaltmuffe 35a auch nach links und Schaltmuffe 35b wieder geschlossen wird, können die Gänge 10 bis 12 geschaltet werden wie zuvor die Gänge 2 bis 4.
Wenn im 12. Gang Schaltmuffe 35a rechts gelöst wird, arbeitet dieser Gang unabhängig von der Welle 21a über die Welle 21. Damit kann Welle 24 so gedreht werden, daß Schaltmuffen 34 und 37 nach links und Schaltmuffe 38 zusätzlich nach rechts geschlossen werden können. Damit ist der 13. Gang eingeschaltet und läuft leer mit. Der 13. Gang wird aktiviert, indem Welle 24 mit Welle 1 verbunden wird. Im 13. Gang kann Schaltmuffe 38 links gelöst und Schaltmuffe 35a links (beidseitig) wieder geschlossen werden. In diesem Zustand können über die Schaltmuffen 33 und 34 die Gänge 14 bis 16 lastgeschaltet werden, wobei der 15. Gang der direkte Gang ist und der 16. Gang um einen Gangsprung ins Schnelle übersetzt.
Fig. 8b) zeigt die tatsächliche Lage der Achsen zueinander und ausgewählte Zahnräder in Draufsicht. Das Zahnrad 4b2 kämmt mit dem Zahnrad 4a2 und ist für die Rückwärtsgänge zuständig, während das Zahnrad 4b1 mit dem Zahnrad 4.1 kämmt und im 8. Gang eine Lastschaltung zum 9. Gang ermöglicht (die Zahnräder 4b1 und 4b2 können gleich groß ausgeführt werden, hier ist also grundsätzlich auch ein Schieberad möglich). Die zu diesen beiden Zahnrädern zugehörige Achse 50 ist fest mit dem Zahnrad 3b1 verbunden, dieses kämmt mit dem Zahnrad 3.1 und ist für den 8. Gang und die Rückwärtsgänge zuständig.
Die Rückwärtsgänge arbeiten mit nach links geschlossenen Schaltmuffen 36 und 35a (35a muß nach rechts offen sein), nach rechts geschlossener Schaltmuffe 37 (37 muß nach links offen sein), geschlossener Schaltmuffe 35b und festgesetzter Bremseinrichtung 60. Der 1. Rückwärtsgang arbeitet mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34, der 2. Rückwärtsgang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33 und der 3. Rückwärtsgang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34. Auch hier sind Lastschaltungen möglich.
Fig. 8c) zeigt die Kraftflußdiagramme der meisten Gänge, wobei die Kästchen wieder die Rangegruppe symbolisieren. Senkrechte Striche nach unten symbolisieren den Weg über die Wellen 21 und 21a, senkrechte Striche nach oben den Weg über die Welle 50. Die Welle 50 wird nur beim 8. und den Rückwärtsgängen benötigt. Die Rückwärtsgänge verlaufen von der Eingangswelle her auf unterschiedlichen Wegen zur Welle 21a, von dort über Welle 50 ganz nach links zurück über die Zahnräder 3b1, 3.1 und 3a1 auf die Welle 21 und von dort über die Zahnräder 3b, 3c zur Rangegruppe.
Mit den gezeichneten Abmessungen hat das Getriebe eine Gesamtspreizung von etwa 13 und Gangsprünge von etwa 1,19.
Bei den Hochschaltvorgängen muß die inaktive der Wellen 23 oder 24 in der Drehzahl reduziert werden. Dies kann durch eine zentrale Bremseinrichtung nach Variante 8d geschehen, die in Fig. 8d) skizziert ist. Dazu ist das Ende der Welle 23 und der nachfolgende Abschnitt der Welle 24 mit je einer Bremsscheibe 65 bzw. 66 versehen (diese Bremsscheiben rotieren mit). Dazwischen sind nicht rotierende und nach rechts und links verschiebbare Bremsklötze 67 angebracht, die in der Mittelstellung mit keiner der Bremsscheiben 65 bzw. 66 Kontakt haben, nach links verschoben die Bremsscheibe 65 und damit die Welle 23 und nach rechts verschoben die Bremsscheibe 66 und damit die Welle 24 abbremsen. Wenn außerdem Drehzahlsensoren vorhanden sind, kann mit dieser einfachen Einrichtung elektronisch gesteuert ein zentraler Synchronisationsvorgang für alle Gänge erfolgen. Da zwischen den stehenden Bremsklötzen 67 und den Bremsscheiben 65 bzw. 66 große Drehzahldifferenzen bestehen, erfolgen diese Synchronisationsvorgänge schnell und mit geringen Bremskräften. Nachteilig dabei ist die größere Wärmeentwicklung. Dieser Wärmeentwicklung kann entgegengewirkt werden, indem z. B. diese Bremsvorgänge nur bei schnell geforderten Gangwechseln eingesetzt werden (und sonst die Synchronisation durch "abwarten" erfolgt). Möglich sind auch gegenüber Welle 1 mit angepaßt geringerer Drehzahl rotierende Bremsklötze. (Die Variante 8d ist nicht auf die Variante 8 beschränkt, siehe auch Variante 11h.)

Variante 9

Die in Fig. 9a) skizzierte Variante 9 ist eine Weiterentwicklung der Variante 8 mit 18 Vorwärts- und 4 Rückwärtsgängen als LKW-Getriebe in Gruppenbauweise mit geometrischen Gangabstufungen.
Wieder dient der Planetensatz 61, 62, 63, 64 mit Bremseinrichtung 60 als Rangegruppe. Die exzentrische Nebenwelle 50 mit den Zahnrädern 3b2, 3b3 und 4b ist hier für 4 Rückwärtsgänge und insgesamt 8 Vorwärtsgänge zuständig, wobei ein fest mit dem Zahnrad 3.1 verbundenes Zahnrad 3.3 mit dem Zahnrad 3b3 kämmt. Neben dem Zahnrad 4b überträgt auch Zahnrad 4c Drehmoment auf das Zahnrad 4a. Der Rest des Getriebes ist analog zu sehen zur Variante 8.
Bei den unteren 8 Gängen ist die Bremseinrichtung 60 festgesetzt und die Schaltmuffe 37 nur nach rechts geschlossen, d. h. der Planetensatz 61, 62, 63, 64 arbeitet als Rangegruppe und das Zahnrad 4a dient zur Rückkopplung auf Welle 13a.
In den unteren 4 Gängen sind die Schaltmuffen 36b, 35a und 35b links geschlossen (rechts geöffnet). Der 1. Gang arbeitet mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33 über die jeweils kämmenden Zahnräder 3.2 und 3a2, 3a1 und 3.1, 3.3 und 3b3, 4b und 4a und den Planetensatz 61, 62, 63, 64. Bei den weiteren Gängen wird jeweils das Zahnradpaar 3.2, 3a2 ersetzt, und zwar im 2. Gang mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34 durch das Zahnradpaar 4.2, 4a2 und im 4. Gang mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34 durch das Zahnradpaar 4.1, 4a1. Der 3. Gang schließlich arbeitet mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33 ohne den Umweg über die Wellen 21, 21a direkt vom Zahnrad 3.3 auf das Zahnrad 3b3.
Bei diesen Gängen wird die Untersetzung also in drei Stufen erreicht, und zwar als 1. Stufe über das Zahnradpaar 3.3, 3b3 (wobei das Zahnrad 3.3 mit vier unterschiedlichen Übersetzungen angetrieben wird), als 2. Stufe über das Zahnradpaar 4b, 4a und als 3. Stufe über den Planetensatz 61, 62, 63, 64. Die einzelnen Stufen können mit verhältnismäßig großen Zahnrädern und damit guten Überdeckungen ausgeführt werden. Der zugehörige Kraftflußverlauf der Gänge 1 bis 4 ist in Fig. 1c oben skizziert.
Die Gänge 5 bis 8 arbeiten weiter über den Planetensatz 61, 62, 63, 64, aber ohne die Untersetzung über das Zahnradpaar 3.3, 3b3. Mit jetzt auch nach rechts geschlossener Schaltmuffe 35b und geöffneter Schaltmuffe 36b erfolgt die Drehmomentübertragung auf Welle 13a über das Zahnradpaar 4c, 4a (also von Welle 21). Die Lastschaltung vom 4. zum 5. Gang erfolgt bei geöffneter Schaltmuffe 35a, denn in diesem Zustand wird der 4. Gang nur über Welle 21a und nicht über Welle 21 übertragen. In diesem Zustand kann mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33 Welle 23 und damit Welle 21 so gedreht werden, daß Schaltmuffe 35b synchronisiert nach rechts geschlossen werden kann. Damit ist der 5. Gang eingeschaltet und läuft leer mit. Der 5. Gang wird aktiviert, indem Welle 23 mit Welle 1 verbunden wird. Wenn danach die Schaltmuffe 35a wieder geschlossen wird, können der 6. und 7. Gang geschaltet werden wie zuvor der 2. und 3. Gang.
Weil die Zahnradpaare 4.1, 4a1 und 4a, 4b gleich groß gewählt worden sind, bestehen für den 8. Gang zwei Übertragungswege, nämlich mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34 über die Wellen 21, 21a oder mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 34 und zusätzlich nach links geschlossener Schaltmuffe 37 direkt auf Welle 13a. Der 2. Weg ist vorzuziehen, d. h. Schaltmuffe 34 kann vom 6. Gang her nach rechts geschlossen bleiben. So ist eine Lastschaltung zum 9. Gang möglich, denn am 8. Gang sind weder die Welle 21 (21a) noch die Welle 50 beteiligt. (Die Kraftflußwege der Gänge 5 bis 8 sind ebenfalls in Fig. 9c) eingetragen.)
Im 8. Gang kann die Schaltmuffe 37 rechts gelöst werden. Außerdem können danach Schaltmuffe 36b und Schaltmuffe 38 geschlossen werden (Schaltmuffe 38 eventuell mit separater Synchronisationsmöglichkeit). Wenn dann noch (bei geschlossener Schaltmuffe 35a) Schaltmuffe 33 nach links geschlossen wird, ist der 9. Gang eingeschaltet und läuft leer mit. Der 9. Gang wird aktiviert, indem Welle 23 mit Welle 1 verbunden wird und arbeitet wieder über die Welle 50 (und Wellen 21, 21a), wobei jetzt die Rangegruppe ausgeschaltet ist (mit Freiläufen braucht Bremseinrichtung 60 nicht sofort geöffnet zu werden). Mit gelöster Bremseinrichtung 60 und links gelöster (rechts geschlossener) Schaltmuffe 37 werden die Gänge 10 bis 16 so geschaltet wie zuvor die Gänge 2 bis 8 (nur daß jetzt der Planetensatz 61, 62, 63, 64 verblockt ist). Dabei gibt es für den 16. Gang wieder zwei Übertragungswege, wobei der Weg mit direkter Durchschaltung von Welle 24 auf Welle 13 vorzuziehen ist. In Fig. 9c) ist nur der 16. Gang skizziert, alle anderen Gänge (auch der 16.) sind wie die Gänge 1 bis 8 "ohne Kästchen".
Mit nach links geschlossener (und nach dem Lastschaltvorgang rechts geöffneter) Schaltmuffe 37, geschlossener Schaltmuffe 35a und nach links geschlossener Schaltmuffe 35b sind noch zwei weitere Gänge möglich, nämlich mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33 der 17. Gang (Übersetzung um einen Gangsprung ins Schnelle) und mit nach links geschlossener Schaltmuffe 34 der 18. Gang (bersetzung um zwei Gangsprünge ins Schnelle). Auch hier sind Lastschaltungen möglich. Diese beiden Gänge sind ebenfalls in Fig. 9c) eingezeichnet.
Wenn der Planetensatz 61, 62, 63, 64 so verändert wird (z. B. durch ein kleineres Sonnenrad), daß die Übersetzung um zwei Gangsprünge niedriger ausfällt und außerdem zwischen den Zahnrädern 4a1 und 4a2 eine zusätzliche Schaltmuffe angebracht ist, so stehen zwei weitere Gänge zur Verfügung. So können nämlich ein 9. und 10. Gang (entsprechend dem 17. und 18. Gang) über die Rangegruppe laufen. (Lastschaltung vom 8. zum 9. Gang wie vom 16. zum 17. Gang). Im 10. Gang dreht das Zahnrad 4a2 unabhängig von Welle 21 (es gehört jetzt praktisch zur Welle 21a). Deshalb ist jetzt eine Lastschaltung zum 11. Gang möglich wie zuvor zum 9. Gang. Insgesamt erhält man so 20 Gänge. Bei Verzicht auf einzelne Lastschaltvorgänge und anderer Auslegung der Zahnräder sind noch weitere Gänge möglich.
In Fig. 9b) ist die räumliche Lage der Achsen zueinander skizziert (und ausgewählte Zahnräder in Draufsicht). Hier ist ersichtlich, daß das Zahnrad 3b2 vom Zahnrad 3a2 angetrieben und so eine Drehrichtungsumkehr erzeugt wird. Damit sind mit geschlossener Schaltmuffe 36a (statt 36b) vier Rückwärtsgänge möglich, die lastgeschaltet werden wie die Gänge 1 bis 4. Wegen der fehlenden Untersetzung durch das Zahnrad 3.3 sind die Rückwärtsgänge aber etwas schneller als die Gänge 1 bis 4. (Wenn mit dem Zahnrad 3a2 ein kleineres Zahnrad direkt gekoppelt wird (entsprechend Zahnräder 3.1, 3.3) und einem entsprechend größeren Zahnrad 3b2, ist auch hier eine Übersetzungsanpassung möglich.
Mit den gezeichneten Abmessungen erhält man eine Gesamtspreizung von etwa 13 (oder größer bei mehr als 18 Gängen) und Gangsprünge von etwa 1,19.
Der Vorteil von Variante 9 ist, daß die Untersetzung in mehreren Stufen erfolgen kann. Damit erhält man mit verhältnismäßig geringem Aufwand viele Gänge und die Zahnräder haben keine großen Durchmesserunterschiede (gute Überdeckung). Nachteilig sind allerdings die größeren Reibungsverluste der Gänge, die gleichzeitig über die Wellen 50 und 21 (21a) arbeiten.

Variante 10

Die bei der Variante 6 vorgestellte Idee, nämlich durch nicht fluchtende Achsen 23, 24 und 13 eine verkürzte Getriebebauweise zu erreichen, wird bei der Variante 10 für PKW-Getriebe mit progressiver Gangabstufung weiterentwickelt. Die in Fig. 10a), b), c), d), e) skizzierte Getriebevariante 10 ist ein 6-Gang-Getriebe mit einem Rückwärtsgang und 4 (3) Vorgelegewellen. In Fig. 10a) ist das Getriebe mit den Vorgelegewellen für den 1., 2., 5. und 6. Gang skizziert; in Fig. 10b) die räumliche Lage der Achsen zueinander mit einer Draufsicht der Zahnräder, Fig. 10c) zeigt das Getriebe mit den Vorgelegewellen für den 2., 3. und Rückwärtsgang, Fig. 10d) zeigt den Kraftflußplan und Fig. 10e) die Übersetzungsverhältnisse in logarithmischer Darstellung.
Zu den konzentrischen Eingangswellen 23 und 24 ist die Welle 13 um den Versatz a verschoben. Mit der Welle 23 sind die Zahnräder 3.1 und 3.2 fest verbunden, mit der Welle 24 das Zahnrad 4. Die zur Welle 25 gehörigen Zahnräder 3a2, 4a und 4b haben solche Durchmesser, daß zum Zahnrad 4h hin (zur Welle 13) ins Langsame übersetzt wird (bedingt durch den Versatz a), und zwar mit nach links geschlossener Schaltmuffe 33a für den 1. Gang und mit nach rechts geschlossener Schaltmuffe 33a für den 2. Gang. Außerdem bewirkt der Versatz a, daß die zur Welle 26 gehörigen Zahnräder 3a1, 4c und 4d mit geschlossener Schaltmuffe 33b den 5. Gang und geschlossener Schaltmuffe 33c den 6. Gang übertragen. (Mit den gezeichneten Abmessungen hat der 6. Gang die Übersetzung 1.)
Durch die Zuordnung der Zahnräder 3.1 und 3.2 zur Welle 23 wird erreicht, daß der Sprung zwischen 1. und 2. Gang wesentlich größer ist als der Sprung zwischen 5. und 6. Gang. Das Zahnrad 3.1 kann auch für den 3. Gang benutzt werden, wobei der Sprung zwischen 3. und 4. Gang größer sein soll als der Sprung zwischen 5. und 6. Gang (das Zahnrad 4 wird für den 2., 4. und 6. Gang benutzt). Das wird dadurch erreicht, daß die zur Welle 27 gehörigen und für den 3. und 4. Gang zuständigen Zahnräder 3a2, 4e und 4f verhältnismäßig klein gewählt sind. Dargestellt sind diese Zahnräder in Fig. 10b) und Fig. 10c), wobei Fig. 10c) ein zu Fig. 10a) senkrechter Schnitt durch das Getriebe ist. Der 3. Gang arbeitet mit geschlossener Schaltmuffe 34b und der 4. Gang mit geschlossener Schaltmuffe 34a.
Lastschaltungen sind möglich, weil die Gänge abwechselnd über Welle 23 und 24 angetrieben werden. Notwendig für Lastschaltungen ist weiterhin, daß jeweils die Schaltmuffen 33a, 33b und 33c, 34a und 34b unabhängig voneinander, d. h. auch gleichzeitig (bzw. 33a rechts und links) geschlossen sein können.
In den Fig. 10b) und 10c) ist außerdem eine Möglichkeit für einen Rückwärtsgang skizziert. Die zur Welle 28 gehörigen Zahnräder 4g und 3b2 sind so angeordnet, daß das Zahnrad 4g mit dem Zahnrad 4 und das Zahnrad 3b2 mit dem Zahnrad 3a2 kämmt. Bei geschlossener Schaltmuffe 34c wird so eine Drehrichtungsumkehr für das Zahnrad 4 erzeugt. Wenn außerdem die Schaltmuffe 33a nach rechts geschlossen ist, wird diese Drehrichtungsumkehr auch auf das Zahnrad 4h und damit auf Welle 13 übertragen. (Ein etwas größeres Zahnrad 3b2 mit der zugehörigen Schaltmuffe 34c kann auch direkt auf Welle 27 gelagert werden, dann ist ein etwas schnellerer Rückwärtsgang mit nur diesen beiden zusätzlichen Bauteilen möglich. Eine Anpassung kann erfolgen, indem die Welle 13 in der Zeichenebene der Fig. 10c) zusätzlich um den Versatz b verschoben wird.)
In Fig. 10d) ist der Kraftflußplan der Gänge aufgezeichnet, wobei sich die durchgezogenen Anteile (1., 2., 5., 6. und rechter Abschnitt des Rückwärtsganges) auf Fig. 10a) beziehen und die gestrichelten Anteile (3. und 4. Gang und linker Abschnitt des Rückwärtsganges auf Fig. 10c) (um 90° gedreht, Achsen parallel zur Fig. 10a)).
Durch den Versatz a (eventuell auch Versatz b) zwischen der Welle 13 und den Wellen 23, 24 erhält man also ein kurz bauendes Getriebe mit vier Zahnradebenen, das sechs Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang mit progressiven Gangsprüngen hat.

Varianten 11

Alle angesprochenen Getriebevarianten haben konzentrische Eingangswellen 23 und 24, die wahlweise mit einer Welle 1 (vom Verbrennungsmotor kommend) koppelbar sein müssen. Bei den Varianten 11 werden solche Kopplungsmöglichkeiten und eventuelle Synchronisationsmöglichkeiten (Ansteuerungen) dargestellt. (Weitere Synchronisationsmöglichkeiten sind schon bei den Varianten 1, 2 und 8 angesprochen.) Die verschiedenen Ansteuerungen können modular mit den verschiedenen Getriebevarianten gekoppelt werden, Schnittstellen sind immer die konzentrischen Wellen 23 und 24. Außerdem werden noch ein System zur Übertragung und Verteilung von elektrischer Energie und eine weitere Synchronisationseinrichtung vorgestellt.
Die in Fig. 11a) skizzierte Variante 11a ist eine Vorrichtung, bei der ein Kurbelwellenstartgenerator - Getriebesynchronisastionsstartgenerator GSSG 9 - benutzt wird. Wie schon z. B. in der Anmeldung 100 21 837.7-14 beschrieben, ist der GSSG auch hier dreigeteilt mit einem Stator a, einem Rotor b und einem mitrotierendem "Stator" c. Das hat den Vorteil, daß beide Wellen 23 und 24 mit einem Teil des GSSG 9 verbunden sind und daß immer Generatorbetrieb möglich ist. Allerdings muß zum Anteil c elektrische Energie über Schleifringe übertragen werden. Die Verbindung zur Welle 1 erfolgt über die Klauenkupplungen 5 und 8, die zu den Verbindungsteilen 23a und 24a eine drehfeste Verbindung mit der Welle 1 herstellen können (und damit zu den Wellen 23 und 24). Wie schon z. B. in der Anmeldung 100 21 837.7-14 beschrieben, muß immer mindestens eine der Kupplungen 5 und 8 geschlossen sein. Die Drehmomente bei den Anfahr- und Schaltvorgängen werden hier vom GSSG 9 aufgebracht. Der 1. Gang sollte dabei mit der Welle 23 gekoppelt sein, weil an dieser Welle die größten Momente aufgebracht werden können.
Die in Fig. 11b) skizzierte Variante 11b ist eine Erweiterung der Variante 11a durch eine Reibkupplung 6, die zwischen den Verbindungsteilen 23a und 24a angebracht ist. Mit jeweils einer geschlossenen Kupplung 5 oder 8 können durch diese eine Kupplung 6 die Anfahr- und Lastschaltvorgänge unterstützt werden. Die Synchronisationsvorgänge erfolgen - wie bei der Variante 11a - über den GSSG 9. Bei den Varianten 11a, b muß der Rotor 9b in der Lage sein, das Drehmoment des Verbrennungsmotors mechanisch zu übertragen.
Die in Fig. 11c) skizzierte Variante 11c ist abgestimmt auf einen herkömmlichen Startermotor, der hier als 9b, c in der Ansteuerung integriert ist. Im Gegensatz zum GSSG 9 mit den bei Kurbelwellenstartgeneratoren vorhandenen großen Durchmessern ist hier der Startermotor mit kleinem Durchmesser konzipiert, was bedingt, daß die Kupplungen 5, 8 und 6 um den Startermotor herum greifen. Hier erfolgen die Synchronisationsvorgänge über den Startermotor 9 und die Anfahr- und Lastschaltvorgänge im wesentlichen über die Reibkupplung 6. Auch hier muß immer mindestens eine der Kupplungen 5 oder 8 geschlossen sein. Bei den Startvorgängen kann das Getriebe zur Startuntersetzung mit herangezogen werden, wie z. B. bei den Varianten 1 und 2 beschrieben. Bei den Varianten 11a, b, c muß der Anteil c der Elektromaschine 9 mit elektrischer Energie versorgt werden. Damit verbundene zusätzliche Möglichkeiten werden bei der Variante 11g beschrieben.
Die in Fig. 11d) skizzierte Variante 11d beinhaltet zunächst nur die beiden Klauenkupplungen 5 und 8 mit den zugehörigen Verbindungsteilen 23a und 24a und die Reibkupplung 6. Damit sind Anfahr- und Lastschaltvorgänge möglich, die Synchronisationsvorgänge müssen an anderer Stelle erfolgen (z. B. nach Variante 1a, 2b oder 8d). In der Variante 11d ist weiterhin skizziert, wie Optionen auch in die Ansteuerung integriert werden können. Im Verbindungsteil 23a sind die Planetenräder 79 gelagert, die mit den Zahnrädern 80 und 81 kämmen. Im Vergleich mit Fig. 1a), b) übernimmt hier das Zahnrad 80 die Funktion der dortigen Stegwelle und kann mit einer Elektromaschine verbunden werden. Alle Funktionen der Elektromaschine der Variante 1 können auch so erflillt werden, nämlich die Aufgabe als Generator, Synchronisationseinrichtung und Starter. Wobei auch hier beim Starterbetrieb das Getriebe zur Untersetzung dienen kann. Die in der Variante 2b skizzierten Freiläufe 57 können auch direkt in die Ansteuerung integriert werden, wie in Fig. 11d) skizziert. Die Funktionen der Freiläufe sollen hier noch einmal erläutert werden. Zunächst müssen diese Freiläufe überbrückbar sein, damit Schubbetrieb möglich ist. Kurz vor dem Hochschalten in den nächsten Gang sollte die Überbrückung des arbeitenden Freilaufes freigegeben werden. Wird nun die Kupplung 6 geschlossen, wird damit in den nächsten Gang geschaltet und die zuvor arbeitende Welle erfährt eine Drehzahlerhöhung, was der zugehörige Freilauf ja ohne weiteres zuläßt. Danach können die Schaltmuffen des Getriebes neu "sortiert" und der Freilauf wieder überbrückt werden. Damit vermeiden solche Freiläufe in den Wellen 23 und 24 die Wärmeverluste von Doppelkupplungen. Beim Runterschalten kann ganz anders vorgegangen werden. Wenn nämlich beim Runterschalten die Synchronisation über die Drehzahl des Verbrennungsmotors erfolgt, können die Kupplungen 5 und 8 beide geschlossen und die Freiläufe überbrückt sein. Bei dieser Vorgehensweise kann dann in einen beliebigen Gang geschaltet werden, ohne daß ein Wechsel zwischen den Wellen 23 und 24 stattfinden muß. Die in Fig. 11d) skizzierten Freiläufe (und das Planetengetriebe) können im Prinzip auch bei allen anderen Varianten integriert werden.
Die in Fig. 11e) skizzierte Variante 11e ist als Alternative zur Variante 11d zu sehen (die Planetenräder 79 etc. können auch hier integriert werden). Hier sind die Verbindungsteile 23a und 24a über abschaltbare Freiläufe 68 mit der Welle 1 verbunden. Die Kupplung 7 ist eine zweiseitig wirksame Kupplung, d. h. sie kann entweder mit dem Verbindungsteil 23a oder dem Verbindungsteil 24a eine reibschlüssige Verbindung herstellen. Wenn ein bestimmter Gang arbeitet, ist die Kupplung 7 zum zugehörigen Verbindungsteil geschlossen. Außerdem sollte der zugehörige Freilauf eingeschaltet sein, wobei er automatisch durch die Kupplung 7 überbrückt ist. Die andere Welle der Wellen 23 und 24 kann für Synchronisationsvorgänge benutzt werden, wenn der zugehörige Freilauf abgeschaltet ist, also keine Verbindung zur Welle 1 besteht (bei Hochschaltvorgängen). In den nächsten Gang wird geschaltet, indem die Kupplung 7 zum anderen Verbindungsteil bewegt wird und dort eine reibschlüssige Verbindung herstellt. Dabei übernimmt der bisher durch die Kupplung 7 überbrückte Freilauf 68 während des Hochschaltvorganges die Drehmomentübertragung, bis die Drehzahl der zugehörigen Welle größer wird als die Drehzahl von Welle 1 und der Freilauf dies zuläßt. Nach erfolgter Umschaltung sollte der zuvor abgeschaltete Freilauf eingeschaltet werden, damit dieser Freilauf beim nächsten Hochschaltvorgang die Drehmomentübertragung übernehmen kann. Beim Runterschalten sollten beide Freiläufe eingeschaltet sein, damit eine Synchronisation und ein Schaltvorgang zu beliebigen Gängen über die Drehzahl des Verbrennungsmotors möglich ist.
Die in Fig. 11f) skizzierte Variante 11f ist ein modifizierter Drehmomentwandler. Die Leitschaufeln sind hier dreigeteilt, wobei der Anteil 69 fest mit der Welle 1 verbunden ist, der Anteil 70 mit der Welle 24 und der Anteil 71 mit der Welle 23. Über die Kupplungen 5 und 8 und die Verbindungsteile 23a und 24a können die Wellen 23 und 24 mit Welle 1 verbunden werden. Der Drehmomentwandler soll zwei nicht gezeichnete Ölzuführungen besitzen, über die (von der Welle 1 her) mit Hilfe einer nicht gezeichneten externen Pumpe wahlweise Öl in den Drehmomentwandler gepumpt werden kann. Das dabei anfallende überschüssige Öl kann von mindestens einem Schöpfrohr 72 so aufgefangen werden, daß möglichst viel der kinetischen Energie des Öls ausgenutzt wird und der Pumpvorgang mit der externen Pumpe einen möglichst guten Wirkungsgrad hat. Die Leitschaufeln und die zwei Ölzuführungen sind nun so ausgebildet, daß beim Pumpvorgang durch eine Zuführung die Leitschaufeln 70 in der Drehzahl erhöht und die Leitschaufeln 71 in der Drehzahl erniedrigt werden und daß beim Pumpvorgang durch die andere Zuführung Leitschaufeln 71 in der Drehzahl erhöht und Leitschaufeln 70 in der Drehzahl erniedrigt werden (wenn keine der Kupplungen 5 oder 8 geschlossen ist). Es kann sinnvoll sein, die Leitschaufeln 69 für diesen Vorgang verstellbar zu gestalten. (Dann sollten die Leitschaufeln 69 mit Hohlräumen ausgestattet sein, damit sie im Öl schwimmen und die Fliehkräfte teilweise kompensiert werden.) Bei einer geöffneten Kupplung 5 oder 8 kann die zugehörige Welle 23 oder 24 zunächst für den Synchronisationsvorgang in der Drehzahl erniedrigt werden (Pumpvorgang in der einen Richtung) und danach in der Drehzahl erhöht werden (Pumpvorgang in der anderen Richtung), damit die zuvor geöffnete Kupplung 5 oder 8 synchronisiert geschlossen werden kann (Hochschaltvorgang). Außerhalb der Schaltvorgänge und beim Runterschalten sollten die beiden Kupplungen 5 und 8 geschlossen sein. Außerhalb der Schaltvorgänge wird durch den überbrückten Wandler der Wirkungsgrad erhöht. Beim Runterschalten kann mit Synchronisation über den Verbrennungsmotor in beliebige Gänge geschaltet werden. Diese Variante ist vorwiegend gedacht für große Drehmomente, wie sie im LKW-Bereich auftreten. Hier kann eine eventuell schon vorhandene Ölpumpe für einen Retarder für diese Aufgabe mit benutzt werden. Zur feinfühligen Steuerung der Vorgänge kann eine Elektromaschine z. B. nach Variante 11c integriert werden. Freiläufe nach Variante 11d sind natürlich auch hier möglich.
Die in Fig. 11g) skizzierte Schaltung in einer Variante 11g weist Möglichkeiten der elektrischen Energieversorgung der Anteile c der Elektromaschine 9 auf. Die Spulen 9d der Anteile 9c werden z. B. auf der Welle 24 über Kontakte 73 und über elektrische Leitungen 74 mit einem elektronisch erzeugten Drehfeld versorgt. In die Leitungen 74 können Hochfrequenzübertrager 75 eingebaut werden, deren Ausgänge mit Gleichrichtern 76 gekoppelt sind. Die Übertrager 75 sollten so ausgelegt sein, daß sie das (niederfrequente) Drehfeld durchlassen und nicht auf die Gleichrichter 76 weiterleiten. Zu den Spulen 9d sollten Kondensatoren parallel geschaltet sein, die für hohe Frequenzen einen Kurzschluß bilden. Über die Kontakte 73 kann also einmal eine niederfrequente Spannung zur Erzeugung des Drehfeldes geleitet werden, wodurch die Elektromaschine gesteuert wird. Außerdem kann über die Kontakte eine hohe Frequenz übertragen werden, die als Gleichrichterausgangssignal eine Gleichspannung liefert. Mit dieser Gleichspannung können z. B. Stellmotoren für Schaltmuffen etc. versorgt werden. Dabei können die hoch- und niederfrequenten Signale völlig unabhängig voneinander gesteuert werden. Wenn die Gleichrichter 76 noch steuerbar ausgeführt sind, kann z. B. auch eine Drehrichtungsumkehr der Stellmotoren durch Spannungsumkehr erzeugt werden. Wenn außerdem im hochfrequenten Bereich noch eine Impedanzmessung vorgenommen wird, kann z. B. erkannt werden, wann die Stellmotoren mechanisch gebremst werden, weil sie z. B. gegen einen Anschlag gefahren sind. So können z. B. Schaltmuffen mitrotierend elektrisch gesteuert werden, wobei der Zustand "rechter oder linker Anschlag erreicht" sicher erkannt werden kann.
Die in Fig. 11h) skizzierte Variante 11h ist ein Ausschnitt eines Getriebes mit einer zentralen Synchronisationseinrichtung 77, 78. Dies ist beispielhaft ein 5-Gang-Getriebe, bei dem das Losrad für den 5. Gang (hier) auf Welle 23 gelagert ist, während die Losräder der anderen Gänge auf Welle 21 gelagert sind. Mit jeweils der Welle 23 und 24 gekoppelt sind je eine Scheibe 78, die von dem Synchronisationsteil 77 als Reibkupplung beaufschlagt werden können. Bei stehender Welle 21 hat diese Einrichtung die gleiche Funktion wie die Bremseinrichtung 67 der Variante 8d. Bei rotierender Welle 21 sind die Reibungsverluste aber nicht so groß wie bei der Variante 8d, da die Relativdrehzahlen zwischen den Scheiben 78 und dem Teil 77 nicht so groß sind wie bei der Variante 8d. Die unteren Gänge können mit dieser Einrichtung elektronisch gesteuert und überwacht durch kurzzeitige Reibvorgänge synchronisiert werden, während im 5. (höchsten) Gang die Vorrichtung 77, 78 wie eine normale Synchronisationseinrichtung wirkt. (Mit dem Synchronisationsteil sollte nach links hin eine Schaltmuffe gekoppelt sein, mit der der 5. Gang eingeschaltet wird.) Hier hat man also eine zentrale Synchronisationseinrichtung, die wesentlich geringere Reibungsverluste aufweist als die Variante 8d.

Schlußbemerkungen, Fig. 12

Wenn die Lastschaltvorgänge z. B. mit Hilfe der Reibkupplungen 6 oder 7 erfolgen und Freiläufe 57 oder 68 eingebaut sind, ist es sinnvoll, den zeitlichen Verlauf der Drehmomentübertragung über die Kupplung 6 oder 7 beim Umschaltvorgang so zu steuern, daß der Drehmomentverlauf zunächst steil ansteigt, bis der neue Gang die Übertragung übernimmt. In Fig. 12 als Zeit(t)-Moment(M)-Diagramm ist dieses Moment mit Mü bezeichnet. Ab diesem Moment sollte der zeitliche Verlauf des Drehmomentanstieges der Kupplung 6 oder 7 (abhängig vom Anpressdruck) sehr viel flacher verlaufen, damit Schaltrucke vermieden werden. Der zunächst steile Anstieg ist wichtig, damit unnötige Wärmeverluste vermieden werden. Das Moment Mü kann z. B. aus der Kennlinie des Verbrennungsmotors oder aus dem Zustand der Freiläufe gewonnen werden (wenn die Freilauffunktion einsetzt).

Claims

1. Lastschaltgetriebe mit einer Eingangswelle 1, einer Ausgangswelle 13 und zwei Lastschaltwellen 23 und 24, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Getriebevarianten (Varianten 1 bis 10) modular mit verschiedenen Ansteuerungen (Varianten 11a bis 11d) gekoppelt werden können, wobei die Wellen 23 und 24 als einheitliche Schnittstelle zwischen den Getriebevarianten und den Ansteuerungen dienen.

2. Lastschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen 23 und 24 mit überbrückbaren Freiläufen 57 ausgestattet sind, daß diese Freiläufe zwischen den Ansteuerungen und den zu der jeweiligen Welle 23 und 24 gehörigen Zahnrädern angeordnet sind (Varianten 2b und 11d), daß diese Freiläufe außerhalb der Schaltvorgänge überbrückt sind (damit Schubbetrieb möglich ist), daß kurz vor einem Hochschaltvorgang im momentan drehmomentübertragenden Freilauf die Überbrückung ausgeschaltet wird, damit die beim Hochschaltvorgang in diesem Freilauf auftretende Drehzahlerhöhung ohne große Reibungsverluste aufgenommen wird.

3. Lastschaltgetriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß während des Hochschaltvorganges das über den neuen Gang übertragene Drehmoment M z. B. elektronisch gesteuert zunächst sehr schnell bis zu einem Moment Mü angehoben wird, bei dem die Drehmomentübertragung im neuen Gang beginnt und daß ab dann die zeitliche Erhöhung der Drehmomentübertragung langsamer verläuft (Fig. 12).

4. Lastschaltgetriebe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuerung der Drehmomentkennlinie (Fig. 12) entweder aus dem Kennfeld der Verbrennungsmaschine oder aus der einsetzenden Freilauffunktion der Freiläufe 57 gewonnen wird.

5. Lastschaltgetriebe nach mindestens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Welle 1 und den Wellen 23 und 24 mit zugehörigen Verbindungsteilen 23a und 24a abschaltbare Freiläufe 68 angebracht sind, daß zwischen der Welle 1 und den Verbindungsteilen 23a und 24a eine zweiseitig wirkende Kupplung 7 angeordnet ist und daß die Ansprüche 3 und 4 auch hier Anwendung finden können (Variante 11e).

6. Lastschaltgetriebe nach mindestens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Welle 1 und den Verbindungsteilen 23a, 24a zwei (Klauen-)Kupplungen 5 und 8 und ein GSSG 9 angebracht ist (Variante 11a) oder daß zusätzlich eine Reibkupplung 6 zwischen den Verbindungsteilen 23a und 24a angebracht ist (Varianten 11b, c).

7. Lastschaltgetriebe nach mindestens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Welle 1 und den Verbindungsteilen 23a und 24a die (Klauen-) Kupplungen 5 und 8 und zwischen den Verbindungsteilen 23a und 24a eine Reibkupplung 6 angebracht ist und daß die Synchronisationsvorgänge an anderer Stelle ausgeführt werden (Variante 11d).

8. Lastschaltgetriebe nach mindestens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle 1 mit (Klauen-) Kupplungen 5 und 8 und einem Anteil 69 von Leitschaufeln eines Drehmomentwandlers verbunden ist, daß die Welle 24 über das Verbindungsteil 24a mit einem Anteil 70 von Leitschaufeln und die Welle 23 über das Verbindungsteil 23a mit einem Anteil 71 von Leitschaufeln verbunden ist, daß die Anteile 70 und 71 des Drehmomentwandlers durch die Kupplungen 5 und 8 überbrückt werden können, daß der Drehmomentwandler über zwei (nicht gezeichnete) Zuführungen und mindestens ein Schöpfrohr 72 von einer externen Pumpe mit Öl beaufschlagt werden kann, daß die Leitschaufeln 69 verstellbar sein können und daß die verstellbaren Leitschaufeln mit Hohlkörpern versehen sein können (Variante 11d).

9. Lastschaltgetriebe nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprüche 2 bis 4 auch hier Anwendung finden können.

10. Lastschaltgetriebe nach mindestens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Runterschaltvorgängen die Kupplungen 5 und 8 geschlossen sein können bzw. die Freiläufe 68 nicht abgeschaltet sind, daß in diesem Zustand eine Synchronisation der Gänge über die Drehzahl der Verbrennungsmaschine erfolgt und daß damit Runterschalten in beliebige Gänge möglich ist.

11. Lastschaltgetriebe nach mindestens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Welle 23 und Welle 24 ein Planetensatz 53 angebracht sein kann und von der Stegwelle dieses Planetensatzes z. B. über Kettenräder 54 und Kette 55 eine Drehverbindung zu einer Elektromaschine hergestellt werden kann (Variante 1a) oder daß z. B. das Verbindungsteil 23a mit Planetenrädern 79 bestückt ist, die wiederum mit den Zahnrädern 80 und 81 kämmen und daß hier das Zahnrad 80 z. B. über Kettenräder und Kette (oder über Keilriemen) in Drehverbindung mit einer Elektromaschine gebracht werden kann (Variante 11d), wobei die Elektromaschine hier die Aufgaben Synchronisationseinrichtung, Generator und Starter übernehmen kann und für Startvorgänge das zu den Wellen 23 und 24 gehörige Getriebe eine zusätzliche Untersetzung bewirken kann (Variante 1a).

12. Lastschaltgetriebe nach mindestens Anspruch 1 mit einem Planetensatz 53, dadurch gekennzeichnet, daß die Stegwelle und das Hohlrad dieses Planetensatzes z. B. über Kettenräder 54 und Kette 55 mit unterschiedlichen Übersetzungen von den Wellen 23 und 24 her angetrieben werden, daß diese Übersetzungen und der Planetensatz 53 so ausgelegt sind, daß eine Welle 56 bei gleichen Drehzahlen von Welle 23 und 24 nicht rotiert, daß diese Welle 56 mit einem Startermotor verbunden ist, der dann gleichzeitig Synchronisationsaufgaben mit übernehmen kann und daß das zu den Wellen 23 und 24 gehörige Getriebe eine Untersetzung für den Startvorgang erzeugen kann (Variante 2b).

13. Lastschaltgetriebe nach mindestens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen 23 und 24 mit Bremsscheiben 65 und 66 versehen sein können und daß zwischen diesen Bremsscheiben ein nach rechts und links beweglicher Bremsklotz 67 elektronisch gesteuert als Zentralsynchronisierung dienen kann (Variante 8d).

14. Lastschaltgetriebe nach mindestens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Losrad des höchsten Ganges auf z. B. Welle 23 und die anderen Losräder auf Welle 21 gelagert sind, daß mit den Wellen 23 und 24 je eine Scheibe 78 gekoppelt ist und daß zwischen diesen beiden Scheiben ein Synchronisationsteil 77 als Reibkupplung als elektronisch gesteuerte Zentralsynchronisierung dient (Variante 11h).

15. Lastschaltgetriebe nach mindestens Anspruch 1 mit einer Drehmaschine 9, dadurch gekennzeichnet, daß zu dieser Drehmaschine 9 elektrische Energie über Schleifringe übertragen wird und daß über diese Schleifringe gleichzeitig und unabhängig hochfrequente elektrische Spannungen geleitet werden können, die mit Hilfe von Übertragern 75 und Gleichrichtern 76 z. B. mitrotierende Stellmotoren ansteuern können.

16. Lastschaltgetriebe nach mindestens Anspruch 1, mit Wellen 23 und 24 und Welle 21 als Vorgelegewelle, dadurch gekennzeichnet, daß eine exzentrische Nebenwelle 50 mit drei Zahnrädern (z. B. 3b2, 3b1 und 4b bei der Variante 2a) und einer Schaltmuffe 36 so angeordnet ist, daß eins der drei Zahnräder fest mit Welle 50 verbunden ist und dieses Zahnrad mit einem Zahnrad kämmt, das zu einer Welle 13 gehört (Zahnrad 3c2 bei der Variante 2a), daß die beiden anderen Zahnräder als Losräder über die Schaltmuffe 36 schaltbar sind (oder durch ein Schieberad ersetzt werden können), daß eins der Losräder mit einem Zahnrad der Welle 21 kämmt (Zahnrad 4b mit Zahnrad 4a bei der Variante 2a), daß das andere der Losräder mit einem Zahnrad von Welle 23 oder 24 kämmt (Zahnrad 3b1 mit Zahnrad 3.1 bei der Variante 2a) und daß die Drehzahländerungen der Welle 21 in den verschiedenen Gängen für zusätzliche Vorwärts- und Rückwärtsgänge benutzt werden, wenn die Schaltmuffe 36 entweder nach rechts oder links geschlossen ist (Varianten 1, 2, 3 und 9).

17. Lastschaltgetriebe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Welle 50 bedingten Gänge durch einen Planetensatz 52 mit einer zusätzlichen Welle 51 (Variante 1a), durch eine abknickende Welle 50 mit Kardangelenken 57 oder durch eine schräg gestellte Welle (Variante 1e), durch ein zusätzliches Zahnrad 4a (Variante 1f), 3a (Variante 1g) oder 3.3 (Variante 9) so in ihrem Drehzahlniveau verschoben werden, daß niedrige Übersetzungen erreicht werden, wobei die zugehörigen Zahnräder groß ausfallen können (gute Überdeckung).

18. Lastschaltgetriebe nach mindestens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zahnrad der Wellen 23 und 24 von beiden Wellen aus über Schaltmuffen angetrieben werden kann (Zahnrad 4.2 bei der Variante 1h, Zahnrad 3.1 bei den Variante 2a, b, c und Zahnrad 4.2 bei der Variante 2d), damit sich mehr Lastschaltmöglichkeiten ergeben (insbesondere im Zusammenspiel mit der Welle 50).

19. Lastschaltgetriebe nach mindestens Anspruch 1 und nach Anspruch 18, mit progressiver Gangabstufung, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Rückwärtsgängen mindestens der 1. Gang (Variante 1c) zusätzliche Geländegänge (Varianten 1a, d, e, f, g, h und 2d) oder der 1. und 2. Gang (Varianten 2a, b, c, d) über die Nebenwelle 50 angetrieben werden, wobei im letzten Fall der Gangsprung zwischen 1. und 2. Gang durch den Gangsprung zwischen 3. und 5. Gang (Varianten 2a, b, c) oder zwischen 4. und 6. Gang (Variante 2d) erzeugt wird und daß die Lastschaltung zwischen 1. und 2. Gang dadurch erreicht wird, daß nach Anspruch 18 ein Zahnrad von Welle 23 und Welle 24 aus angetrieben werden kann.

20. Lastschaltgetriebe nach mindestens Anspruch 1, mit einem Planetensatz 61, 62, 63, 64, mit einer Bremseinrichtung 60 für ein Hohlrad 60 in einem Gruppengetriebe mit geometrischen Gangabstufungen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stegwelle 64 mit einer Welle 13 als Ausgangswelle des Getriebes verbunden ist und diese Stegwelle auch eine Verbindung zu der Welle 13 entgegengesetzten Seite des Planetensatzes 61, 62, 63, 64 hat, daß eine Sonnenradwelle 13a (bzw. 13b bei der Variante 6) auf der Welle 13 entgegengesetzten Seite vorhanden ist, daß dieser Planetensatz als Rangegruppe arbeitet und im höchsten Gang der Rangegruppe eine Verbindung der Welle 13a bzw. 13b zum zugehörigen Gang des vorgeschalteten Getriebes besteht, die völlig unabhängig ist vom nächsten Gang, der vom vorgeschalteten Getriebe direkt zur Stegwelle 64 führt, indem bei der Variante 5 der 8. Gang direkt von der Welle 24 zur Welle 13a durchgeschaltet ist und der 9. Gang von der Welle 23 über die Wellen 21 und 22a und die Schaltmuffe 38c zur Stegwelle 64 geführt wird, indem bei der Variante 6 der 8. Gang von der Welle 23 über eine Welle 26 zur Welle 13b geführt wird und der 9. Gang von der Welle 24 über eine Welle 25 und eine Schaltmuffe 37 direkt zur Stegwelle 64 (Welle 13) geführt wird, indem bei der Variante 7 der 6. Gang direkt von der Welle 24 auf die Welle 13a geführt wird und der 7. Gang über eine Welle 25 und eine Schaltmuffe 38b auf die Welle 64 geführt wird, indem bei der Variante 8 der 8. Gang von der Welle 23 über eine Welle 50 auf die Welle 13a und der 9. Gang von der Welle 24 über die Wellen 21, 21a und die Schaltmuffe 38 auf die Welle 64 geführt wird und indem bei der Variante 9 der 8. Gang direkt von der Welle 24 auf die Welle 13a geführt wird und der 9. Gang von der Welle 23 über die Wellen 21, 21a, die Welle 50 und die Schaltmuffe 38 auf Welle 64 geführt wird und durch diese unabhängigen Übertragungswege Lastschaltungen auch bei der Umschaltung der Rangegruppe von den Wellen 23 und 24 her möglich sind.

21. Lastschaltgetriebe mindestens nach Anspruch 1 und nach Anspruch 20 mit einem Getriebe mit progressiver Gangabstufung und einem Planetensatz 61, 62, 63, 64, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorgelegewelle 21 eine konzentrische Vorgelegewelle 21a gehört und über eine Schaltmuffe 46a die Wellen 21 und 21a verbunden werden können, daß die zur Welle 21a zugehörigen Zahnräder 3a2 und 4a1 über Zahnräder 3.2 und 4.1 sowohl von Welle 23 als auch von Welle 24 her angetrieben werden können, daß die Welle 21a direkt mit dem Sonnenrad 62 gekoppelt ist, daß die Stegwelle 64 über eine Schaltmuffe 35a mit Welle 21 gekoppelt werden kann und daß so Rangegruppenumschaltungen sowohl von Welle 23 zur Welle 24 als auch von Welle 24 zu Welle 23 erfolgen kann, indem für beide Lastschaltvorgänge unabhängige Wege nach Anspruch 20 bestehen (Variante 4).

21. Lastschaltgetriebe nach mindestens Anspruch 1 mit zwei Eingangswellen 23 und 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle 13 mit einem Versatz a gegen Welle 24 (23) versehen ist und daß durch diesen Versatz a die Durchmesserverhältnisse der zur Welle 25 zugehörigen Zahnräder 3a, 4a, 3b, 4b anders sind als die Durchmesserverhältnisse der zur Welle 26 zugehörigen Zahnräder 3c, 4c, 3d, 4d und daß dadurch mit gemeinsamen Zahnrädern 3, 4 und 3e, 4e über die Welle 25 andere (niedrigere) Übersetzungsverhältnisse vorhanden sind als über die Welle 26, sich so eine verkürzte Bauweise ergibt und die Wellen 25 und 26 unabhängige Übertragungswege für Lastschaltungen ermöglichen (Variante 6).

22. Lastschaltgetriebe nach mindestens Anspruch 1 und Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zum Versatz a zwischen Welle 24 und Welle 13 in einer dazu senkrechten Richtung ein Versatz b vorhanden sein kann und daß außer den Wellen 25 und 26 räumlich versetzt dazu auch noch Wellen 27 und 28 vorhanden sein können, daß durch unterschiedliche Durchmesserverhältnisse der zu den Wellen 25, 26, 27, 28 zugehörigen Zahnräder sich über diese Wellen unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse ergeben und daß sich mit einer Aufteilung des Zahnrades 3 der Variante 6 in zwei Zahnräder 3.1 und 3.2 bei der Variante 10 auch Übersetzungsverhältnisse mit progressiver Gangabstufung erzielbar sind.