DE102022207638A1

DE102022207638A1 - Kraftfahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE102022207638A1
Application number: DE102022207638.9A
Authority: DE
Inventors: Martin DANKESREITER; Thomas Oberbuchner; Michael Haas
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-07-11
Filing date: 2022-07-26
Publication date: 2024-01-11
Anticipated expiration: 2042-07-27
Also published as: WO2024013078A1; DE102022207638B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein lastschaltbares Getriebe (17), umfassend eine erste Stirnradstufe (26), eine zweite Stirnradstufe (27) und eine dritte Stirnradstufe (28) sowie ein erstes Schaltelement (B), ein zweites Schaltelement (C) und ein drittes Schaltelement (A). Bei der ersten Stirnradstufe (26) ist ein erstes Stirnrad (31) drehbar auf einer ersten Eingangswelle (20) gelagert und über das erste Schaltelement (B) drehfest mit der ersten Eingangswelle (20) verbindbar, wobei das erste Stirnrad (31) mit einem zweiten Stirnrad (32) im Zahneingriff steht, welches auf einer Ausgangswelle (18) angeordnet und mit einem dritten Stirnrad (33) gekoppelt ist, das der zweiten Stirnradstufe (27) zugeordnet ist. Der dritten Stirnradstufe (28) sind ein viertes Stirnrad (34) und ein fünftes Stirnrad (35) zugeordnet, die miteinander im Zahneingrifft stehen und von denen das vierte Stirnrad (34) auf der ersten Eingangswelle (20) sowie das fünfte Stirnrad (35) auf der Ausgangswelle (18) angeordnet ist. Die erste Eingangswelle (20) und die Ausgangswelle (18) sind durch Betätigung des zweiten Schaltelements (C) über die dritte Stirnradstufe (28) miteinander koppelbar. Zudem ist das dritte Stirnrad (33) drehfest auf einer zweiten Eingangswelle (21) platziert, während das zweite Stirnrad (32) drehbar auf der Ausgangswelle (18) gelagert und über das dritte Schaltelement (A) drehfest mit der Ausgangswelle (18) verbindbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein lastschaltbares Getriebe für ein in Gruppenbauweise ausgeführtes Kraftfahrzeuggetriebe, umfassend eine Antriebswelle, eine erste Eingangswelle, eine zweite Eingangswelle und eine Ausgangswelle, wobei ein erstes Lastschaltelement vorgesehen ist, über welches die erste Eingangswelle mit der Antriebswelle koppelbar ist, wobei ein zweites Lastschaltelement vorgesehen ist, über das die zweite Eingangswelle mit der Antriebswelle koppelbar ist, wobei eine erste Stirnradstufe, eine zweite Stirnradstufe und eine dritte Stirnradstufe sowie ein erstes Schaltelement, ein zweites Schaltelement und ein dritte Schaltelement vorgesehen sind, wobei bei der ersten Stirnradstufe ein erstes Stirnrad drehbar auf der ersten Eingangswelle gelagert und über das erste Schaltelement drehfest mit der ersten Eingangswelle verbindbar ist, wobei das erste Stirnrad mit einem zweiten Stirnrad im Zahneingriff steht, welches auf der Ausgangswelle angeordnet und mit einem dritten Stirnrad gekoppelt ist, das der zweiten Stirnradstufe zugeordnet ist, wobei der dritten Stirnradstufe ein viertes Stirnrad und ein fünftes Stirnrad zugeordnet sind, die miteinander im Zahneingrifft stehen und von denen das vierte Stirnrad auf der ersten Eingangswelle sowie das fünfte Stirnrad auf der Ausgangswelle angeordnet ist, und wobei die ersten Eingangswelle und die Ausgangswelle bei Betätigung des zweiten Schaltelements über die dritte Stirnradstufe miteinander gekoppelt sind. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Gruppengetriebe, einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, ein landwirtschaftliches oder kommunales Nutzfahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes.
Bei landwirtschaftlichen oder kommunalen Nutzfahrzeugen und hier insbesondere Ackerschleppern sind aufgrund des breiten Aufgabenfeldes üblicherweise unterschiedliche Fahrbereiche darzustellen, was bei einem Kraftfahrzeuggetriebe eines derartigen Nutzfahrzeuges eine große Spreizung zwischen einer langsamsten und einer schnellsten Gangstufe notwendig macht. Des Weiteren müssen bei einem Kraftfahrzeuggetriebe eines derartigen Nutzfahrzeuges üblicherweise kleine geometrische Stufensprünge zwischen den einzelnen Gangstufen realisiert werden, so dass in Kombination mit der großen Spreizung eine hohe Anzahl an Gängen darzustellen ist. Um diese große Anzahl an Gängen mit einem vertretbaren Aufwand verwirklichen zu können, werden Kraftfahrzeuggetriebe für landwirtschaftliche oder kommunale Nutzfahrzeuge häufig in Gruppenbauweise ausgeführt.
Zumeist setzt sich ein derartiges Kraftfahrzeuggetriebe dabei aus mehreren Getriebegruppen zusammen, wobei hierbei häufig eine Stufen- oder Hauptgruppe, eine der Stufen- oder Hauptgruppe vor- oder nachgeschaltete Splitgruppe, zum Teil eine üblicherweise nachgeschaltete Bereichsgruppe und häufig auch eine Wendegruppe sowie eine Kriechganggruppe vorgesehen sind. Über die Hauptgruppe wird hierbei die Gangfolge des Kraftfahrzeuggetriebes vorgegeben, wobei diese über die vor- und/oder nachgeschalteten, weiteren Getriebegruppen je nach hier geschalteten Übersetzungen entsprechend beeinflusst wird. Teilweise werden eine Splitgruppe und eine Hauptgruppe eines derartigen Kraftfahrzeuggetriebes lastschaltbar gestaltet, um die im laufenden Arbeitseinsatz des Nutzfahrzeuges zumeist nur in der Splitgruppe und der Hauptgruppe vorzunehmenden Gangwechsel unter Last und damit mit hohem Komfort durchführen zu können.
So offenbart die EP 2 916 044 A1 ein in Gruppenbauweise ausgeführtes Kraftfahrzeuggetriebe, welches für die Anwendung bei einem landwirtschaftlichen Nutzfahrzeug, wie einem Ackerschlepper, vorgesehen ist. Das Kraftfahrzeuggetriebe setzt sich dabei aus mehreren Getriebegruppen zusammen, von denen eine als nach Art eines Doppelkupplungsgetriebes ausgeführtes Getriebe realisiert ist. Diese Getriebegruppe weist zwei achsparallel zueinander liegende Eingangswellen auf, denen jeweils je ein Lastschaltelement zugeordnet ist. Dabei kann die einzelne Eingangswelle durch Betätigung des je zugehörigen Lastschaltelements mit einer gemeinsamen Antriebswelle gekoppelt werden, die gleichzeitig auch eine Abtriebswelle eines dem Getriebe vorgeschalteten Mehrstufengetriebe bildet. Beiden Eingangswellen sind mehrere Stirnradstufen zugeordnet, die durch selektive Betätigung zugehöriger Schaltelemente in einen Kraftfluss eingebunden werden können und dadurch jeweils eine Koppelung der zugehörigen Eingangswelle mit einer Ausgangswelle des Getriebes unter Darstellung eines je zugeordneten Übersetzungsverhältnisses bewirken. Losräder der Stirnradstufen sind dabei jeweils auf den Eingangswellen drehbar gelagert und können dort durch Schließen des jeweils zugehörigen Schaltelements festgesetzt werden, während Festräder drehfest auf der Ausgangswelle platziert sind. Dabei steht das einzelne Festrad gleichzeitig mit je zwei Losrädern im Zahneingriff, so dass jeweils zwei Stirnradstufen axial in einer Radebene angeordnet sind.
Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein lastschaltbares Getriebe zu schaffen, welches sich durch einen kompakten Aufbau und einen niedrigen Herstellungsaufwand auszeichnet und bei dem gleichzeitig eine möglichst hohe Anzahl an unterschiedlichen Gängen schaltbar ist.
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein in Gruppenbauweise ausgeführtes Kraftfahrzeuggetriebe, bei welchem eine Getriebegruppe in Form eines erfindungsgemäßen Getriebes vorliegt, ist ferner Gegenstand der Ansprüche 13 und 14. Ferner betrifft Anspruch 15 einen Kraftfahrzeugantriebsstrang für ein landwirtschaftliches oder kommunales Nutzfahrzeug, während Anspruch 16 ein landwirtschaftliches oder kommunales Nutzfahrzeug zum Gegenstand hat. Schließlich betrifft noch Anspruch 17 ein Verfahren zum Betreiben eines lastschaltbaren Getriebes.
Gemäß der Erfindung umfasst ein lastschaltbares Getriebe eine Antriebswelle, eine erste Eingangswelle, eine zweite Eingangswelle und eine Ausgangswelle. Dabei ist ein erstes Lastschaltelement vorgesehen, über welches die erste Eingangswelle mit der Antriebswelle gekoppelt werden kann, wobei zudem ein zweites Lastschaltelement vorgesehen ist, über das die zweite Eingangswelle mit der Antriebswelle koppelbar ist. Des Weiteren sind eine erste Stirnradstufe, eine zweite Stirnradstufe und eine dritte Stirnradstufe sowie ein erstes Schaltelement, ein zweites Schaltelement und ein drittes Schaltelement vorgesehen, wobei bei der ersten Stirnradstufe ein erstes Stirnrad drehbar auf der ersten Eingangswelle gelagert ist und über das erste Schaltelement drehfest mit der ersten Eingangswelle verbunden werden kann. Das erste Stirnrad steht mit einem zweiten Stirnrad im Zahneingriff, welches auf der Ausgangswelle angeordnet und mit einem dritten Stirnrad gekoppelt ist, das der zweiten Stirnradstufe zugeordnet ist. Zudem sind der dritten Stirnradstufe ein viertes Stirnrad und ein fünftes Stirnrad zugeordnet, die miteinander im Zahneingrifft stehen und von denen das vierte Stirnrad auf der ersten Eingangswelle sowie das fünfte Stirnrad auf der Ausgangswelle angeordnet ist. Dabei sind die ersten Eingangswelle und die Ausgangswelle bei Betätigung des zweiten Schaltelements über die dritte Stirnradstufe miteinander gekoppelt.
Unter einer „Welle“, wie insbesondere der Antriebswelle, der ersten Eingangswelle, der zweiten Eingangswelle und der Ausgangswelle, ist im Sinne der Erfindung ein rotierbares Bauteil des lastschaltbaren Getriebes zu verstehen, über welches eine Kraftflussführung zwischen Komponenten ggf. bei gleichzeitiger Betätigung eines entsprechenden Lastschaltelements bzw. Schaltelements vorgenommen werden kann. Die jeweilige Welle kann Komponenten des Getriebes dabei axial oder radial oder auch sowohl axial und radial miteinander verbinden. So kann die jeweilige Welle auch als Zwischenstück vorliegen, über welches eine jeweilige Komponente zum Beispiel radial angebunden wird. Zudem kann die jeweilige Welle als einstückiges Bauteil ausgeführt sein oder mehrteilig vorliegen, indem sich die jeweilige Welle aus mehreren drehfest miteinander verbundenen Wellenteilen zusammensetzt. Alternativ oder ergänzend dazu kann die einzelne Welle als Vollwelle, als Hohlwelle oder abschnittsweise als Voll- und abschnittsweise als Hohlwelle gestaltet sein.
Mit „axial“ ist im Sinne der Erfindung eine Orientierung in Richtung einer Längsmittelachse des lastschaltbaren Getriebes gemeint, parallel zu welcher Rotationsachsen von rotierbaren Komponenten des Getriebes, wie insbesondere der Wellen und der Stirnräder, angeordnet sind. Unter „radial“ ist dann eine Orientierung in Durchmesserrichtung einer jeweiligen rotierbaren Komponente, insbesondere einer jeweiligen Welle oder eines jeweiligen Stirnrades, zu verstehen.
Bei dem lastschaltbaren Getriebe kann die Antriebswelle über zwei Lastschaltelemente jeweils drehfest mit je einer Eingangswelle gekoppelt werden. Dabei koppelt das erste Lastschaltelement im betätigten Zustand die Antriebswelle mit einer ersten Eingangswelle, wohingegen durch Schließen des zweiten Lastschaltelements eine Koppelung zwischen der Antriebswelle und einer zweiten Eingangswelle hergestellt wird. Zwischen den Eingangswellen und der gemeinsamen Ausgangswelle sind mehrere Stirnradstufen vorgesehen, die dafür vorgesehen sind, im Einzelnen oder auch in Kombination miteinander jeweils eine Koppelung der jeweiligen Eingangswelle mit der Ausgangswelle herstellen können.
Insofern setzt sich das erfindungsgemäße, lastschaltbare Getriebe aus zwei Teilgetrieben zusammen, welche jeweils je eine Eingangswelle aufweisen. Die einzelne Eingangswelle kann dabei durch selektive Betätigung der Schaltelemente unter Darstellung unterschiedlicher Gänge mit der Ausgangswelle gekoppelt werden, wobei für die Darstellung des einzelnen Ganges dabei jeweils eine selektive Betätigung der Schaltelemente und eine entsprechende Kraftflussführung über mindestens eine der Stirnradstufen stattfindet. Durch zusätzlich Betätigung des zugehörigen Lastschaltelements kann die zugehörige Eingangswelle des jeweiligen Teilgetriebes zudem mit der Antriebswelle gekoppelt werden, so dass letztendlich die Antriebswelle mit der in dem jeweiligen Gang definierten Übersetzung mit der Ausgangswelle gekoppelt ist.
Dabei wird die Lastschaltbarkeit des Getriebes dadurch erreicht, dass im geschalteten Zustand eines Ist-Ganges in dem einen Teilgetriebe bei einem anstehenden Wechsel in einen darüber oder darunter liegenden Soll-Gang dieser Soll-Gang in dem jeweils anderen Teilgetriebe vorgewählt wird, indem durch Betätigung der dem Soll-Gang zugeordneten Schaltelemente bereits die Abtriebswelle mit der Eingangswelle des jeweils anderen Teilgetriebes gekoppelt wird. Der letztendliche Gangwechsel wird dann durch Umschalten zwischen den Lastschaltelementen vorgenommen, was unter Last und damit im Wesentlichen ohne Unterbrechung einer Zugkraft durchgeführt werden kann. Dementsprechend ist eine Darstellung der Gänge hinsichtlich der Gangfolge alternierend auf die beiden Teilgetriebe verteilt, so dass im Zuge einer aufeinanderfolgenden Schaltung der Gänge des Getriebes stets unter Last durch Umschalten zwischen den Lastschaltelementen zwischen benachbart liegenden Gängen gewechselt werden kann.
Im Sinne der Erfindung setzt sich eine „Stirnradstufe“ aus zwei Stirnrädern zusammen, die dabei ständig miteinander im Zahneingriff stehen. Dabei kann ein Stirnrad gleichzeitig auch Bestandteil von zwei Stirnradstufen sein, indem dieses Stirnrad gleichzeitig mit zwei, unterschiedlichen Stirnradstufen zugeordneten Stirnrädern kämmt. Besonders bevorzugt sind bei dem erfindungsgemäßen lastschaltbaren Getriebe zwischen den Eingangswellen und der Ausgangswelle genau drei Stirnradstufen in Form der ersten Stirnradstufe, der zweiten Stirnradstufe und der dritten Stirnradstufe vorgesehen, wobei aber ggf. eine oder mehrere weitere Stirnradstufen jeweils zwischen je einer der Eingangswellen und der Ausgangswelle angeordnet sein können. Im Rahmen der Erfindung kann außerdem ein drehfest mit einer jeweiligen Welle verbundenes Stirnrad als separates und drehfest auf der jeweiligen Welle befestigtes Stirnrad oder aber als einstückig mit der jeweiligen Welle ausgestaltetes Stirnrad vorliegen.
Unter einem „Lastschaltelement“ ist im Sinne der Erfindung ein unter Last schaltbares Schaltelement zu verstehen, so dass das jeweilige Lastschaltelement bei Betätigung auch unter Last, d.h. bei Übertragung eines Drehmoments, eine drehfeste Verbindung der hieran unmittelbar angebundenen Komponenten des Getriebes herbeiführen kann. So ist das erste Lastschaltelement dafür vorgesehen, die erste Eingangswelle und die Antriebswelle bei Betätigung miteinander zu koppeln, wobei diese Koppelung dabei unter Last vorgenommen werden kann. Das zweite Lastschaltelement ist dafür ausgestaltet, bei Betätigung eine Koppelung zwischen der zweiten Eingangswelle und der Antriebswelle herbeizuführen, wobei auch dies unter Last durchgeführt werden kann.
Hingegen liegen das erste Schaltelement, das zweite Schaltelement und das dritte Schaltelement als Schaltelemente vor, die bei Betätigung jeweils eine jeweilige drehfeste Verbindung zwischen den hieran unmittelbar angebundenen Komponenten des Getriebes herbeiführen, wobei dies dabei nicht unter Last möglich sein muss. Insofern können auch das erste Schaltelement, das zweite Schaltelement und das dritte Schaltelement als lastschaltbare Schaltelemente ausgestaltet sein, wobei dies aber für die Funktion des lastschaltbaren Getriebes nicht zwangsweise notwendig ist. So sind das erste Schaltelement, das zweite Schaltelement und das dritte Schaltelement bevorzugt als nicht lastschaltbare Schaltelemente ausgestaltet. Bevorzugt sind bei dem erfindungsgemäßen Getriebe neben den beiden Lastschaltelement genau drei weitere Schaltelemente in Form des ersten Schaltelements, des zweiten Schaltelements und des dritten Schaltelements vorgesehen. Sind allerdings neben der ersten Stirnradstufe, der zweiten Stirnradstufe und der dritten Stirnradstufe noch eine oder mehrere weitere Stirnradstufen zwischen einer der Eingangswellen und der Ausgangswelle angeordnet, so ist der jeweiligen weiteren Stirnradstufe insbesondere je ein weiteres Schaltelement zugeordnet.
Bei Betätigung des ersten Schaltelements wird das erste Stirnrad drehfest mit der ersten Eingangswelle verbunden, wobei das erste Stirnrad als Losrad drehbar auf der ersten Eingangswelle gelagert ist und ständig mit dem zweiten Stirnrad kämmt, welches auf der Ausgangswelle und damit koaxial zu der Ausgangswelle platziert ist. Das zweite Stirnrad ist zudem mit dem dritten Stirnrad gekoppelt, wobei im Sinne der Erfindung dabei unter eine Koppelung des zweiten Stirnrades mit dem dritten Stirnrad zu verstehen ist, dass das zweite Stirnrad und das dritte Stirnrad nicht unabhängig voneinander rotieren können, sondern Rotationen des zweiten Stirnrades und des dritten Stirnrades mit einem festen Drehzahlverhältnis stattfinden. Das dritte Stirnrad ist dabei zudem der zweiten Stirnradstufe zugeordnet.
Ferner setzt sich die dritte Stirnradstufe aus dem vierten Stirnrad und dem fünften Stirnrad zusammen, wobei die beiden Stirnräder dabei permanent miteinander kämmen und das vierte Stirnrad auf der ersten Eingangswelle und damit koaxial zu dieser platziert ist, während das fünfte Stirnrad auf der Ausgangswelle und damit koaxial zu der Ausgangswelle angeordnet ist. Durch Schließen des zweiten Schaltelements führen das vierte Stirnrad und das fünfte Stirnrad eine Koppelung der ersten Eingangswelle mit der Ausgangswelle herbei.
Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass das dritte Stirnrad drehfest auf der zweiten Eingangswelle platziert ist, während das zweite Stirnrad drehbar auf der Ausgangswelle gelagert und über das dritte Schaltelement drehfest mit der Ausgangswelle verbindbar ist. Mit anderen Worten ist also das dritte Stirnrad als Festrad permanent drehfest mit der zweiten Eingangswelle verbunden, wohingegen das zweite Stirnrad als Losrad drehbar gelagert auf der Ausgangswelle vorgesehen ist. Das dritte Schaltelement sorgt dann bei Betätigung für eine drehfeste Verbindung des zweiten Stirnrades mit der Ausgangswelle, so dass das zweite Stirnrad und die Ausgangswelle in der Folge gemeinsam rotieren.
Eine derartige Ausgestaltung eines lastschaltbaren Getriebes hat dabei den Vorteil, dass durch die drehfeste Anordnung des dritten Stirnrades auf der zweiten Eingangswelle und die Ausführung des zweiten Stirnrades als drehbar auf der Ausgangswelle gelagertes Losrad in Kombination mit der drehbaren Lagerung des ersten Stirnrades auf der ersten Eingangswelle mehrere unterschiedliche Kraftflussführungen über diese Stirnräder mit einer niedrigen Anzahl an Schaltelementen verwirklicht werden können. Denn durch Betätigen des dritten Schaltelements kann in Zusammenspiel mit einer gleichzeitigen Betätigung des je zugehörigen Lastschaltelements sowie ggf. des ersten Schaltelements eine direkte Kraftflussführung von der jeweiligen Eingangswelle auf die Ausgangswelle vorgenommen werden. Außerdem findet aber im betätigten Zustand des zweiten Lastschaltelements und damit bei Führung des Kraftflusses über die zweite Eingangswelle durch Zusammenspiel des ersten Stirnrades, des zweiten Stirnrades und des dritten Stirnrades eine Kraftflussführung auf die erste Eingangswelle statt, von welcher ausgehend über die dritte Stirnradstufe eine Übersetzung auf die Ausgangswelle möglich ist. Insgesamt lässt sich dadurch mit einer niedrigeren Anzahl an Stirnradstufen und Schaltelementen eine hohe Anzahl an unterschiedlichen Gängen realisieren, wodurch sich das erfindungsgemäße Getriebe durch einen niedrigen Herstellungsaufwand und einen kompakten Aufbau auszeichnet.
So können bei dem erfindungsgemäßen Getriebe vier unterschiedliche Gänge zwischen der Antriebswelle und der Ausgangswelle geschaltet werden: ein erster Gang wird dabei zwischen der Antriebswelle und Ausgangswelle geschaltet, indem das erste Lastschaltelement sowie das erste Schaltelement und das dritte Schaltelement geschlossen werden. Dadurch findet eine Kraftflussführung über die Antriebswelle auf die erste Eingangswelle statt, von welcher der Kraftfluss dann über die erste Stirnradstufe auf die Ausgangswelle geführt wird.
Für eine Schaltung eines zweiten Ganges zwischen der Antriebswelle und der Ausgangswelle wird dann das zweite Lastschaltelement geschlossen sowie das dritte Schaltelement betätigt. Dies hat zur Folge, dass der Kraftfluss über die Antriebswelle auf die zweite Eingangswelle und hiervon ausgehend über die zweite Stirnradstufe auf die Ausgangswelle geführt wird.
Zur Darstellung eines dritten Ganges zwischen der Antriebswelle und der Ausgangswelle werden dann das erste Lastschaltelement sowie das zweite Schaltelement geschlossen, wodurch eine Kraftflussführung von der Antriebswelle auf die erste Eingangswelle stattfindet, wobei der Kraftfluss dann im Weiteren über die dritte Stirnradstufe auf die Ausgangswelle geführt wird.
Schließlich wird noch ein vierter Gang zwischen der Antriebswelle und der Ausgangswelle geschaltet, indem das zweite Lastschaltelement geschlossen wird und gleichzeitig ein Schließen des ersten Schaltelements und des zweiten Schaltelements vorgenommen wird. Dadurch wird der Kraftfluss ausgehend von der Antriebswelle auf die zweite Eingangswelle geführt, wobei als Besonderheit dann ausgehend von der zweiten Eingangswelle über die zweite Stirnradstufe und die erste Stirnradstufe eine Kraftflussführung auf die erste Eingangswelle stattfindet, die über die dritte Stirnradstufe mit der Ausgangswelle gekoppelt ist. Dementsprechend findet im vierten Gang eine Kraftflussführung von der zweiten Eingangswelle über die zweite Stirnradstufe, die erste Stirnradstufe und schließlich die dritte Stirnradstufe auf die Ausgangswelle statt. Da hierbei die Stirnradstufen und auch Schaltelemente der anderen Gänge genutzt werden, lässt sich der niedrige Herstellungsaufwand und kompakte Aufbau des erfindungsgemäßen Getriebes realisieren.
Ein aufeinanderfolgendes Schalten zwischen den Gängen lässt sich jeweils unter Last durchführen, so dass die Gänge bei Gangwechseln entsprechend der Gangfolge lastschaltbar sind. So kann ein Wechsel von dem ersten Gang in den zweiten Gang unter Last stattfinden, indem lediglich eine Lastübergabe von dem ersten Lastschaltelement auf das zweite Lastschaltelement vollzogen wird, da in beiden Gängen jeweils das dritte Schaltelement betätigt ist. Nach der erfolgten Schaltung in den zweiten Gang kann das erste Schaltelement dann in einen geöffneten Zustand überführt werden.
Eine Rückschaltung von dem zweiten Gang in den ersten Gang kann ebenfalls unter Last vollzogen werden. Dazu wird im geschalteten Zustand des zweiten Ganges und bei Kraftflussführung über die zweite Eingangswelle die Rückschaltung vorbereitet, indem das erste Schaltelement zusätzlich zum dritten Schaltelement betätigt wird. Anschließend muss dann für die Rückschaltung erneut lediglich zwischen den beiden Lastschaltelementen umgeschaltet werden, indem das zweite Lastschaltelement geöffnet und das erste Lastschaltelement geschlossen wird.
Neben der Rückschaltung unter Last von dem zweiten Gang in den ersten Gang kann zudem auch unter Last in den darüber liegenden, dritten Gang geschaltet werden, wozu auch diese Hochschaltung vor dem eigentlichen Umschalten zwischen den Lastschaltelemente vorbereitet wird. Dabei wird das zweite Schaltelement zusätzlich zu dem dritten Schaltelement betätigt und anschließend die Lastübergabe von dem zweiten Lastschaltelement auf das erste Lastschaltelement vollzogen, indem das zweite Lastschaltelement geöffnet und anschließend das erste Lastschaltelement geschlossen wird. Im Anschluss daran kann das dritte Schaltelement dann geöffnet werden.
Umgekehrt kann eine Rückschaltung von dem dritten Gang in den zweiten Gang unter Last vorgenommen werden, indem bei geschaltetem, dritten Gang zunächst zusätzlich zum zweiten Schaltelement eine Betätigung des dritten Schaltelements vorgenommen wird. Die eigentliche Rückschaltung wird dann vorgenommen, indem das erste Lastschaltelement geöffnet und das zweite Lastschaltelement geschlossen wird, wodurch der zweite Gang geschaltet ist. Daraufhin kann dann das zweite Schaltelement geöffnet werden.
Schließlich wird noch die Hochschaltung von dem dritten Gang in den vierten Gang dadurch verwirklicht, dass im geschalteten Zustand des dritten Ganges vorbereitend für die eigentliche Hochschaltung zusätzlich zum zweiten Schaltelement noch das erste Schaltelement geschlossen wird, wobei im Anschluss dann die eigentliche Hochschaltung durch Öffnen des ersten Lastschaltelements und Schließen des zweiten Lastschaltelements durchgeführt wird. Für die Rückschaltung aus dem vierten Gang in den dritten Gang ist hingegen lediglich ein Umschalten zwischen den Lastschaltelementen vorzunehmen und anschließend das erste Schaltelement zu öffnen.
Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung entspricht ein über die erste Stirnradstufe zwischen der ersten Eingangswelle und der Ausgangswelle dargestelltes Übersetzungsverhältnis im Wesentlichen einem über die zweite Stirnradstufe zwischen der zweiten Eingangswelle und der Ausgangswelle dargestellten Übersetzungsverhältnis. Ein Übersetzungsverhältnis, welches bei Kraftflussführung von der ersten Eingangswelle auf die Ausgangswelle über die erste Stirnradstufe alleine dargestellt wird, entspricht also weitestgehend einem Übersetzungsverhältnis, das bei einer lediglich über die zweite Stirnradstufe vorgenommenen Kraftflussführung von der zweiten Eingangswelle auf die Ausgangswelle realisiert wird. Dies hat den Vorteil, dass sich Übersetzungen der beiden Stirnradstufen bei einer Koppelung der beiden Eingangswellen über die erste Stirnradstufe und die zweite Stirnradstufe gegenseitig weitestgehend aufheben. Im vierten Gang des Getriebes hat dies zur Folge, dass bei der Koppelung der zweiten Eingangswelle mit der Ausgangswelle über die zweite Stirnradstufe, die erste Stirnradstufe und die dritte Stirnradstufe somit lediglich das durch die dritte Stirnradstufe definierte Übersetzungsverhältnis zum Tragen kommt.
Dass sich das über die erste Stirnradstufe dargestellte Übersetzungsverhältnis und das über die zweite Stirnradstufe dargestellte Übersetzungsverhältnis „im Wesentlichen“ entsprechen, bedeutet im Sinne der Erfindung das es hier nur zu einer geringfügigen und zu vernachlässigenden Abweichung zwischen diesen Übersetzungsverhältnissen kommt. So weichen insbesondere die eingangswellenseitigen Stirnräder der ersten Stirnradstufe und der zweiten Stirnradstufe von ihren Zähnezahlen her nur durch einige wenige Zähne ab, während ausgangswellenseitig bevorzugt eine konstante Zähnezahl vorgesehen ist.
Gemäß einer Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist die Antriebswelle achsversetzt zu der ersten Eingangswelle und der zweiten Eingangswelle platziert, wobei die Antriebswelle über eine vierte Stirnradstufe mit einer ersten Zwischenwelle gekoppelt ist, die koaxial zu der ersten Eingangswelle angeordnet ist und durch Betätigen des ersten Lastschaltelements drehfest mit der ersten Eingangswelle verbunden werden kann. Zudem ist die Antriebswelle über eine fünfte Stirnradstufe mit einer zweiten Zwischenwelle gekoppelt, die koaxial zu der zweiten Eingangswelle angeordnet ist und durch Betätigen des zweiten Lastschaltelements drehfest mit der zweiten Eingangswelle in Verbindung gebracht werden kann. In diesem Fall liegt also die gemeinsame Antriebswelle sowohl achsversetzt zu der ersten Eingangswelle, als auch der zweiten Eingangswelle, wobei die Antriebswelle permanent mit Zwischenwellen gekoppelt ist, die jeweils je einer der Eingangswellen zugeordnet sind und dabei mit der je einen Eingangswelle durch Schließen des jeweils zugehörigen Last Schaltelements drehfest verbunden werden können. Die Koppelung der Antriebswelle mit der jeweiligen Zwischenwelle ist dabei über je eine zugehörige Stirnradstufe permanent vollzogen.
Insbesondere ist die vierte Stirnradstufe durch zwei Stirnräder gebildet, die miteinander im Zahneingriff stehen und von denen eines drehfest auf der Antriebswelle und eines drehfest auf der ersten Zwischenwelle platziert ist. Ebenso ist die fünfte Stirnradstufe durch zwei Stirnräder gebildet, die miteinander im Zahneingriff stehen und von denen eines drehfest auf der Antriebswelle und eines drehfest auf der zweiten Zwischenwelle platziert ist. Hierdurch kann eine geeignete Koppelung der Antriebswelle mit den beiden Zwischenwellen realisiert werden. Alternativ zu der vorgenannten Ausführung, bei welcher die vierte Stirnradstufe und die fünfte Stirnradstufe durch je zwei zugehörige Stirnräder gebildet sind, kann aber auch auf der Antriebswelle ein gemeinsames Stirnrad der vierten Stirnradstufe und der fünften Stirnradstufe drehfest platziert sein, welches gleichzeitig sowohl mit einem drehfest auf der ersten Zwischenwelle vorgesehenen Stirnrad kämmt, als auch mit einem drehfest auf der zweiten Zwischenwelle angeordneten Stirnrad im Zahneingriff steht. In beiden Fällen weicht ein Übersetzungsverhältnis, welches die vierte Stirnradstufe bei Kraftflussführung von der Antriebswelle auf die erste Zwischenwelle definiert, von einem Übersetzungsverhältnis ab, das die fünfte Stirnradstufe bei Koppelung der Antriebswelle mit der zweiten Zwischenwelle darstellt.
Alternativ dazu wäre es bei einer achsversetzten Anordnung der Antriebswelle zu beiden Eingangswellen aber auch denkbar, dass zwei Zwischenwellen koaxial zu der Antriebswelle angeordnet sind, wobei die einzelne Zwischenwelle über das je zugehörige Lastschaltelement jeweils drehfest mit Antriebswelle verbunden werden kann sowie über je eine Stirnradstufe mit der jeweils zugehörigen Eingangswelle gekoppelt ist.
Es ist eine alternative Ausführungsform der Erfindung, dass die Antriebswelle koaxial zu einer der Eingangswelle angeordnet ist und durch Betätigen des zugehörigen Lastschaltelements drehfest mit dieser Eingangswelle verbunden werden kann, wobei die Antriebswelle über eine vierte Stirnradstufe und eine fünfte Stirnradstufe mit einer Zwischenwelle gekoppelt ist, die koaxial zu der anderen Eingangswelle angeordnet ist und durch Betätigen des der anderen Eingangswelle zugeordneten Lastschaltelements drehfest mit der anderen Eingangswelle in Verbindung gebracht werden kann. In diesem Fall liegt die Antriebswelle also koaxial zu einer der Eingangswellen, so dass ein Schließen des zugehörigen Lastschaltelements eine drehfeste Verbindung der Antriebswelle mit dieser Eingangswelle zur Folge hat. Hingegen wird bei Betätigung des anderen Lastschaltelements eine Koppelung der anderen Eingangswelle mit der Antriebswelle dargestellt, indem die andere Eingangswelle über das zugehörige Lastschaltelement drehfest mit einer Zwischenwelle verbunden wird, welche über eine vierte Stirnradstufe und eine fünfte Stirnradstufe mit der Antriebswelle gekoppelt ist. Besonders bevorzugt ist die Antriebswelle dabei koaxial zu der zweiten Eingangswelle platziert und kann durch Schließen des zweiten Lastschaltelements drehfest mit der zweiten Eingangswelle in Verbindung gebracht werden, während die Zwischenwelle koaxial zu der ersten Eingangswelle angeordnet und durch Schließen des ersten Lastschaltelements drehfest mit der ersten Eingangswelle verbunden werden kann.
In Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform ist ein Stirnrad der vierten Stirnradstufe drehfest auf der Antriebswelle angeordnet und kämmt mit einem Stirnrad, welches gleichzeitig mit einem Stirnrad der fünften Stirnradstufe im Zahneingrifft steht, wobei das Stirnrad der fünften Stirnradstufe drehfest auf der Zwischenwelle angeordnet ist. Somit weisen die vierte Stirnradstufe und die fünfte Stirnradstufe ein gemeinsames Stirnrad auf, welches zum einen mit dem drehfest auf der Antriebswelle angeordneten Stirnrad sowie zum anderen mit dem drehfest auf der Zwischenwelle platzierten Stirnrad jeweils im Zahneingriff steht. Hierdurch kann eine Koppelung der Antriebswelle mit der Zwischenwelle mit einer niedrigen Anzahl an Stirnrädern über die beiden Stirnradstufen vollzogen werden. Alternativ dazu können die vierte Stirnradstufe und die fünfte Stirnradstufe aber auch jeweils zwei Stirnräder aufweisen, wobei das drehfest auf der Antriebswelle angeordnete Stirnrad der vierten Stirnradstufe mit einem Stirnrad kämmt, welches drehfest mit einem Stirnrad der fünften Stirnradstufe verbunden ist, wobei dieses Stirnrad der fünften Stirnradstufe dann wiederum mit dem drehfest auf der Zwischenwelle vorgesehenen Stirnrad der fünften Stirnradstufe im Zahneingriff steht.
Bevorzugt ist die jeweilige Zwischenwelle bei den vorgenannten Varianten zumindest abschnittsweise als Hohlwelle ausgeführt, die axial überdeckend mit und radial umliegend zu der je zugehörigen Eingangswelle angeordnet und durch Betätigen des je zugehörigen Lastschaltelements drehfest mit der je zugehörigen Eingangswelle verbunden werden kann. Insbesondere liegt die jeweilige Zwischenwelle dabei vollständig als Hohlwelle vor.
Alternativ zu der vorgenannten Weiterbildung ist die jeweilige Zwischenwelle axial neben der je zugehörigen Eingangswelle liegend angeordnet und kann durch Betätigen des je zugehörigen Lastschaltelements drehfest mit der je zugehörigen Eingangswelle verbunden werden kann. Bevorzugt liegt die jeweilige Zwischenwelle bei dieser Variante zumindest an einer der jeweiligen Eingangswelle zugwandten Stirnseite oder komplett als Vollwelle vor.
Es ist eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, dass das vierte Stirnrad drehbar auf der ersten Eingangswelle gelagert ist und durch Betätigung des zweiten Schaltelements drehfest mit der ersten Eingangswelle verbunden werden kann, während das fünfte Stirnrad drehfest auf der Ausgangswelle platziert ist. In diesem Fall ist also bei der dritten Stirnradstufe das vierte Stirnrad als Losrad drehbar auf der ersten Eingangswelle gelagert, während das fünfte Stirnrad als Festrad drehfest auf der Ausgangswelle angeordnet ist. Ein Betätigen des zweiten Schaltelements hat dann eine drehfeste Verbindung des vierten Stirnrades mit der ersten Eingangswelle zur Folge. Im Rahmen Erfindung könnte der Aufbau der dritten Stirnradstufe aber auch genau gespiegelt sein, indem das vierte Stirnrad als Festrad drehfest auf der Eingangswelle angeordnet ist, während das fünfte Stirnrad als Losrad drehbar auf der Ausgangswelle gelagert und dort durch Betätigen des zweiten Schaltelements festgesetzt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind das erste Stirnrad, das zweite Stirnrad und das dritte Stirnrad axial in einer Ebene angeordnet, wobei das zweite Stirnrad sowohl mit dem ersten Stirnrad, als auch dem dritten Stirnrad jeweils kämmt. In diesem Fall ist das zweite Stirnrad also sowohl Teil der ersten Stirnradstufe, als auch der zweiten Stirnradstufe. Dadurch lässt sich ein axial kompakter Aufbau des lastschaltbaren Getriebes verwirklichen sowie der Herstellungsaufwand aufgrund der niedrigen Anzahl an Stirnrädern reduzieren. Prinzipiell wäre es im Rahmen der Erfindung aber auch denkbar, dass ein weiteres Stirnrad drehbar auf der Ausgangswelle gelagert ist, welches drehfest mit dem zweiten Stirnrad verbunden und gemeinsam mit diesem über das dritte Schaltelement an der Ausgangswelle festgesetzt werden kann, wobei dieses weitere Stirnrad dann mit dem dritten Stirnrad im Zahneingriff steht.
In Weiterbildung der Erfindung ist das einzelne Lastschaltelement als kraftschlüssiges Schaltelement ausgeführt, insbesondere als nass- oder trockenlaufendes Reibschaltelement. Dadurch kann die Koppelung der jeweiligen Eingangswelle mit der Antriebswelle problemlos unter Last vollzogen werden. Hierbei kommt auch eine Ausführung als Lamellenkupplung infrage.
Entsprechend einer Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist das einzelne Schaltelement als formschlüssiges Schaltelement ausgestaltet, insbesondere als unsynchronisiertes Klauenschaltelement. Dies hat den Vorteil, dass das einzelne Schaltelement somit in seinem geöffneten Zustand für keine oder nur geringe Schleppverluste sorgt, was den Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Getriebes verbessert. Alternativ zu einer Ausführung als unsynchronisiertes Klauenschaltelement könnte das einzelne Schaltelement aber auch als Sperrsynchronisation verwirklicht sein. Ferner komm prinzipiell auch eine Ausführung einzelner oder mehrerer der Schaltelemente als kraftschlüssige Schaltelemente und hier insbesondere als Lamellenschaltelemente in Betracht.
Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeuggetriebe für ein landwirtschaftliches oder kommunales Nutzfahrzeug, wobei sich dieses Kraftfahrzeuggetriebe dabei aus mehreren Getriebegruppen zusammensetzt und dementsprechend in Gruppenbauweise ausgeführt ist. Dabei bildet ein Getriebe, welches entsprechend einer oder mehrerer der vorgenannten erfindungsgemäßen Varianten ausgestaltet ist, eine dieser Getriebegruppen.
Insbesondere bildet das gemäß einer oder mehrerer der vorgenannten Varianten ausgeführte Getriebe einer Hauptgruppe des Kraftfahrzeuggetriebes, wobei an der Antriebswelle eine Koppelung mit einer vorgeschalteten, weiteren Getriebegruppe vorgenommen ist. Bei dieser weiteren Getriebegruppe handelt es sich dabei insbesondere um eine Splitgruppe und hierbei besonders bevorzugt um eine lastschaltbare Splitgruppe. Weiter bevorzugt ist an der Ausgangswelle des erfindungsgemäßen Getriebes eine Koppelung zu einem Differentialradsatz hergestellt, über welchen entweder als Querdifferential eine Verteilung auf Antriebsräder einer Antriebsachse oder als Längsdifferential eine Verteilung auf mehrere Antriebsachsen vorgenommen werden kann. Durch Kombination des erfindungsgemäßen, lastschaltbaren Getriebes mit einer vorgeschalteten, lastschaltbaren Splitgruppe kann somit ggf. ein lastschaltbares Kraftfahrzeuggetriebe verwirklicht werden. Alternativ dazu kann das gemäß einer oder mehrerer der vorgenannten Varianten ausgeführte Getriebe aber auch als PTO - Getriebe in einem Gruppenbauweise ausgeführten Kraftfahrzeuggetriebe zur Anwendung kommen, wobei es sich bei dem Kraftfahrzeuggetriebe dann insbesondere um ein Landmaschinengetriebe handelt.
Weiter alternativ kann das gemäß einer oder mehrerer der vorgenannten Varianten ausgeführte Getriebe auch alleine oder in Kombination mit weiteren Getrieben als Kraftfahrzeuggetriebe Anwendung bei einem PKW oder LKW finden.
Gegenstand der Erfindung ist zudem ein Kraftfahrzeugantriebsstrang, in welchem ein vorgenanntes Kraftfahrzeuggetriebe nach einer oder mehrerer der vorstehend beschriebenen Varianten vorgesehen ist. Eine Antriebsseite dieses Kraftfahrzeuggetriebes, bevorzugt die Antriebswelle einer antriebseitig vorgesehenen Getriebegruppe, wie einer Splitgruppe, ist hierbei mit einer vorgeschalteten Antriebsmaschine permanent gekoppelt, bei welcher es sich insbesondere um eine Brennkraftmaschine handelt. Zwischenliegend ist hierbei insbesondere ein Torsionsschwingungsdämpfer vorgesehen. Allerdings kann zwischen der vorgeschalteten Antriebsmaschine und der jeweils antriebseitig vorgesehenen Getriebegruppe des Kraftfahrzeuggetriebes auch eine Trennkupplung platziert sein, mittels welcher die antriebseitig vorgesehene Getriebegruppe und damit das Kraftfahrzeuggetriebe von der Antriebsmaschine entkoppelt werden kann.
Wie bereits vorstehend beschrieben, ist das Kraftfahrzeuggetriebe bevorzugt innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges abtriebsseitig über ein zwischenliegendes Differentialgetriebe permanent mit mindestens einer Antriebsachse der Landmaschinen gekoppelt. Dabei kann eine Antriebsachse permanent mit einer Abtriebsseite des Kraftfahrzeuggetriebes gekoppelt sein, während eine weitere Antriebsachse nur durch Betätigung einer Trennkupplung zuschaltbar ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein landwirtschaftliches oder kommunales Nutzfahrzeug, bei welchem es sich besonders bevorzugt um einen Ackerschlepper handelt. Dabei umfasst dieses Nutzfahrzeug einen Kraftfahrzeugantriebsstrang gemäß einer oder mehrerer der vorgenannten Varianten. Alternativ kann ein vorgenannter Kraftfahrzeugantriebsstrang aber auch bei einer Arbeitsmaschine vorgesehen sein.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugantriebsstranges eines landwirtschaftlichen Nutzfahrzeuges;
2 eine schematische Detailansicht des Kraftfahrzeugantriebsstranges aus 1, gezeigt im Bereich eines Kraftfahrzeuggetriebes;
3 eine schematische Einzelansicht eines lastschaltbaren Getriebes des Kraftfahrzeuggetriebes aus 2, entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
4 ein beispielhaftes Schaltschema des lastschaltbaren Getriebes aus 3;
5 bis 8 schematische Einzelansichten des lastschaltbaren Getriebes aus 3, gezeigt in unterschiedlichen Schaltzuständen; und
9 bis 11 je eine schematische Einzelansicht je eines lastschaltbaren Getriebes gemäß jeweils einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung.

Aus 1 geht eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 eines landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugs hervor, bei welchem es sich bevorzugt um einen Ackerschlepper handelt. Der Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 umfasst eine Antriebsmaschine 2, welche als Brennkraftmaschine ausgeführt ist und der in dem Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 ein Kraftfahrzeuggetriebe 3 nachgeschaltet ist.
In dem Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 sind ferner zwei Antriebsachsen 4 und 5 vorgesehen, die jeweils über je zwei Antriebsrädern 6 und 7 bzw. 8 und 9 verfügen. Der Antriebsachse 5 ist hierbei ein Differentialgetriebe 10 zugeordnet, welches als Querdifferential eine eingeleitete Antriebsleistung ggf. unter Ausgleich von Drehzahldifferenzen auf die beiden Antriebsräder 8 und 9 verteilt. Das Differentialgetriebe 10 ist dabei mit dem vorgeschalteten Kraftfahrzeuggetriebe 3 verbunden, wobei das Differentialgetriebe 10 dabei mit dem Kraftfahrzeuggetriebe 3 in einem gemeinsamen Gehäuse zusammengefasst sein kann.
Abgesehen von dem Differentialgetriebe 10 kann das Kraftfahrzeuggetriebe 3 abtriebsseitig noch mit einem Differentialgetriebe 11 der Antriebsachse 4 in Verbindung gebracht werden, wobei diese Verbindung hierbei insbesondere gezielt getrennt werden kann. Bei hergestellter Verbindung wird dann eine zum Differentialgetriebe 11 geführte Antriebsleistung ggf. unter Ausgleich von Drehzahldifferenzen auf die beiden Antriebsräder 6 und 7 verteilt. Bevorzugt handelt es sich dabei bei der Antriebsachse 4 um eine Vorderachse der Landmaschine, während die Antriebsachse 5 als Hinterachse der Landmaschinen vorliegt.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils des Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 aus 1 im Bereich der Antriebsmaschine 2 und des Kraftfahrzeuggetriebes 3. Wie hierbei zu erkennen ist, ist die Antriebsmaschine 2 mit einer Antriebswelle 12 einer lastschaltbaren Getriebegruppe 13 des Kraftfahrzeuggetriebes 3 verbunden, wobei an der Antriebswelle 12 dabei zudem eine Hydraulikpumpe 14 angebunden ist. Bei der lastschaltbaren Getriebegruppe 13 handelt es sich dabei um eine lastschaltbare Splitgruppe des Kraftfahrzeuggetriebes 3, wobei die Getriebegruppe 13 zudem an einer Abtriebswelle 15 mit einer weiteren Getriebegruppe 16 in Form eines Getriebes 17 gekoppelt ist, welches ebenfalls lastschaltbar ausgestaltet ist. Dabei steht das Getriebe 17 an einer Ausgangswelle 18 innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 aus 1 mit dem nachgeschalteten Differentialgetriebe 10 in Verbindung. Aufgrund des Aufbaus des Kraftfahrzeuggetriebes 3 aus den Getriebegruppen 13 und 16 ist das Kraftfahrzeuggetriebe 3 in Gruppenbauweise ausgeführt.
In 3 ist eine schematische Einzelansicht des Getriebes 17 dargestellt, wobei das Getriebe 17 hierbei entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung ausgestaltet ist. Bei dem Getriebe 17 ist koaxial zu der Ausgangswelle 18 eine Antriebswelle 19 des Getriebes 17 angeordnet, wobei diese Antriebswelle 19 dabei gleichzeitig auch die Abtriebswelle 15 der dem Getriebe 17 im Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 vorgeschalteten Getriebegruppe 13 bildet. Dementsprechend ist an der Antriebswelle 19 permanent eine Koppelung zu der vorgeschalteten Getriebegruppe 13 hergestellt.
Ferner verfügt das Getriebe 17 noch über zwei Eingangswellen 20 und 21, die achsversetzt zu der Ausgangswelle 18 und der Antriebswelle 19 und auch zueinander platziert sind. Koaxial zu der Eingangswelle 20 ist ferner eine Zwischenwelle 22 angeordnet, während koaxial zu der Eingangswelle 21 eine Zwischenwelle 23 vorgesehen ist. Während die Antriebswelle 19, die Ausgangswelle 18 und die beiden Eingangswellen 20 und 21 im Wesentlichen jeweils als Vollwellen ausgeführt sind, liegen die beiden Zwischenwellen 22 und 23 als Hohlwellen vor. Die Zwischenwelle 22 ist dabei axial überdeckend mit der Eingangswelle 20 sowie radial umliegend zu dieser angeordnet, wohingegen die Zwischenwelle 23 axial überdeckend mit der Eingangswelle 21 und radial umliegend zu dieser platziert ist.
Wie in 3 zu erkennen ist, sind bei dem Getriebe 17 zwei Lastschaltelemente 24 und 25 vorgesehen, welche jeweils als kraftschlüssige Schaltelemente in Form von nass- oder trockenlaufenden Reibschaltelementen ausgeführt sind. Dabei sorgt das Lastschaltelement 24 im geschlossenen Zustand für eine drehfeste Verbindung der Eingangswelle 20 mit der Zwischenwelle 22, wobei diese Verbindung über das Lastschaltelement 24 dabei unter Last und bei vorherrschenden Drehzahldifferenzen zwischen der Eingangswelle 20 und der Zwischenwelle 22 herbeigeführt werden kann. Beim Schließen verbindet das Lastschaltelement 25 die Eingangswelle 21 drehfest mit der Zwischenwelle 23, wobei auch dies unter Last und vorhandenen Drehzahldifferenzen zwischen der Eingangswelle 21 und der Zwischenwelle 23 durchgeführt werden kann.
Ferner weist das Getriebe 17 noch mehrere Stirnradstufen 26, 27, 28, 29 und 30 sowie Schaltelemente A, B und C auf. Die Stirnradstufe 26 ist dabei durch ein Stirnrad 31 und ein mit dem Stirnrad 31 im Zahneingriff stehendes Stirnrad 32 gebildet, wobei das Stirnrad 31 drehbar auf der Eingangswelle 20 gelagert ist, während das Stirnrad 32 drehbar gelagert auf der Ausgangswelle 18 angeordnet ist. Das Stirnrad 32 ist dabei zugleich auch Teil der Stirnradstufe 27, indem das Stirnrad 32 neben dem Stirnrad 31 auch noch mit einem Stirnrad 33 kämmt und mit diesem die Stirnradstufe 27 bildet. Das Stirnrad 33 ist dabei drehfest auf der Eingangswelle 21 platziert. In der Folge sind die Stirnradstufe 26 und die Stirnradstufe 27 axial in einer Ebene angeordnet. Zudem weisen das Stirnrad 31 und das Stirnrad 33 im Wesentlichen dieselben Zähnezahlen auf, wodurch eine zwischen der Eingangswelle 20 und der Ausgangswelle 18 über die Stirnradstufe 26 definierte Übersetzung weitestgehend einer Übersetzung entspricht, die über die Stirnradstufe 27 zwischen der Eingangswelle 21 und der Ausgangswelle 18 definiert wird.
Die Stirnradstufe 28 setzt sich aus zwei Stirnrädern 34 und 35 zusammen, die miteinander im Zahneingriff stehen und von denen das Stirnrad 34 axial benachbart zu dem Stirnrad 31 drehbar auf der Eingangswelle 20 gelagert ist, während das Stirnrad 35 axial benachbart zu dem Stirnrad 32 drehfest auf der Ausgangswelle 18 angeordnet ist.
Bei der Stirnradstufe 29 sind zwei Stirnräder 36 und 37 vorgesehen, die permanent miteinander kämmen. Hierbei ist das Stirnrad 36 drehfest auf der Zwischenwelle 22 platziert und das Stirnrad 37 drehfest auf der Antriebswelle 19 angeordnet, so dass die Antriebswelle 19 und die Zwischenwelle 22 über die Stirnradstufe 29 ständig miteinander gekoppelt sind. Ebenso ist auch über die Stirnradstufe 30 eine permanente Koppelung der Antriebswelle 19 mit der Zwischenwelle 23 realisiert, indem sich die Stirnradstufe 30 aus zwei ständig miteinander kämmenden Stirnrädern 38 und 39 zusammensetzt, von denen das Stirnrad 38 drehfest auf der Zwischenwelle 23 und das Stirnrad 39 drehfest auf der Antriebswelle 19 angeordnet ist.
Die Schaltelemente A, B und C sind jeweils als formschlüssige Einzelschaltelemente ausgestaltet, wobei das einzelne Schaltelement A bzw. B bzw. C dabei insbesondere als unsynchronisiertes Klauenschaltelement vorliegt. Hierbei ist das Schaltelement A koaxial zu der Ausgangswelle 18 angeordnet und sorgt im geschlossenen Zustand für eine drehfeste Verbindung des Stirnrades 32 mit der Ausgangswelle 18. In der Folge ist die Eingangswelle 21 über die Stirnradstufe 27 mit der Ausgangswelle 18 gekoppelt. Für die Überführung in den geschlossenen Zustand ist dem Schaltelement A ein Koppelelement 40 in Form einer Schiebemuffe zugeordnet, welche über einen zugehörigen Stellaktuator 41 aus einer Neutralstellung in eine den geschlossenen Zustand des Schaltelements A darstellende Schaltstellung bewegt werden kann.
Die Schaltelemente B und C sind koaxial zu der Eingangswelle 20 angeordnet, wobei das Schaltelement B in seinem geschlossenen Zustand das Stirnrad 31 drehfest mit der Eingangswelle 20 verbindet. Dadurch ist die Eingangswelle 20 über die Stirnradstufen 26 und 27 mit der Eingangswelle 21 gekoppelt. Ist zudem gleichzeitig zu dem Schaltelement B auch das Schaltelement A in seinen geschlossenen Zustand überführt, so ist die Eingangswelle 20 über die Stirnradstufe 26 mit der Ausgangswelle 18 gekoppelt. Auch dem Schaltelement B ist ein Koppelelement 42 in Form einer Schiebemuffe zugeordnet, wobei das Koppelelement 42 über einen zugeordneten Stellaktuator 43 gezielt aus einer Neutralstellung in eine Schaltstellung bewegt werden kann, in welcher das Koppelelement 42 den geschlossenen Zustand des Schaltelements B hervorruft.
In seinem geschlossenen Zustand verbindet das Schaltelement C das Stirnrad 34 drehfest mit der Eingangswelle 20, was dementsprechend auch eine Koppelung der Eingangswelle 20 mit der Ausgangswelle 18 über die Stirnradstufe 28 zur Folge hat. Der geschlossene Zustand des Schaltelements C kann dabei über ein zugeordnetes Koppelelement 44 hervorgerufen werden, welches zu diesem Zweck aus einer Neutralstellung in eine Schaltstellung überführt wird. Diese Bewegung des Koppelelements 44 zwischen der Neutralstellung und der Schaltstellung wird dabei über einen Stellaktuator 45 erzeugt. Die Stellaktuatoren 41, 43 und 45 der Schaltelemente A, B und C werden insbesondere automatisch über ein - vorliegend nicht weiter gezeigtes - Getriebesteuergerät des Getriebes 17 angesteuert, so dass ein Schließen der Schaltelemente A, B und C automatisch vorgenommen wird. Ebenso werden auch die beiden Lastschaltelemente 24 und 25 automatisch über dieses Getriebesteuergerät betätigt.
Die Stirnradstufe 30 ist axial benachbart zu der über die Antriebswelle 19 vorgenommenen Anbindung des Getriebes 17 an die Getriebegruppe 13 platziert, wobei axial hierauf dann zunächst die Stirnradstufe 29, dann die Stirnradstufen 26 und 27 in einer Ebene und schließlich die Stirnradstufe 28 folgen. Die beiden Lastschaltelemente 24 und 25 sind axial im Wesentlichen auf einer Höhe angeordnet und liegen axial zwischen der Stirnradstufe 29 einerseits sowie den Stirnradstufen 26 und 27 andererseits. Zudem sind die Schaltelemente A, B und C axial zwischen den Stirnradstufen 26 und 27 einerseits sowie der Stirnradstufe 28 andererseits platziert, wobei die Schaltelemente A und B dabei axial im Wesentlichen auf derselben Höhe sowie axial benachbart zu den Stirnradstufen 26 und 27 vorgesehen sind.
Mittels des Getriebes 17 können vier unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse als Gänge G1 bis G4 zwischen der Antriebswelle 19 und der Ausgangswelle 18 dargestellt werden, wobei eine Schaltung dieser Gänge G1 bis G4 dabei tabellarisch in 4 gezeigt ist. In dieser Tabelle ist dabei für die Lastschaltelemente 24 und 25 sowie die Schaltelemente A, B und C mit einem x ein jeweils geschlossener Zustand sowie mit einem o ein jeweils geöffneter Zustand angedeutet. Dagegen bedeutet x/o je nach Gangvorwahl einen geschlossenen oder geöffneten Zustand des jeweiligen Schaltelements A bzw. B bzw. C. Wie zudem der Tabelle aus 4 zu entnehmen ist, sind die Lastschaltelemente 24 und 25 bei der Darstellung der Gänge G1 bis G4 wechselseitig betätigt, wodurch eine aufeinanderfolgende Schaltung der Gänge G1 bis G4 unter Last nach Art eines Doppelkupplungsgetriebes darstellbar ist.
Wie in 4 zu erkennen ist, wird der erste Gang G1 zwischen der Antriebswelle 19 und der Ausgangswelle 18 geschaltet, indem das Lastschaltelement 24 sowie die Schaltelemente A und B jeweils geschlossen werden. Dadurch wird der Kraftfluss ausgehend von der Antriebswelle 19 über die Stirnradstufe 29 auf die Zwischenwelle 22 und die hiermit drehfest verbundene Eingangswelle 20 geführt, von welcher ausgehend dann eine weitere Führung über die Stirnradstufe 26 auf die Ausgangswelle 18 stattfindet. Der geschaltete Zustand des ersten Ganges G1 und die zugehörige Kraftflussführung ist hierbei in 5 gezeigt.
Zur Darstellung des zweiten Ganges G2 sind hingegen, wie der Tabelle in 4 zu entnehmen ist, das Lastschaltelement 25 und das Schaltelement A zu schließen. Dies hat die in 6 gezeigte Kraftflussführung zur Folge, bei welcher der Kraftfluss ausgehend von der Antriebswelle 19 über die Stirnradstufe 30 auf die Zwischenwelle 23 geführt wird, die über das Lastschaltelement 25 drehfest mit der Eingangswelle 21 verbunden ist. Von der Eingangswelle 21 findet dann über die Stirnradstufe 27 eine weitere Kraftflussführung auf die Ausgangswelle 18 statt.
Der dritte Gang G3 wird durch Schließen des Lastschaltelement 24 und des Schaltelements C dargestellt, wobei der geschaltete Zustand und die zugehörige Kraftflussführung des dritten Ganges G3 hierbei in 7 angedeutet ist. Wie hier zu erkennen ist, wird dabei der Kraftfluss ausgehend von der Antriebswelle 19 über die Stirnradstufe 29 auf die Zwischenwelle 22 und damit auch auf die über das Lastschaltelement 24 drehfest hiermit verbundene Eingangswelle 20 geführt, wobei ausgehend von der Eingangswelle 20 dann eine weitere Kraftflussführung über die Stirnradstufe 28 auf die Ausgangswelle 18 vollzogen wird.
Schließlich wird noch der vierte Gang G4 zwischen der Antriebswelle 19 und der Ausgangswelle 18 geschaltet, indem das Lastschaltelement 25 sowie die Schaltelemente B und C jeweils geschlossen werden. Dadurch wird der Kraftfluss ausgehend von der Antriebswelle 19 über die Stirnradstufe 30 auf die Zwischenwelle 23 geführt, welche über das Lastschaltelement 25 drehfest mit der Eingangswelle 21 verbunden ist. Als Besonderheit findet im vierten Gang G4 dann eine weitere Kraftflussführung über die beiden Stirnradstufen 27 und 26 auf die Eingangswelle 20 und im Weiteren über die Stirnradstufe 28 auf die Ausgangswelle 18 statt. Da die Stirnräder 31 und 33 im Wesentlichen dieselben Zähnezahlen aufweisen, heben sich die Übersetzungen der Stirnradstufen 26 und 27 bei der Übertragung der Drehbewegung von der Eingangswelle 21 auf die Eingangswelle 20 gegenseitig weitestgehend auf. Die Kraftflussführung ist hierbei in 8 gezeigt.
Ein aufeinanderfolgendes Schalten zwischen den Gängen G1 bis G4 ist hierbei jeweils ohne Zugkraftunterbrechung möglich, indem im aktuell geschalteten Zustand des jeweiligen Ist-Ganges und vor dem eigentlichen Schalten in den folgenden Soll-Gang ein Vorwählen des Soll-Ganges ggf. durch entsprechende Betätigung des hieran beteiligten Schaltelements vorgenommen und der eigentliche Gangwechsel dann nur noch durch Umschalten zwischen den Lastschaltelementen vollzogen wird.
So kann ein Wechsel von dem ersten Gang G1 in den zweiten Gang G2 unter Last stattfinden, indem lediglich eine Lastübergabe von dem Lastschaltelement 24 auf das Lastschaltelement 25 durchgeführt wird, da in beiden Gängen jeweils das Schaltelement A betätigt ist. Nach der erfolgten Schaltung in den zweiten Gang G2 kann das Schaltelement B dann in einen geöffneten Zustand überführt werden.
Eine Rückschaltung von dem zweiten Gang G2 in den ersten Gang G1 kann ebenfalls unter Last vollzogen werden. Dazu wird im geschalteten Zustand des zweiten Ganges G2 die Rückschaltung vorbereitet, indem das Schaltelement B zusätzlich zum Schaltelement A betätigt und anschließend für die eigentliche Rückschaltung von dem Lastschaltelement 25 auf das Lastschaltelement 24 umgeschaltet wird, indem das Lastschaltelement 25 geöffnet und darauffolgend das Lastschaltelement 24 geschlossen wird.
Neben der Rückschaltung in den ersten Gang G1 kann zudem von dem zweiten Gang G2 auch unter Last in den darüber liegenden, dritten Gang G3 geschaltet werden, wozu auch diese Hochschaltung vor dem eigentlichen Umschalten zwischen den Lastschaltelemente 24 und 25 vorbereitet wird. Dabei wird das Schaltelement C zusätzlich zu dem Schaltelement A betätigt und anschließend die Lastübergabe von dem Lastschaltelement 25 auf das Lastschaltelement 24 vollzogen, indem das Lastschaltelement 25 geöffnet und anschließend das Lastschaltelement 24 geschlossen wird. Im Anschluss daran kann das Schaltelement A dann geöffnet werden.
Umgekehrt kann eine Rückschaltung von dem dritten Gang G3 in den zweiten Gang G2 unter Last vorgenommen werden, indem bei geschaltetem, dritten Gang G3 zunächst zusätzlich zum Schaltelement C eine Betätigung des Schaltelements A vorgenommen wird. Die eigentliche Rückschaltung wird dann vorgenommen, indem das Lastschaltelement 24 geöffnet und das Lastschaltelement 25 geschlossen wird, wodurch der zweite Gang G2 geschaltet ist. Daraufhin kann dann das Schaltelement C geöffnet werden.
Schließlich wird noch die Hochschaltung von dem dritten Gang G3 in den vierten Gang G4 dadurch verwirklicht, dass im geschalteten Zustand des dritten Ganges G3 vorbereitend für die eigentliche Hochschaltung zusätzlich zum Schaltelement C noch das Schaltelement B geschlossen wird, wobei im Anschluss dann die eigentliche Hochschaltung durch Öffnen des Lastschaltelements 24 und Schließen des Lastschaltelements 25 durchgeführt wird. Für die Rückschaltung aus dem vierten Gang G4 in den dritten Gang G3 ist hingegen lediglich ein Umschalten zwischen den Lastschaltelemente 24 und 25 vorzunehmen und anschließend das Schaltelement B zu öffnen.
Aus 9 geht eine schematische Ansicht eines lastschaltbaren Getriebes 46 hervor, welches gemäß einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ausgestaltet ist und bei dem Kraftfahrzeuggetriebe 3 aus den 1 und 2 anstelle des Getriebes 17 als Getriebegruppe 16 zur Anwendung kommen kann. Dabei entspricht das Getriebe 46 im Wesentlichen dem Getriebe 17 aus 3, wobei sich das Getriebe 46 von dem Getriebe 17 dahingehend unterscheidet, dass Zwischenwellen 47 und 48 nun als Vollwellen gestaltet sind. Dabei liegt die Zwischenwelle 47 koaxial und stirnseitig zu der Eingangswelle 20, wobei die Zwischenwelle 47 durch Schließen des Lastschaltelements 24 drehfest mit der Eingangswelle 20 verbunden werden kann und über die Stirnradstufe 29 mit der Antriebswelle 19 gekoppelt ist. Die Zwischenwelle 48 ist koaxial und stirnseitig zu der Eingangswelle 21 angeordnet und kann durch Schließen des Lastschaltelements 25 drehfest mit der Eingangswelle 21 verbunden werden. Ferner ist die Zwischenwelle 48 mittels der Stirnradstufe 30 permanent mit der Antriebswelle 19 gekoppelt. Ansonsten entspricht die Ausführungsform nach 9 der Variante nach 3, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird. Bezüglich der Schaltung von Gängen G1 bis G4 wird Bezug auf das zu 4 Beschriebene genommen.
10 zeigt eine schematische Darstellung eines lastschaltbaren Getriebes 49 entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Auch das Getriebe 49 kann bei dem Kraftfahrzeuggetriebe 3 aus den 1 und 2 anstelle des Getriebes 17 als Getriebegruppe 16 Anwendung finden und entspricht im Wesentlichen dem Getriebe 17 aus 3. Unterschiedlich ist hierbei, dass eine Antriebswelle 50, welche innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 die antriebsseitige Anbindung des Getriebes 49 an die vorgeschaltete Getriebegruppe 13 herstellt und durch die Abtriebswelle 15 der Getriebegruppe 13 gebildet ist, nun koaxial zu der Eingangswelle 21 liegt. Durch Schließen des Lastschaltelement 25 wird die Antriebswelle 50 dementsprechend direkt drehfest mit der Eingangswelle 21 verbunden.
Mit der Zwischenwelle 22 ist die Antriebswelle 50 über zwei Stirnradstufen 51 und 52 gekoppelt, wobei bei der Stirnradstufe 51 ein Stirnrad 53 drehfest auf der Antriebswelle 50 angeordnet ist und mit einem Stirnrad 54 im Zahneingriff steht, welches drehfest auf einer Welle 55 platziert ist. Das Stirnrad 54 ist zudem Teil der Stirnradstufe 52, indem es neben dem Stirnrad 53 noch mit einem Stirnrad 56 kämmt, das drehfest auf der Zwischenwelle 22 angeordnet ist. Ansonsten entspricht die Ausführungsform nach 10 der Variante nach 3, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird. Bezüglich der Schaltung von Gängen G1 bis G4 wird auch hier Bezug auf das zu 4 Beschriebene genommen.
Schließlich geht noch aus 11 eine schematische Ansicht eines lastschaltbaren Getriebes 57 gemäß einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung hervor. Auch diese Ausgestaltungsmöglichkeit kann dabei alternativ zu dem Getriebe 17 bei dem Kraftfahrzeuggetriebe 3 aus den 1 und 2 Anwendung finden, wobei das Getriebe 57 hierbei weitestgehend der vorhergehenden Variante nach 10 entspricht. Einziger Unterschied ist hierbei, dass eine Zwischenwelle 47 nun als Vollwelle ausgestaltet und dabei koaxial sowie stirnseitig der Eingangswelle 20 platziert ist. Durch Schließen des Lastschaltelements 24 wird die Zwischenwelle 47 drehfest mit der Eingangswelle 20 verbunden. Zudem ist das Stirnrad 56 drehfest auf dieser Zwischenwelle 47 platziert. Ansonsten entspricht die Ausgestaltungsmöglichkeit nach 11 der Variante nach 10, so dass auf das hierzu Beschriebene Bezug genommen wird. Bezüglich der Schaltung von Gängen G1 bis G4 wird Bezug auf das zu 4 Beschriebene genommen.
Mittels der erfindungsgemäßen Ausführungsformen kann jeweils ein lastschaltbares Getriebe realisiert werden, welches sich durch einen kompakten Aufbau und niedrigem Herstellungsaufwand auszeichnet und bei dem gleichzeitig eine hohe Anzahl an unterschiedlichen Gängen geschaltet werden kann.
Bezugszeichen

1: Kraftfahrzeugantriebsstrang
2: Antriebsmaschine
3: Kraftfahrzeuggetriebe
4: Antriebsachse
5: Antriebsachse
6: Antriebsrad
7: Antriebsrad
8: Antriebsrad
9: Antriebsrad
10: Differentialgetriebe
11: Differentialgetriebe
12: Antriebswelle
13: Getriebegruppe
14: Hydraulikpumpe
15: Abtriebswelle
16: Getriebegruppe
17: Getriebe
18: Ausgangswelle
19: Antriebswelle
20: Eingangswelle
21: Eingangswelle
22: Zwischenwelle
23: Zwischenwelle
24: Lastschaltelement
25: Lastschaltelement
26: Stirnradstufe
27: Stirnradstufe
28: Stirnradstufe
29: Stirnradstufe
30: Stirnradstufe
31: Stirnrad
32: Stirnrad
33: Stirnrad
34: Stirnrad
35: Stirnrad
36: Stirnrad
37: Stirnrad
38: Stirnrad
39: Stirnrad
40: Koppelelement
41: Stellaktuator
42: Koppelelement
43: Stellaktuator
44: Koppelelement
45: Stellaktuator
46: Getriebe
47: Zwischenwelle
48: Zwischenwelle
49: Getriebe
50: Antriebswelle
51: Stirnradstufe
52: Stirnradstufe
53: Stirnrad
54: Stirnrad
55: Welle
56: Stirnrad
57: Getriebe
A: Schaltelement
B: Schaltelement
C: Schaltelement
G1: erster Gang
G2: zweiter Gang
G3: dritter Gang
G4: vierter Gang

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2916044 A1 [0004]

Claims

Lastschaltbares Getriebe (17; 46; 49; 57) für ein in Gruppenbauweise ausgeführtes Kraftfahrzeuggetriebe (3), umfassend eine Antriebswelle (19; 50), eine erste Eingangswelle (20), eine zweite Eingangswelle (21) und eine Ausgangswelle (18), wobei ein erstes Lastschaltelement (24) vorgesehen ist, über welches die erste Eingangswelle (20) mit der Antriebswelle (19; 50) koppelbar ist, wobei ein zweites Lastschaltelement (25) vorgesehen ist, über das die zweite Eingangswelle (21) mit der Antriebswelle (19; 50) koppelbar ist, wobei eine erste Stirnradstufe (26), eine zweite Stirnradstufe (27) und eine dritte Stirnradstufe (28) sowie ein erstes Schaltelement (B), ein zweites Schaltelement (C) und ein drittes Schaltelement (A) vorgesehen sind, wobei bei der ersten Stirnradstufe (26) ein erstes Stirnrad (31) drehbar auf der ersten Eingangswelle (20) gelagert und über das erste Schaltelement (B) drehfest mit der ersten Eingangswelle (20) verbindbar ist, wobei das erste Stirnrad (31) mit einem zweiten Stirnrad (32) im Zahneingriff steht, welches auf der Ausgangswelle (18) angeordnet und mit einem dritten Stirnrad (33) gekoppelt ist, das der zweiten Stirnradstufe (27) zugeordnet ist, wobei der dritten Stirnradstufe (28) ein viertes Stirnrad (34) und ein fünftes Stirnrad (35) zugeordnet sind, die miteinander im Zahneingrifft stehen und von denen das vierte Stirnrad (34) auf der ersten Eingangswelle (20) sowie das fünfte Stirnrad (35) auf der Ausgangswelle (18) angeordnet ist, und wobei die erste Eingangswelle (20) und die Ausgangswelle (18) bei Betätigung des zweiten Schaltelements (C) über die dritte Stirnradstufe (28) miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Stirnrad (33) drehfest auf der zweiten Eingangswelle (21) platziert ist, während das zweite Stirnrad (32) drehbar auf der Ausgangswelle (18) gelagert und über das dritte Schaltelement (A) drehfest mit der Ausgangswelle (18) verbindbar ist.
Lastschaltbares Getriebe (17; 46; 49; 57) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein über die erste Stirnradstufe (26) zwischen der ersten Eingangswelle (20) und der Ausgangswelle (18) dargestelltes Übersetzungsverhältnis im Wesentlichen einem über die zweite Stirnradstufe (27) zwischen der zweiten Eingangswelle (21) und der Ausgangswelle (18) dargestellten Übersetzungsverhältnis entspricht.
Lastschaltbares Getriebe (17; 46) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (19) achsversetzt zu der ersten Eingangswelle (20) und der zweiten Eingangswelle (21) platziert ist, wobei die Antriebswelle (19) über eine vierte Stirnradstufe (29) mit einer ersten Zwischenwelle (22; 47) gekoppelt ist, die koaxial zu der ersten Eingangswelle (20) angeordnet und durch Betätigen des ersten Lastschaltelements (24) drehfest mit der ersten Eingangswelle (20) verbindbar ist, und wobei die Antriebswelle (19) über eine fünfte Stirnradstufe (30) mit einer zweiten Zwischenwelle (23; 48) gekoppelt ist, die koaxial zu der zweiten Eingangswelle (21) angeordnet und durch Betätigen des zweiten Lastschaltelements (25) drehfest mit der zweiten Eingangswelle (21) in Verbindung bringbar ist.
Lastschaltbares Getriebe (17; 46) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Stirnradstufe (29) durch zwei Stirnräder (36, 37) gebildet ist, die miteinander im Zahneingriff stehen und von denen eines drehfest auf der Antriebswelle (19) und eines drehfest auf der ersten Zwischenwelle (22; 47) platziert ist, wobei die fünfte Stirnradstufe (30) durch zwei Stirnräder (38, 39) gebildet ist, die miteinander im Zahneingriff stehen und von denen eines drehfest auf der Antriebswelle (19) und eines drehfest auf der zweiten Zwischenwelle (23; 48) platziert ist.
Lastschaltbares Getriebe (49; 57) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (50) koaxial zu einer der Eingangswellen (20, 21) angeordnet und durch Betätigen des zugehörigen Lastschaltelements (25) drehfest mit dieser Eingangswelle (21) verbindbar ist, wobei die Antriebswelle (50) über eine vierte Stirnradstufe (51) und eine fünfte Stirnradstufe (52) mit einer Zwischenwelle (22; 47) gekoppelt ist, die koaxial zu der anderen Eingangswelle (20) angeordnet und durch Betätigen des der anderen Eingangswelle (20) zugeordneten Lastschaltelements (24) drehfest mit der anderen Eingangswelle (20) in Verbindung bringbar ist.
Lastschaltbares Getriebe (49; 57) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stirnrad (53) der vierten Stirnradstufe (51) drehfest auf der Antriebswelle (50) angeordnet ist und mit einem Stirnrad (54) kämmt, welches gleichzeitig mit einem Stirnrad (56) der fünften Stirnradstufe (52) im Zahneingrifft steht, wobei das Stirnrad (56) der fünften Stirnradstufe (52) drehfest auf der Zwischenwelle (22; 47) angeordnet ist.
Lastschaltbares Getriebe (17; 49) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Zwischenwelle (22, 23; 22) zumindest abschnittsweise als Hohlwelle ausgeführt ist, die axial überdeckend mit und radial umliegend zu der je zugehörigen Eingangswelle (20, 21; 20) angeordnet und durch Betätigen des je zugehörigen Lastschaltelements (24, 25; 24) drehfest mit der je zugehörigen Eingangswelle (20, 21; 20) verbindbar ist.
Lastschaltbares Getriebe (46; 57) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Zwischenwelle (47, 48; 47) axial neben der je zugehörigen Eingangswelle (20, 21; 20) liegend angeordnet und durch Betätigen des je zugehörigen Lastschaltelements (24, 25; 24) drehfest mit der je zugehörigen Eingangswelle (20, 21; 20) verbindbar ist.
Lastschaltbares Getriebe (17; 46; 49; 57) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vierte Stirnrad (34) drehbar auf der ersten Eingangswelle (20) gelagert und durch Betätigung des zweiten Schaltelements (C) drehfest mit der ersten Eingangswelle (20) verbindbar ist, während das fünfte Stirnrad (35) drehfest auf der Ausgangswelle (18) platziert ist.
Lastschaltbares Getriebe (17; 46; 49; 57) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stirnrad (31), das zweite Stirnrad (32) und das dritte Stirnrad (33) axial in einer Ebene angeordnet sind, wobei das zweite Stirnrad (32) sowohl mit dem ersten Stirnrad (31), als auch dem dritten Stirnrad (33) jeweils kämmt.
Lastschaltbares Getriebe (17; 46; 49; 57) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das einzelne Lastschaltelement (24, 25) als kraftschlüssiges Schaltelement, insbesondere als nass- oder trockenlaufendes Reibschaltelement ausgeführt ist.
Lastschaltbares Getriebe (17; 46; 49; 57) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das einzelne Schaltelement (A, B, C) als formschlüssiges Schaltelement, insbesondere als unsynchronisiertes Klauenschaltelement ausgestaltet ist.
Kraftfahrzeuggetriebe (3) für ein landwirtschaftliches oder kommunales Nutzfahrzeug, umfassend mehrere Getriebegruppen (13, 16), von denen eine als lastschaltbares Getriebe (17; 46; 49; 57) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 ausgeführt ist.
Kraftfahrzeuggetriebe (3) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die als lastschaltbares Getriebe (17; 46; 49; 57) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 ausgeführte Getriebegruppe (16) eine Hauptgruppe ist und an der Antriebswelle (19; 50) mit einer vorgeschalteten, weiteren Getriebegruppe (13), insbesondere einer Splitgruppe, gekoppelt ist.
Kraftfahrzeugantriebsstrang (1) für ein landwirtschaftliches oder kommunales Nutzfahrzeug, umfassend ein Kraftfahrzeuggetriebe (3) nach Anspruch 13 oder 14.
Landwirtschaftliches oder kommunales Nutzfahrzeug, insbesondere Ackerschlepper, umfassend einen Kraftfahrzeugantriebsstrang (1) nach Anspruch 15.
Verfahren zum Betreiben eines lastschaltbaren Getriebes (17; 46; 49; 57) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, - wobei ein erster Gang (G1) zwischen der Antriebswelle (19; 50) und der Ausgangswelle (18) geschaltet wird, indem das erste Lastschaltelement (24) sowie das erste Schaltelement (B) und das dritte Schaltelement (A) geschlossen werden, - wobei ein zweiter Gang (G2) zwischen der Antriebswelle (19; 50) und der Ausgangswelle (18) geschaltet wird, indem das zweite Lastschaltelement (25) sowie das dritte Schaltelement (A) geschlossen werden, - wobei ein dritter Gang (G3) zwischen der Antriebswelle (19; 50) und der Ausgangswelle (18) geschaltet wird, indem das erste Lastschaltelement (24) sowie das zweite Schaltelement (C) geschlossen werden, - und wobei ein vierter Gang (G4) zwischen der Antriebswelle (19; 50) und der Ausgangswelle (18) geschaltet wird, indem das zweiten Lastschaltelement (25) sowie das erste Schaltelement (B) und das zweite Schaltelement (C) geschlossen werden.