DE10138115A1 - Automatisiertes, unsynchronisiertes Zahnräderwechselgetriebe und Verfahren zum Gangwechsel bei einem solchen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein automatisiertes, unsynchronisiertes Zahnräderwechselgetriebe mit einer Druckölschmiereinrichtung für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren für einen Gangwechsel bei einem solchen. Um einen komfortablen Betrieb des Zahnräderwechselgetriebes zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß ein Strömungsquerschnitt der Druckölschmiereinrichtung auf einer Druckseite einer Pumpe veränderbar ist. Bei einer Hochschaltung wird nach einem Auslegen eines Ursprungsgangs der Strömungsquerschnitt zur Verringerung einer Drehzahl einer Getriebeeingangswelle verkleinert.

Description

• Die Erfindung betrifft ein automatisiertes, unsynchronisiertes Zahnräderwechselgetriebe für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Gangwechsel bei einem solchen Zahnräderwechselgetriebe nach dem nebengeordneten Anspruch 9.
• In der DE 195 44 322 A1 ist ein automatisiertes, unsynchronisiertes Zahnräderwechselgetriebe in Form eines Fahrzeuggetriebes mit einer Druckölschmiereinrichtung in Form eines Schmiermittel-Verteilersystems vorgestellt. Das Schmiermittel wird mittels einer Fluidpumpe von einem Sumpf in einem Getriebegehäuse an verschiedene Räder und Lager des Zahnräderwechselgetriebes verteilt. Die Fluidpumpe ist an eine von einer Antriebsmaschine in Form eines Motors getriebene Welle im Zahnräderwechselgetriebe angeschlossen, so daß sie durch die Welle drehbar angetrieben wird, immer, wenn das Zahnräderwechselgetriebe in Betrieb ist.
• Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung ein automatisiertes, unsynchronisiertes Zahnräderwechselgetriebe und ein Verfahren zum Gangwechsel bei einem solchen Zahnräderwechselgetriebe vorzuschlagen, mittels welchen ein besonders komfortabler Betrieb des Zahnräderwechselgetriebes ermöglicht wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 und das Verfahren des nebengeordneten Anspruchs 9 gelöst.
• Das Zahnräderwechselgetriebe verfügt über eine Getriebeeingangswelle und eine Druckölschmiereinrichtung, mittels welcher Schmieröl aus einem Getriebesumpf an verschiedene zu schmierende Räder und Lager des Zahnräderwechselgetriebes bringbar ist. Die Druckölschmiereinrichtung verfügt über eine Pumpe, welche zumindest mittelbar von der Getriebeeingangswelle antreibbar ist. Ein Antrieb der Pumpe ist form- oder kraftschlüssig mit der Getriebeeingangswelle verbunden. Sie kann beispielsweise direkt von der Getriebeeingangswelle oder von einer Vorgelegewelle, welche in Wirkverbindung mit der Getriebeeingangswelle steht, antreibbar sein. Die Druckölschmiereinrichtung verfügt über eine Querschnittveränderungseinrichtung, mittels welcher ein Strömungsquerschnitt der Druckölschmiereinrichtung auf einer Druckseite der Pumpe veränderbar ist. Damit ist das für die Pumpe aufzubringende Antriebsmoment und die Antriebsleistung veränderbar. Somit ist eine Drehzahl der Getriebeeingangswelle beeinflußbar. Gangwechsel sind damit besonders komfortabel durchführbar.
• Bei einem Einlegen des ersten Ganges oder des Rückwärtsgangs im Stillstand des Kraftfahrzeugs steht eine Getriebeausgangswelle. Da eine Kupplung, welche zwischen einer Antriebsmaschine und dem Zahnräderwechselgetriebe angeordnet ist, auch im geöffneten Zustand ein wenig Drehmoment übertragen kann, kann sich die Getriebeeingangswelle drehen. Damit können zwischen entsprechenden Schaltelementen und Zahnrädern der Gänge unakzeptabel große Drehzahldifferenzen auftreten. Ein Einlegen der Gänge würde zu unakzeptablen Geräuschen führen. Mittels der Querschnittveränderungseinrichtung der Druckölschmiereinrichtung kann die Getriebeeingangswelle bis zum Stillstand abgebremst werden. Somit wird ein besonders komfortables Einlegen des ersten Gangs und des Rückwärtsgangs ermöglicht. Außerdem können die in üblichen Zahnräderwechselgetrieben verwendeten Synchronringe für den ersten Gang und den Rückwärtsgang entfallen. Dies führt zu einem besonders kostengünstigen Zahnräderwechselgetriebe.
• Bei dem erfindungsgemäßen Zahnräderwechselgetriebe mit Druckölschmiereinrichtung können hoch belastete Bauteile gezielt mit Schmieröl versorgt werden. Damit kann ein sicherer Betrieb des Zahnräderwechselgetriebes erreicht werden. Bei Zahnräderwechselgetrieben ohne Druckölschmierung ist eine sogenannte Tauchschmierung notwendig. Dabei tauchen rotierende Zahnräder in den Getriebesumpf ein und nehmen Öl auf. Durch die Rotation der Zahnräder wird das Öl weggeschleudert und damit im Zahnräderwechselgetriebe zur Schmierung zufällig verteilt. Das Eintauchen in den Ölsumpf bewirkt eine Bremskraft auf die Zahnräder, womit ein Schleppmoment des Zahnräderwechselgetriebes ansteigt und ein Wirkungsgrad sinkt. Dies führt zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs. Bei Zahnräderwechselgetrieben mit Druckölschmierung kann ein Ölspiegel im Getriebesumpf so weit abgesenkt werden, bis ein Eintauchen von Zahnrädern nicht mehr auftritt. Schleppverluste des Zahnräderwechselgetriebes sind somit geringer als bei Zahnräderwechselgetrieben mit Tauchschmierung. Dies führt vorteilhafterweise zu einem geringeren Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs. Außerdem kann die Schmierölmenge reduziert werden, was zu einer Kosten- und Gewichtsersparnis führt.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Gangwechsel bei einem automatisierten, unsynchronisierten Zahnräderwechselgetriebe eines Kraftfahrzeugs mit einer Druckölschmiereinrichtung nach dem nebengeordneten Anspruch 9 wird bei einer Hochschaltung von einem Ursprungsgang in einen Zielgang nach einem Auslegen des Ursprungsgangs ein Strömungsquerschnitt der Druckölschmiereinrichtung auf einer Druckseite einer Pumpe, welche form- oder kraftsschlüssig mit einer Eingangswelle des Zahnräderwechselgetriebes verbunden ist, verkleinert. Bei einer Hochschaltung muß die Getriebeeingangswelle auf eine Synchrondrehzahl des Zielganges, welche kleiner ist als die Drehzahl der Getriebeeingangswelle im Ursprungsgang, gebracht werden. Die Synchrondrehzahl ist dann erreicht, wenn ein Schaltelement des Zielgangs und ein Zahnrad des Zielgangs die gleiche oder nahezu die gleiche Drehzahl aufweisen. Durch die Verkleinerung des Strömungsquerschnitts steigt der Druck eines Schmieröls hinter der Pumpe an, womit sich das für die Pumpe aufzubringende Antriebsmoment und die Antriebsleistung erhöht. Damit sinkt eine Drehzahl der Getriebeeingangswelle schnell in Richtung Synchrondrehzahl ab. Die Drehzahldifferenz muß damit nicht vom Schaltelement aufgefangen werden. Das Auffangen der Drehzahldifferenz durch das Schaltelement würde ohne Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu einem Ruck im Kraftfahrzeug und zu einer starken Geräuschentwicklung führen. Der Zielgang ist somit komfortabel und nach kurzer Zeit einlegbar. Durch den Entfall des Auffangens steigt die Lebensdauer der Schaltelemente an bzw. kann das Schaltelement leichter und kostengünstiger ausgeführt werden. Ein Einlegen des Zielgangs nach kurzer Zeit ist besonders bei einer, als Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgasturbolader ausgeführten, Antriebsmaschine vorteilhaft. Bei solchen Antriebsmaschinen sinkt während des Schaltens ein Gasdurchsatz, wodurch eine Drehzahl des Abgasturboladers ebenfalls absinkt. Damit kann die Antriebsmaschine ein nach dem Gangwechsel angefordertes Drehmoment nur verzögert zur Verfügung stellen. Ist die Zeit bis zum Einlegen des Zielgangs kurz, so tritt keine Verzögerung auf.
• Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich für Einfach- und Mehrfachschaltungen anwenden.
• Unteranspruch 2 zeigt in Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 1 ein Zahnräderwechselgetriebe, bei welchem die Querschnittveränderungseinrichtung den Strömungsquerschnitt der Druckölschmiereinrichtung während Hochschaltungen von einem Ursprungsgang in einen Zielgang zur Verringerung einer Drehzahl der Getriebeeingangswelle verkleinert. Damit erhöhen sich das für die Pumpe aufzubringende Antriebsmoment und die Antriebsleistung. Eine Drehzahl der Getriebeeingangswelle sinkt damit schnell in Richtung Synchrondrehzahl ab. Der Zielgang ist somit komfortabel und schnell einlegbar. Die Zeitdauer der Hochschaltung ist sehr kurz und damit ist auch eine Unterbrechung einer Zugkraft an angetriebenen Rädern des Kraftfahrzeugs kurz. Die Pumpe in Verbindung mit der Querschnittveränderungseinrichtung wirkt damit als eine Zentralsynchronisiereinrichtung für Hochschaltungen. Die Synchronisierung bei Rückschaltungen kann bei geschlossener oder teilweise geschlossener Kupplung mittels der Antriebsmaschine erfolgen.
• Unteranspruch 3 zeigt in Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 1 ein Zahnräderwechselgetriebe, bei welchem die Querschnittveränderungseinrichtung an einem Ölverteilungskanal der Druckölschmiereinrichtung angeordnet ist. Der Ölverteilungskanal ist der Pumpe nachgeordnet. Mittels des Ölverteilungskanals wird das Schmieröl an die zu schmierenden Bauteile geführt. Dies führt zu einer besonders kostengünstigen Ausgestaltung des Zahnräderwechselgetriebes, da eine übliche Pumpe verwendet werden kann.
• Unteranspruch 5 zeigt in Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 1 ein Zahnräderwechselgetriebe, bei welchem die Querschnittveränderungseinrichtung über ein Stellglied verfügt, welches mittels einer Steuerungseinrichtung ansteuerbar ist und die Ansteuerung in Abhängigkeit von wenigstens einer Zustandsgröße des Kraftfahrzeugs und/oder des Zahnräderwechselgetriebes erfolgt. Das Stellglied kann beispielsweise als Elektromagnet, Schrittmotor, Magnetventil oder Hydraulikschieber ausgeführt sein. Die Ansteuerung kann beispielsweise in Abhängigkeit von einer Art der Schaltung (Zughoch-, Zugrück-, Schubhoch-, Schubrückschaltung), dem Ursprungs- oder Zielgang, einer Fahrzeugbeschleunigung, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einem von der Antriebsmaschine abgegebenen Drehmoment, einer Stellung eines Leistungsanforderungsglieds und/oder einer Drehzahl der Antriebsmaschine erfolgen. Dies ermöglicht einen besonders komfortablen Betrieb des Zahnräderwechselgetriebes, da ein Abbremsen der Getriebeeingangswelle ganz gezielt angesteuert werden kann.
• Unteranspruch 6 zeigt in Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 1 ein Zahnräderwechselgetriebe, bei welchem die Querschnittveränderungseinrichtung mittels einer Betätigungsvorrichtung betätigbar ist, mittels welcher auch Schaltelemente des Zahnräderwechselgetriebes betätigbar sind. Die Schaltelemente können beispielsweise als Schiebemuffen ausgeführt sein. Bei einem automatisierten Zahnräderwechselgetriebe werden die Schaltelemente mittels einer geeigneten Betätigungsvorrichtung, welche über von einer Steuerungseinrichtung angesteuerte Stellglieder verfügen, betätigt. Die Betätigungsvorrichtung kann beispielsweise über eine Schaltwalze oder über Schaltstangen verfügen. Dies stellt eine besonders kostengünstige Ausgestaltung dar, da keine zusätzlichen Stellglieder eingesetzt werden müssen.
• Unteranspruch 7 zeigt in Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 1 ein Zahnräderwechselgetriebe, bei welchem die Druckölschmiereinrichtung auf der Druckseite über eine Druckbegrenzungseinrichtung verfügt. Die Druckbegrenzungseinrichtung kann beispielsweise als ein Überdruckventil ausgeführt sein. Bei einem verkleinerten Strömungsquerschnitt auf der Druckseite der Pumpe ist der Druck des Schmieröls auf der Druckseite und damit das für die Pumpe aufzubringende Antriebsmoment stark von einer Antriebsdrehzahl der Pumpe abhängig. Verfügt die Druckölschmiereinrichtung über eine Druckbegrenzungseinrichtung so ist der Druck bei entsprechender Auslegung der Pumpe in weiten Drehzahlbereichen unabhängig der Antriebsdrehzahl. Damit sind Gangwechsel besser steuer - oder regelbar und ein komfortablerer Betrieb des Zahnräderwechselgetriebes ist gewährleistet.
• Unteranspruch 8 zeigt in Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 1 ein Zahnräderwechselgetriebe, bei welchem die Druckölschmiereinrichtung über wenigstens ein Wärmeaustauschelement verfügt. Das Wärmeaustauschelement kann beispielsweise als ein (Luft-)Kühler oder ein Wärmetauscher ausgeführt sein.
• Mittels des Wärmetauschers kann das Schmieröl mit Schmier- oder Kühlstoffen anderer Aggregate des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise Kühlflüssigkeit oder Schmieröl der Antriebsmaschine Wärme austauschen. Eine Temperatur des Zahnräderwechselgetriebes ist damit gezielt beeinflußbar. Bei einer niedrigen Temperatur des Zahnräderwechselgetriebes ist der Wirkungsgrad schlechter als in einem optimalen Temperaturbereich. Um bei einem Start des Kraftfahrzeugs den Wirkungsgrad des Zahnräderwechselgetriebes so schnell wie möglich zu erhöhen, kann in dieser Ausgestaltung die produzierte Wärme von anderen Aggregaten, wie beispielsweise der Antriebsmaschine, genutzt werden. Dies führt in vorteilhafter Weise zu einem geringen Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs. Auf der anderen Seite kann durch eine Kühlung des Schmiermittels gewährleistet werden, daß eine bestimmte Temperatur des Zahnräderwechselgetriebes nicht überschritten wird. Dies führt zu einer Verlängerung der Lebensdauer des Zahnräderwechselgetriebes.
• Unteranspruch 10 zeigt in Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 9 ein Verfahren zum Gangwechsel bei einem automatisierten, unsynchronisierten Zahnräderwechselgetriebe eines Kraftfahrzeugs, bei welchem eine zwischen einer Antriebsmaschine und dem Zahnräderwechselgetriebe angeordnete Kupplung zumindest zwischen dem Auslegen des Ursprungsgangs und einem Einlegen des Zielgangs zumindest teilweise geschlossen ist. Die Kupplung kann ganz oder nur teilweise geschlossen sein. Damit ist eine Ausgangswelle der Antriebsmaschine mit der Getriebeeingangswelle des Zahnräderwechselgetriebes verbunden. Bei einer Hochschaltung wird also durch die Verkleinerung des Strömungsquerschnitts auch eine Drehzahl der Antriebsmaschine verkleinert. Der Gangwechsel kann damit besonders schnell ablaufen.
• Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus weiteren Merkmalen der Unteransprüche, der Beschreibung und der Zeichnung hervor. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
• Fig. 1 eine schematische Darstellung eines in der Neutralstellung befindlichen Zahnräderwechselgetriebes mit 6 Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang.
• Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Druckölschmiereinrichtung mit einer Querschnittveränderungseinrichtung, einer Umgehungsleitung, einer Druckbegrenzungseinrichtung und einem Wärmeaustauschelement.
• Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Druckölschmiereinrichtung nach Fig. 2 mit einer Umgehungsleitung.
• Fig. 4 Betätigungsvorrichtung für Schaltelemente und ein Querschnittsveränderungseinrichtung mit einer Schaltwalze.
• Fig. 5 Schnitt durch eine Betätigungsvorrichtung für Schaltelemente und ein Querschnittsveränderungseinrichtung.
• Fig. 6 ein Blockschaltbild eines Steuerprogramms für eine Hochschaltung.
• Gemäß Fig. 1 verfügt ein Zahnräderwechselgetriebe 10 über eine Getriebeeingangswelle 11, welche über eine Kupplung 12 mit einer koaxial angeordneten Ausgangswelle 13 einer nicht dargestellten Antriebsmaschine koppelbar ist. Die Kupplung 12 kann mittels einer nicht dargestellten Betätigungseinrichtung, welche von einer Steuerungseinrichtung 34 angesteuert wird, ein- und ausgerückt werden. Ein Zahnrad 14 ist mit der Getriebeeingangswelle 11 verdrehfest verbunden und kämmt mit einem Zahnrad 15, welches mit einer, parallel zur Getriebeeingangswelle 11 angeordneten, Vorgelegewelle 16 verdrehfest verbunden ist. Auf der Vorgelegewelle 16 sind verdrehfest Festräder 17, 18, 19, 20 und 21 für den 6., 3., 4., 2. und 1. Gang angeordnet. Die Festräder 17, 18, 19, 20 und 21 kämmen jeweils mit zugehörigen Losrädern 22, 23, 24, 25 und 26, welche drehbar auf einer koaxial zur Getriebeeingangswelle 11 angeordneten Getriebeausgangswelle 27 angeordnet sind. Das Losrad 22 kann mit einer Schiebemuffe 28, die Losräder 23 und 24 mit einer Schiebemuffe 29, das Losrad 25 mit einer Schiebemuffe 30 und das Losrad 26 mit einer Schiebemuffe 31 verdrehfest mit der Getriebeausgangswelle 27 verbunden werden. Die Schiebemuffen 28, 29, 30, 31 können dazu mittels einer nicht dargestellten Betätigungseinrichtung, welche über ein von der Steuerungseinrichtung 34 angesteuertes Stellglied verfügt, auf der Getriebeausgangswelle 27 in gewissen Grenzen axial bewegt werden. Die Betätigungseinrichtung kann beispielsweise über eine Schaltwalze verfügen.
• Eine Pumpe 35 ist am kupplungsseitigen Ende 36 der Vorgelegewelle 16 koaxial zu dieser angeordnet und wird von der Vorgelegewelle 16 angetrieben. Eine Druckölschmiereinrichtung 37 verfügt über eine Saugseite 38, welche vor der Pumpe 35, und eine Druckseite 39, welche nach der Pumpe 35 angeordnet ist. Auf der Saugseite 38 saugt die Pumpe 35 über eine Saugleitung 40 Schmieröl aus einem Getriebesumpf 41, welcher am Boden eines nicht dargestellten Gehäuses des Zahnräderwechselgetriebes 10 angeordnet ist. Auf der Druckseite 39 schließt sich an die Pumpe 35 ein Ölverteilungskanal 42 an, mittels welchem das Schmieröl an zu schmierende Bauteile (Zahnrad 14, Losräder 22, 24) verteilt wird. An dem Ölverteilungskanal 42 ist eine Querschnittveränderungseinrichtung in Form eines Magnetventils 43 angeordnet, welches einen Elektromagnet 46 aufweist, der mittels der Steuerungseinrichtung 34 ansteuerbar ist. Mittels des Magnetventils 43 kann ein Strömungsquerschnitt des Ölverteilungskanals 42 verändert werden. Außerdem ist am Ölverteilungskanal 42 ein Wärmetauscher 44 angeordnet. Der Wärmetauscher 44 wird einerseits vom Schmieröl im Ölverteilungskanal 42 und andererseits von einer Kühlflüssigkeit der nicht dargestellten Antriebsmaschine im Kühlflüssigkeitskanal 45 durchströmt. Somit ist ein Wärmeaustausch zwischen dem Schmieröl und der Kühlflüssigkeit möglich.
• Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Druckölschmiereinrichtung 137. Die Druckölschmiereinrichtung 137 verfügt über eine Pumpe 135, welche von einer Getriebeeingangswelle 111 eines nicht dargestellten Zahnräderwechselgetriebes angetrieben wird. Die Druckölschmiereinrichtung 137 weist eine Saugseite 138, welche vor der Pumpe 135, und eine Druckseite 139 auf, welche nach der Pumpe 135 angeordnet ist. Auf der Saugseite 138 saugt die Pumpe 135 über eine Saugleitung 140 Schmieröl aus einem Getriebesumpf 141. Die Pumpe 135 fördert das Schmieröl auf der Druckseite in einen Ölverteilungskanal 142, an welchen eine Querschnittveränderungseinrichtung in Form einer verstellbaren Drossel 143 angeordnet ist. Mittels der Drossel 143 ist ein Strömungsquerschnitt des Ölverteilungskanals 142 veränderbar. Die Drossel 143 wird von einer nicht dargestellten Schaltwalze betätigt, welche auch die Schiebemuffen 28, 29, 30, 31 aus Fig. 1 betätigt. Nach der Drossel 143 endet der Ölverteilungskanal 142 bei dieser schematischen Darstellung in einem Schmierungssystem 146. In dem Schmierungssystem 146 sind alle Zuleitungen und Schmieröffnungen zur Verteilung des Schmieröls im Zahnräderwechselgetriebe zusammengefaßt. Aus dem Schmiersystem 146 läuft das Schmieröl über eine Ablaufleitung 147 in den Getriebesumpf 141 zurück.
• Die Drossel 143 ist mit einer Leitung 150 umgehbar, die vor der Drossel 143 vom Ölverteilungskanal 142 abzweigt und nach der Drossel 143 wieder in den Ölverteilungskanal 142 mündet. In der Leitung 150 ist eine Druckbegrenzungseinrichtung in Form eines Druckbegrenzungsventils 151 angeordnet. Wenn bei geschlossener Drossel 143 der Druck des Schmieröls zwischen Drossel 143 und Pumpe 135 einen Schwellwert überschreitet, dann öffnet das Überdruckventil 151 die Leitung 150 und Schmieröl kann in das Schmiersystem 146 abfließen. Fällt der Druck des Schmieröls wieder unter den Schwellwert, dann sperrt das Überdruckventil 151 die Leitung 150 wieder ab. Damit ist gewährleistet, daß der Druck des Schmieröls den Schwellwert nicht überschreitet. Mit der Wahl des Schwellwerts kann das maximale Antriebsdrehmoment der Pumpe 135 festgelegt werden.
• Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Druckölschmiereinrichtung 237. Die Druckölschmiereinrichtung 237 weist im Vergleich zu der Druckölschmiereinrichtung 137 aus Fig. 2 eine Umgehungsleitung 248 auf. Die Umgehungsleitung 248 zweigt vor einer Drossel 243 von einem Ölverteilungskanal 242 ab und mündet nach der Drossel 243 wieder in den Ölverteilungskanal 242. In der Umgehungsleitung 248 ist ein Ventil 249 angeordnet, mit welchem die Umgehungsleitung 248 geöffnet oder abgesperrt werden kann. Im nicht angesteuerten Zustand sperrt das Ventil 249 die Umgehungsleitung 248 ab. Das Ventil 249 wird ebenfalls von der nicht dargestellten Walze betätigt, mit welcher auch die Drossel 243 betätigt wird.
• Bei einer Hochschaltung wird die Drossel 243 geschlossen und das Ventil 249 hält die Umgehungsleitung abgesperrt. Damit steigt der Druck des Schmieröls hinter einer Pumpe 235 an. Bei einer Rückschaltung wird die Drossel 243 durch die Kopplung mit der Betätigungseinrichtung der Schaltelemente ebenfalls geschlossen. Da bei einer Rückschaltung eine Getriebeeingangswelle 211 beschleunigt werden muß, ist ein erhöhtes Antriebsmoment der Pumpe 235 nicht erwünscht. Aus diesem Grund wird mittels des Ventils 249 die Umgehungsleitung 248 geöffnet und das Schmieröl kann in Richtung eines Schmierungssystems 246 abströmen.
• Gemäß Fig. 4 verfügt eine Betätigungseinrichtung 360 über eine Schaltwalze 361. In die Schaltwalze 361 sind in an sich bekannter Weise Führungsbahnen 362, 363, 364, 365 eingebracht, mittels welchen die Schiebmuffen 28, 29, 30 und 31 aus Fig. 1 betätigt werden. Die Schaltwalze 361 ist mittels eines Elektromotors 366, welcher von der Steuerungseinrichtung 34 aus Fig. 1 angesteuert wird, um ihre Rotationsachse A-A drehbar.
• An einem Umfang der Schaltwalze 361 ist koaxial ein hauptsächlich hohlzylinderförmiger Konturring 367 angeordnet. Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch die Betätigungsvorrichtung 360 senkrecht zur Rotationsachse A-A, entlang der Schnittachse B-B. Am Umfang verfügt der Konturring 367 über mehrere Ausnehmungen 368. Die Ausnehmungen sind symmetrisch zur Schnittachse B-B und erstrecken sich über die gesamte axiale Ausdehnung des Konturrings 367. Gemäß Fig. 4 steht der Konturring 367 mittels einer Verbindungsstange 369, welche entlang der Schnittachse B- B angeordnet ist, mit einer Blende 343 in Wirkverbindung. Ein Ende 370 der Verbindungsstange 369 liegt auf dem Umfang des Konturrings 367; das andere Ende 371 der Verbindungsstange 369 liegt an einer unteren, kreisrunden Begrenzungsfläche 372 eines Blendenkörpers 373 an. An der entgegengesetzten Begrenzungsfläche 374 des Blendenkörpers 373 ist eine Feder 375 angeordnet, mittels welcher der Blendenkörper 373 und die Verbindungsstange 369 entlang der Schnittachse B-B gegen den Konturring 367 gedrückt werden. Der Blendenkörper 373 ist hauptsächlich zylindrisch und symmetrisch zur Schnittachse B-B ausgeführt und ist in einem Gehäuse 376 geführt. An einer Mantelfläche 377 verfügt der Blendenkörper 373 über eine umlaufende Ausnehmung 378.
• Die Blende 343 ist in einem Ölverteilungskanal 342 angeordnet. Mittels einer Verschiebung des Blendenkörpers 373 entlang der Schnittachse B-B kann der Strömungsquerschnitt des Ölverteilungskanals 342 verändert werden. Der Strömungsquerschnitt ist davon abhängig, ob und in welchem Maße das Schmieröl entlang der Ausnehmung 378 fließen kann. Die Stellung des Blendenkörpers 373 und damit der Strömungsquerschnitt wird von der radialen Ausdehnung des Konturrings 367 an der Stelle, an der das Ende 370 der Verbindungsstange 369 anliegt, bestimmt. In der in Fig. 4 gezeigten Stellung des Blendenkörpers 373 ist der Strömungsquerschnitt maximal.
• Fig. 5 zeigt einen Schnitt der Betätigungsvorrichtung 360 entlang der Schnittachse B-B. Am Umfang der Schaltwalze 361 sind Mitnehmerblättchen 379 angeordnet. Die Mitnehmerblättchen 379 sind um einen Befestigungspunkt 380 schwenkbar und werden von Federn 381 radial nach außen, gegen eine Innenfläche 382 des Konturrings 367 gedrückt. An der Innenfläche 382 sind Keile 383 angeordnet. Die Keile 383 sind so angeordnet, daß bei einer Drehung der Schaltwalze 361 im Uhrzeigersinn (Rückschaltung) die Mitnehmerblättchen 379 durch die Keile 383 gegen die Kraft der Federn 381 radial nach innen gedrückt werden. Der Konturring 367 bleibt also stehen. Bei einer Drehung gegen den Uhrzeigersinn (Hochschaltungen) stehen die Mitnehmerblättchen 379 an den Keilen 383 an und drehen die Konturscheibe 367 mit. Bei einer Drehung der Konturscheibe 367 gleitet das Ende 370 der Verbindungsstange 369 auf dem Umfang der Konturscheibe 369 und überträgt die Änderungen der radialen Ausdehnung der Konturscheibe 367 auf den Blendenkörper 373. Befindet sich das Ende 370 in einer Ausnehmung 368, so ist der Strömungsquerschnitt maximal.
• Die Funktion der Mitnehmerblättchen 379, der Federn 381 und der Keile 383 entsprechen der Funktionsweise eines an sich bekannten Freilaufs.
• In Fig. 6 ist ein Blockschaltbild eines Steuerprogramms für eine Hochschaltung um einen Gang von einem Ursprungsgang in einen Zielgang mit einer Betätigungseinrichtung 360 gemäß Fig. 4 und 5 und einer Druckölschmiereinrichtung 137 gemäß Fig. 2 dargestellt. Das Steuerprogramm wird von der Steuerungseinrichtung 34 aus Fig. 1 ausgeführt.
• In Block 401 wird das Steuerprogramm durch eine Hochschaltanforderung gestartet. Die Schaltanforderung wird entweder durch einen Fahrzeugführer mittels einer geeigneten Bedieneinrichtung oder durch die Steuerungseinrichtung 34 auf Grund von Zustandgrößen des Kraftfahrzeugs, wie zum Beispiel Geschwindigkeit, Beschleunigung oder Drehzahl der Antriebsmaschine, erzeugt.
• In Block 402 wird die Kupplung 12 geöffnet und das von der Antriebsmaschine zur Verfügung gestellte Drehmoment wird reduziert. In Block 403 wird durch eine Drehung der Schaltwalze 361 der Ursprungsgang ausgelegt. Durch ein weiteres Verdrehen der Schaltwalze 361 in Block 404 wird die Drossel 143 geschlossen. Auf Grund dessen steigt der Druck des Schmieröls auf der Druckseite 139 und das für die Pumpe 135 notwendige Antriebsmoment an. Dieses Antriebsmoment wirkt als ein Bremsmoment auf die Getriebeeingangswelle 111 und verzögert diese. In Block 405 wird geprüft, ob die Drehzahldifferenz zwischen der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 111 und der Synchrondrehzahl des Zielgangs einen Schwellwert unterschritten hat. Fällt die Prüfung negativ aus, so wird die Prüfung so lange wiederholt, bis ein positives Ergebnis vorliegt. In diesem Fall wird in Block 406 durch eine weitere Drehung der Schaltwalze 361 die Drossel 143 wieder geöffnet. In Block 407 wird die Schaltwalze 361 wiederum weiter gedreht und damit der Zielgang eingelegt. Anschließend wird in Block 408 die Kupplung wieder geschlossen und das zur Verfügung gestellte Drehmoment der Antriebsmaschine wird entsprechend der Vorgabe des Fahrzeugführers eingestellt. In Block 409 ist die Schaltung abgeschlossen.
• Das Zahnräderwechselgetriebe kann auch als ein Getriebe ausgeführt sein, bei welchem das Ein- und Auslegen der Gänge durch den Fahrzeugführer und nur die Betätigung der Kupplung durch Stellglieder erfolgt.
• Das Zahnräderwechselgetriebe kann auch als ein Getriebe mit Synchronisiereinrichtungen wie beispielsweise Synchronringen ausgeführt sein. In diesem Fall entlastet die Druckölschmiereinrichtung mit der Querschnittsveränderungseinrichtung die Synchronisiereinrichtungen und erhöht somit deren Lebensdauer.
• Das Ventil der Umgehungsleitung, mit welcher die Querschnittsveränderungseinrichtung umgehbar ist, kann auch von einem Stellglied, das von einer Steuerungseinrichtung angesteuert wird, betätigt werden.
• Bei einer Hochschaltung müssen nicht alle notwendigen Schritte hintereinander ausgeführt werden. Die Schritte können, wie beispielsweise das Öffnen der Kupplung und das Auslegen des Ursprungsgangs, auch parallel ausgeführt werden.
• Die Kupplung kann bei einer Hochschaltung auch ganz oder teilweise geschlossen bleiben. Damit kann gleichzeitig mit der Getriebeeingangswelle auch die Drehzahl der Antriebsmaschine verzögert werden.
• Bei einer Ansteuerung der Querschnittsveränderungseinrichtung durch eine Steuerungseinrichtung wird der Strömungsquerschnitt bei Hochschaltungen nur verengt, wenn dies aufgrund von Zustandsgrößen des Kraftfahrzeugs und/oder des Zahnräderwechselgetriebes erforderlich ist. Der Strömungsquerschnitt kann dann auch unterschiedlich stark verengt werden.
• Die Pumpe der Druckölschiereinrichtung kann das Schmieröl statt aus dem Getriebesumpf aus einem separaten Schmieröltank fördern.
• Bei den beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich nur um beispielhafte Ausgestaltungen. Eine Kombination der beschriebenen Merkmale für unterschiedliche Ausführungsformen ist ebenfalls möglich.

Claims (10)

1. Automatisiertes, unsynchronisiertes Zahnräderwechselgetriebe (10) für ein Kraftfahrzeug mit
einer Getriebeeingangswelle (11) und
einer Druckölschmiereinrichtung (37), welche über
eine Pumpe(35) verfügt, welche zumindest mittelbar von der Getriebeeingangswelle (11) antreibbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß,
die Druckölschmiereinrichtung (37) über eine Querschnittveränderungseinrichtung (43) verfügt, mittels welcher ein Strömungsquerschnitt der Druckölschmiereinrichtung (37) auf einer Druckseite (39) der Pumpe (35) veränderbar ist.

2. Zahnräderwechselgetriebe (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittveränderungseinrichtung (43) den Strömungsquerschnitt der Druckölschmiereinrichtung (37) während Hochschaltungen zur Verringerung einer Drehzahl der Getriebeeingangswelle (11) verkleinert.

3. Zahnräderwechselgetriebe (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittveränderungseinrichtung (43) an einem Ölverteilungskanal (42) der Druckölschmiereinrichtung (37) angeordnet ist.

4. Zahnräderwechselgetriebe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittveränderungseinrichtung (43) über ein Stellglied (46) verfügt, welches mittels einer Steuerungseinrichtung (43) ansteuerbar ist.

5. Zahnräderwechselgetriebe (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung in Abhängigkeit von wenigstens einer Zustandsgröße des Kraftfahrzeugs und/oder des Zahnräderwechselgetriebes (10) erfolgt.

6. Zahnräderwechselgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittveränderungseinrichtung (343) mittels einer Betätigungsvorrichtung (360) betätigbar ist, mittels welcher auch Schaltelemente (28, 29, 30, 31) des Zahnräderwechselgetriebes (10) betätigbar sind.

7. Zahnräderwechselgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckölschmiereinrichtung (137) auf der Druckseite (139) über eine Druckbegrenzungseinrichtung (151) verfügt.

8. Zahnräderwechselgetriebe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckölschmiereinrichtung (37) über wenigstens ein Wärmeaustauschelement (44) verfügt.

9. Verfahren zum Gangwechsel bei einem automatisierten, unsynchronisierten Zahnräderwechselgetriebe (10) eines Kraftfahrzeugs mit einer Druckölschmiereinrichtung (37), bei welchem bei einer Hochschaltung von einem Ursprungsgang in einen Zielgang nach einem Auslegen des Ursprungsgangs ein Strömungsquerschnitt der Druckölschmiereinrichtung (37) auf einer Druckseite (39) einer Pumpe (35), welche form- oder kraftsschlüssig mit einer Eingangswelle (11) des Zahnräderwechselgetriebes (10) verbunden ist, verkleinert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen einer Antriebsmaschine und dem Zahnräderwechselgetriebe (10) angeordnete Kupplung (12) zumindest zwischen dem Auslegen des Ursprungsgangs und einem Einlegen des Zielgangs zumindest teilweise geschlossen ist.