DE69302704T2

DE69302704T2 - Mit veränderlichem Druck arbeitender Kolben für eine Zusatzgetriebebetätigung

Info

Publication number: DE69302704T2
Application number: DE69302704T
Authority: DE
Inventors: Ronald Allen Hutchison; Daniel Alan Monette
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1992-01-23
Filing date: 1993-01-07
Publication date: 1997-01-23
Anticipated expiration: 2013-01-08
Also published as: EP0552866A1; ES2087649T3; DE69302704D1; US5224392A; EP0552866B1

Description

Hintergrund der Erfindung

In Beziehung stehende Anmeldungen

Diese Anmeldung steht mit den US-Patentschriften:
5 222 404, die mit Auxiliary Section Actuator Control System and Method bezeichnet ist;
5 216 931, die mit Interlock Mechanism for Range Section Slave Valve bezeichnet ist;
5 172 604, die mit Range Valve Pre-Exhaust bezeichnet ist;
5 218 878, die mit Two-Stage Range Piston/Cylinder Assembly bezeichnet ist;
5 193 410, die mit Range Section Protection Valve Assembly bezeichnet ist;
5 186 066, die mit Dual Pressure Regulator bezeichnet ist;
5 199 311, die mit Variable Pressure Range Section Actuator Assembly bezeichnet ist;
5 231 895, die mit Auxiliary Section Actuator Air Control System bezeichnet ist;
5 199 312, die mit Range Section Actuator Control System an Method for Preventing Damage to Range Section Synchronizers bezeichnet ist, und
5 199 314, die mit Synchronized Splitter Section Protection System/Method bezeichnet ist,
in Beziehung, die alle der gleichen Anmelderin, der Eaton Corporation übertragen sind.

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem/Verfahren für einen Hilfsgruppenkolbenaktuator für ein Fahrzeugverbundgetriebe. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine druckmittelbetätigte (pneumatische) Aktuatorkolbenanordnung zum Steuern des Einrückens synchronisierter Schaltkupplungen einer Hilfsgruppe in Verbundgetrieben der Bauart, die eine oder mehrere vielgängige Hilfsgetriebegruppen aufweist, die mit einer vielgängigen Hauptgetriebegruppe hintereinandergeschaltet sind. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Steuersystem/Verfahren für einen druckmittelbetätigten Kolbenaktuator zum Schutz der synchronisierten Schaltkupplungen der Hilfsgruppe, insbesondere der synchronisierten Schaltkupplungen der schnellen Gangstufe der Hilfsgruppe bei einem Verbundgetriebe der Rangebauart für Schwerlastfahrzeuge bei einem Verbundschaltvorgang.

Beschreibung des Standes der Technik

Gangwechselverbundgetriebe der Bauart mit ein- oder mehreren, mit einer Hauptgetriebegruppe hintereinandergeschalteten Hilfsgetriebegruppen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Solche Getriebe sind typischerweise in Schwerlastfahrzeugen, wie bspw. großen LKWS, Sattelschleppern und ähnlichem vorgesehen. Kurz gesagt, ist unter Verwendung von in Reihe geschalteten Haupt- und Hilfsgetriebegruppen unter der Annahme der richtigen relativen Bemessung der Gangstufen die Gesamtzahl verfügbarer Getriebegangstufen gleich dem Produkt der Hauptund der Hilfsgruppengangstufen. Bspw. liefert ein Gangwechselverbundgetriebe mit einer vier- (4) gängigen Hauptgruppe, die mit einer drei- (3) gängigen Hilfsgruppe hintereinander geschaltet ist, wenigstens theoretisch zwölf (4x3=12) verfügbare Gangstufen.
Hilfsgetriebegangstufen gibt es in drei Grundbauarten: der Rangebauart, der Splitterbauart oder der kombinierten Range/Splitter-Bauart.
Bei Verbundgetrieben mit einer Hilfsgruppe der Rangebauart sind der Gangabstand oder die Gangabstände der Rangebauart größer als der Gesamtübersetzungsbereich der Hauptgetriebegruppe und die Hauptgruppe wird in jeder Rangestufe fortschreitend durch alle ihre Gangstufen geschaltet. Beispiele von Verbundgetrieben mit Hilfsgruppen der Rangebauart sind aus den US-Patenten Nr. 4.974.474, 4.964.313, 4.920.815, 3.105.395, 2.637.222 und 2.637.221 ersichtlich.
Die bekannten RT/RTO 11609 und RT/RTO 11610- "Roadranger"-Getriebe des Anmelders sind Beispiele eines "(4+1) x (2)"-neungängigen und "(5) x (2)"-zehngängigen Schwerlastgetriebes vom Rangetyp.
Bei Verbundgetrieben mit einer Hilfsgruppe vom Splittertyp sind die Gangabstände der Splitterhilfsgruppe kleiner als die Gangabstände der Hauptgetriebegruppe und jede Hauptgruppengangstufe wird durch die Splittergruppe gesplittet oder unterteilt. Beispiele solcher Gangwechselverbundgetriebe mit Hilfsgruppen vom Splittertyp sind aus den US-Patenten Nr. 4.290.515, 3.799.002, 4.440.037 und 4.527.447 ersichtlich.
Bei einer Hilfsgruppe oder Hilfsgruppen vom kombinierten Range- und Splittertyp sind sowohl Gangstufen vom Range- als auch vom Splittertyp vorhanden, und sie gestatten in wenigstens zwei Rangebereichen, daß die Hauptgruppe fortlaufend durch ihre Gänge geschaltet wird, und sie und gestatten außerdem in wenigstens einer Gangstufe, daß die Hauptgruppengangstufen aufgesplittet werden.
Ein Beispiel eines Verbundgetriebes mit einer einzelnen kombinierten Hilfsgruppe vom kombinierten Range/Splittertyp ist aus den US-Patenten Nr. 3.283.613, 3.648.546 ersichtlich. Eine viergängige, kombinierte Splitter/Rangehilfsgruppe mit drei Gangebenen ist aus dem US-Patent Nr. 4.754.665 ersichtlich. Die bekannten Getriebe RT/RTO 11613 und RT/RTO 14718 "Eaton Roadranger" des Anmelders sind Beispiele eines "(4+1) X (3)"-dreizehngängigen und eines "(4+1) x (4) "-achtzehngängigen kombinierten Getriebes vom Range/Splittertyp.
Ein anderes Beispiel ist das "Ecosplit" Getriebemodell, das vcn der Zahnradfabrik Friedrichshafen Aktiengesellschaft, Friedrichshafen, Bundesrepublik Deutschland, verkauft wird, das eine separate Splitterhilfsgruppe vor und eine separate Rangehilfsgruppe nach der Hauptgetriebegruppe nutzt.
Es sollte angemerkt werden, daß die Begriffe Haupt- und Hilfsgruppe relativer Natur sind, und daß, wenn die Bezeichnungen der Haupt- und Hilfsgruppen miteinander vertauscht werden, der Typ der Hilfsgruppe (entweder Range- oder Splitter-) ebenfalls vertauscht wird. Mit anderen Worten würde, ausgehend von dem, was herkömmlicherweise als eine viergängige Hauptgruppe mit einer zweigängigen Hilfsgruppe vom Rangetyp angesehen wird, wenn die normalerweise als Hilfsgruppe angesehene Gruppe als Hauptgruppe angesehen wird, die normalerweise als Hauptgruppe bezeichnete Gruppe als viergängige Hilfsgruppe vom Splittertyp für diese angesehen werden. Infolge einer in der Getriebeindustrie allgemein akzeptierten und in dieser Beschreibung verwendeten Übereinkunft ist die Hauptgetriebegruppe eines Verbundgetriebes die Gruppe, die die größte (oder wenigstens keine geringere) Anzahl von Vorwärtsgängen aufweist, die die Auswahl einer Leerlaufstellung ermöglicht, die den Rückwärtsgang (die Rückwärtsgänge) enthält und/oder die (bei manuellen oder halbautomatischen Getrieben) im Gegensatz zu Master- Slave-Ventil-Zylinder-Anordnungen oder ähnlichem durch Betätigung einer Schaltstange oder Schaitschiene oder einer Schaltstangen/Schaltfingeranordnung betätigt wird.
Bei Verbundgetrieben der Range- oder kombinierten Range/Splitter- oder der Splitter/Range-Bauart wird die Hauptgetriebegruppe typischerweise mittels einer Schaltstangengehäuseanordnung oder einer Anordnung mit einer einzelnen Schaltwelle geschaltet, die durch einen manuell betätigten Schalthebel oder ähnliches gesteuert werden, und die Hilfsrangegruppe wird bei Getrieben der "Wiederholt-H"-Bauart mittels eines Knopfes oder Schalters, der üblicherweise manuell betätigt ist, geschaltet, der einen Fernsteuer-Slaveventil/Aktuatormechanismus steuert. Bei Steuerungen der sogenannten "Doppel H"- oder "ein und einhalb H"-Bauart wird der Rangebereich durch Schalter gesteuert, die auf die Positionierung des Schalthebels reagieren. Steuerungen vom Doppel H Typ sind aus dem Stand der Technik bekannt, wie mit Bezug auf die US- Patente Nr. 4.633.725 und 4.275.612 ersichtlich ist.
Soweit die Rangegruppe häufig synchronisierte Schaltkupplungen verwendet, um eine akzeptable Schaltqualität zu erhalten und unzuträglichen Verschleiß und/oder Zerstörung der synchronisierten Klauenkupplungen der Rangegruppe zu verhindern, war es eine Aufgabe des Standes der Technik, Einrichtungen zu schaffen, die sicherstellen, daß ein Rangeschaltvorgang ausgelöst und hoffentlich beendet wird, während sich die Hauptgruppe im Leerlauf befindet.
Im Hinblick auf das obere weisen Verbundgetriebe vom Rangetyp üblicherweise ein Steuersystem, üblicherweise ein pneumatisches Steuersystem auf, das Verriegelungseinrichtungen enthält, die es gestatten, daß ein Rangeschaltvorgang durch Benutzung eines Auswahlknopfes oder Schalters an einem Hauptsteuerventil vorausgewählt, jedoch nicht eingeleitet wird, bis die Hauptgetriebegruppe in den Leerlaufzustand oder wenigstens auf diesen zu geschaltet ist. Solche Systeme nutzen typischerweise an der mechanischen Verbindung des Rangegruppenaktuators Sperreinrichtungen mechanischer Bauart, die die Bewegung der Rangegruppenschaltgabel physisch verhindern, bis die Hauptgruppe in den Leerlauf geschaltet ist, oder der Bauart) bei der das Ventil (häufig als "Slaveventil" bezeichnet), das Druckluft zu den Rangegruppenkolben liefert, entweder gesperrt oder nicht mit Druckluft versorgt ist, bis ein Schalten in den Leerlauf der Hauptgruppe erfaßt wird, oder es wird nur aktiviert und mit Druckluft versorgt, während die Hauptgruppe in den Leerlauf geschaltet wird und in diesem verbleibt. Beispiele solcher Getriebe und der Steuersysteme für diese sind aus den US-Patenten 2.654.268, 3.138.965 und 4.060.005 ersichtlich. Getriebe mit Rangegruppensteuerventilen (Versorgungs- und/oder Auslaß-), die verriegelt sind, während ein Schalten der Hauptgruppe in den Leerlauf erfolgt, sind aus den US-Patenten Nr. 3.229.551, 4.450.869, 4.793.378 und 4.974.474 ersichtlich.
Während Systeme nach dem Stand der Technik einen erheblichen Schutz für die Synchronisiervorrichtungen der Rangegruppe durch Verhinderung des Auslösens eines Rangeschaltvorganges, bis die Hauptgetriebegruppe in den Leerlauf geschaltet ist, erbringen, sind sie insofern nicht ganz befriedigend als, während sie sicherstellen, daß ein Rangegruppenschaltvorgang nicht ausgelöst werden wird, bis die Hauptgruppe im Leerlauf befindlich ist, sie den Zustand nicht verhindern, bei dem der Hauptgruppenschaltvorgang schneller ist als ein Rangeschaltvorgang (d.h. diesen "überholt") . Wie es bekannt ist, wird unter bestimmten Bedingungen, wenn die synchronisierte Rangegruppenkupplung versucht, einzurücken, während die Hauptgruppe eingerückt ist, ein Teil des Motordrehmoments vollständig über die in Anlage befindlichen Reibflächen der Synchronisiereinrichtung auf die Fahrzeugantriebsräder übertragen und die Reibelemente der Synchronisiereinrichtung können schnell zerstört werden. Bei einem solchen Betriebszustand können die Synchronisiereinrichtungen der Rangegruppe, insbesondere die Synchronisiereinrichtung für den direkten oder schnellen Gang, relativ schnell beschädigt oder zerstört werden. Im Falle eines unbeabsichtigten Versuches eines reinen Rangeschaltvorganges kann eine solche Zerstörung in ungefähr zwei (2,0) Sekunden erfolgen.
Getriebe mit mechanischen Sperreinrichtungen sowohl der starren als auch der nachgiebigen Bauart sind aus den US-Patenten Nr. 4.974.474, 4.944.197 und 4.296.642 ersichtlich. Solche Einrichtungen verriegeln typischerweise die Rangekupplung in der hohen oder niederen Position, während die Hauptgruppe nicht im Leerlauf befindlich ist, und/oder verriegeln die Hauptgruppe im Leerlauf, wenn die Rangekupplung nicht in ihrer schnellen oder langsamen Stellung eingerückt ist. Während diese Systeme, wenn sie richtig arbeiten, die Beschädigung der Range-Synchronisiereinrichtungen verhindern, die durch das versuchte Einrücken einer Rangekupplung bei nicht im Leerlauf befindlicher Hauptgruppe verursacht werden, sind sie insofern nicht gänzlich befriedigend, als (i) ein schneller Schaltvorgang der Hauptgruppe darin resultieren kann, daß die Hilfsgruppe in einer unerwünschten Gangstufe verriegelt bleibt, (ii) als die Hauptgruppe nicht eingerückt werden kann, um die Kupplungen zu manipulieren, wenn eine Rangekupplung an der Sperrvorrichtung hängt, (iii) als nachgiebige Einrichtungen nicht richtig verriegeln oder hängen können, (iv) als beträchtlicher Verschleiß und/oder Spannung an der Sperreinrichtung und/oder an Schaltaktuatorgliedern verursacht werden kann, und/oder (v) als mit Verschleiß Reibungsverriegelungen der Sperreinrichtungen erfolgen können.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Nachteile des Standes der Technik minimiert oder überwunden, indem ein Steuersystem/Verfahren für den Hilfsgruppenkolbenaktuator vorgesehen wird, das die Hilfsgruppensynchronisiereinrichtungen schützt, wenn die Hilfsgruppe vor dem Beenden eines versuchten Schaltvorganges der Hilfsgruppe eingerückt wird, und das außerdem gestattet, den versuchten Hilfsgruppenschaltvorgang zu beenden, indem die Klauenkupplungsglieder der einrückenden synchronisierten Kupplung eine weitgehend synchrone Drehung erreichen.
Das obige wird erreicht, indem Hilfsgruppenaktuator- Steuermittel vorgesehen werden, um zu erfassen, ob sich die Hauptgruppe in ihrem Leerlauf- oder in dem Nichtleerlaufzustand befindet, und der so gesteuert ist, daß das Sperren der Druckversorgung veranlaßt und die druckbeaufschlagte Kolbenkammer abgedichtet wird, wenn die Hauptgruppe nicht im Leerlauf ist. Solche Systeme sind bekannter Stand der Technik und werden als "Restdruck"- Systeme bezeichnet. Ausführungsformen der Erfindung, die in den Ansprüchen 1 und 11 definiert ist, weisen typischerweise eine Entlastungsventilanordnung auf, die mit der Aktuatorzylinderkammer in Fluidverbindung steht, die der Rangekupplung für den schnellen Rangebereich zugeordnet ist, und sie entlasten, wenn die Kammer druckbeaufschlagt und abgedichtet ist, die Kammer graduell bis zu einem niedrigeren Druck, wobei die Rangekupplung für die schnelle Gangstufe mit einer ersten, relativ hohen Kraft beaufschlagt wird, wenn die Rangegruppe im Leerlauf befindlich ist, und mit einer sich graduell vermindernden zweiten, relativ niedrigeren Kraft beaufschlagt wird, wenn die Hauptgruppe nicht im Leerlauf befindlich ist. Das Rückschlag-Drossel-Entlastungsventil ist derart ausgebildet, daß die Strömung durch dieses zu dem-Auslaß bei aktiver Druckbeauf schlagung der Zylinderkammer der schnellen Rangekupplung den Druck in der Kammer nicht signifikant vermindert.
Die Erfindung ist insbesondere zum Steuern des Einrückens der synchronisierten Kupplung des schnellen oder direkten Rangebereiches gut geeignet. Schutz für die langsame oder untersetzte synchronisierte Hilfsgruppenkupplung ist üblicherweise nicht erforderlich, weil, wenn ein Schalten in den niederen Hilfsgruppengang erfolgt, das Drehmoment über die Reibf lächen der Synchronisiereinrichtung, insbesondere bei Synchronisiereinrichtungen vom Zapfentyp, dazu neigt, das Entblockieren einer blokkierten Synchronisiereinrichtung zu verursachen, um schnelles Einrücken der Kupplung zu bewirken.
Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues und verbessertes (Range-) Hilfsgruppenschaltsteuersystem für ein Verbundgetriebe der Bauart zu schaffen, bei der synchronisierte Klauenkupplungen in seinen Hilfsgruppen verwendet sind.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein druckmittelbetätigtes Hilfsgruppenaktuatorsystem zu schaffen, um eine ausgewählte synchronisierte Hilfsgruppenkupplung (üblicherweise die direkte oder schnelle Gangstufe) mit einer ersten, relativ hohen Kraft vorzuspannen, wenn die Hauptgetriebegruppe im Leerlauf befindlich ist, oder mit einer, graduell von der hohen Kraft ausgehend, zu einer relativ niedrigeren zweiten Kraft verminderten Kraft zu beaufschlagen, wenn die Hauptgetriebegruppe nicht im Leerlauf befindlich ist.
Diese und andere Aufgaben und Vorzüge der vorliegenden Erfindung werden durch das Studium der detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Verbundgetriebes mit einer Hilfsgruppe vom Rangetyp und mit einem pneumatischen Steuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1A ist eine schematische Darstellung des Schaltmechanismus des Getriebes nach Fig. 1.
Fig. 1A ist eine schematische Darstellung des Schaltmusters vom "Wiederholt H"-Typ des Getriebes nach Fig. 1.
Fig. 1C ist eine schematische Darstellung eines Schaltmusters vom "Doppel H"-Typ für das Getriebe nach Fig. 1.
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines Verbundgetriebes mit einer Hilfsgruppe vom kombinierten Splitter/Rangetyp, bei dem das pneumatische Steuersystem der vorliegenden Erfindung insbesondere vorteilhaft ist.
Fig. 3 (A und B) ist eine ausschnittsweise Querschnittsdarstellung der Hilfsgruppe 102 des Getriebes 100.
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Schalteinrichtung mit einer einzelnen Schaltwelle.
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung eines Druckluftsteuersystemes zur Implementierung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5A ist eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes aus Fig. 5.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

In der folgenden Beschreibung wird zur bequemeren Bezugnahme und ohne Beschränkungsabsicht eine bestimmte Terminologie verwendet. Die Worte "nach oben", "nach unten", "nach rechts" und "nach links" bezeichnen Richtungen in den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. Die Worte "nach vorn", "nach hinten" bezeichnen sich entsprechend auf das vordere und hintere Ende des Getriebes, wenn es auf konventionelle Weise in einem Fahrzeug montiert ist, und sind entsprechend die linke und die rechte Seite des Getriebes, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Die Worte "nach innen" und "nach außen" beziehen sich auf Richtungen auf die geometrische Mitte der Einrichtung und bezeichneter Teile derselben zu bzw. von dieser weg. Diese Terminologie schließt die oben speziell genannten Worte, Ableitungen davon sowie Worte ähnlicher Bedeutung ein.
Der Begriff "Verbundgetriebe" wird verwendet, um ein Geschwindigkeits- oder Gangwechselgetriebe mit einer mehrere Vorwärtsgänge aufweisenden Hauptgetriebegruppe und einer mehrgängigen Hilfsgetriebegruppe zu bezeichnen, die hintereinander angeordnet sind, wobei die ausgewählte Untersetzung der Hauptgetriebegruppe durch eine weiter ausgewählte Untersetzung der Hilfsgetriebegruppe erweitert werden kann. "Synchronisierte Kupplungsanordnung" und Worte ähnlicher Bedeutung bezeichnen eine formschlüssige Kupplungsanordnung vom Klauentyp, die verwendet wird, um ein ausgewähltes Zahnrad mit einer Welle mittels einer positiven Kupplung unverdrehbar zu kuppeln, wobei versuchtes Einrücken der Kupplung verhindert wird, bis die Kupplungshälften der Kupplung in im wesentlichen synchroner Drehung befindlich sind, und bei der Reibungsmittel mit relativ großer Leistungsfähigkeit an den Kupplungshälften verwendet werden, die ausreichend sind, um bei Auslösung eines Kupplungseinrückens die Kupplungshälften und alle mit diesen drehenden Elemente zu veranlassen, mit im wesentlichen synchroner Drehzahl umzulaufen.
Die Begriffe "Leerlauf" und "nicht eingerückt" werden austauschbar verwendet und beziehen sich auf einen Zustand der Hauptgetriebegruppe, bei dem kein Drehmoment von der Getriebeeingangswelle auf die Hauptwelle übertragen wird (bei Getrieben des allgemeinen, in den Fig. 1 und 2 veranschaulichten Typs) . Die Begriffe "Nichtleerlauf" und "eingerückt" werden synonym verwendet und beziehen sich auf einen Zustand der Hauptgetriebegruppe, bei dem eine Hauptgruppengangstufe eingerückt ist und Antriebsdrehmoment von der Getriebeeingangswelle auf die Hauptwelle übertragen wird (in Getrieben des allgemeinen, in den Fig. 1 und 2 veranschaulichten Typs)
Der Begriff "schnelle" Gangstufe bezieht sich auf die Gangstufe der Getriebegruppe, bei der die Drehzahl der Ausgangswelle bei einer gegebenen Eingangswellendrehzahl die größte ist.
Bezugnehmend auf die Fig. 1, 1A, 1B ist ein Verbundgetriebe 10 vom Rangetyp dargestellt. Das Verbundgetriebe 10 weist eine mehrgängige Hauptgetriebegruppe 12 auf, die mit einer Hilfsgruppe 14 vom Rangetyp hintereinandergeschaltet ist. Das Getriebe 10 ist von einem Gehäuse H aufgenommen und weist eine Eingangswelle 16 auf, die von einem Primärantrieb wie einem Dieselmotor E über eine wahlweise ausgerückte, normalerweise eingerückte, Reibungshauptkupplung C angetrieben ist, die einen Eingangsoder Antriebsabschnitt 18 aufweist, der mit der Motorkurbelwelle 20 in Antriebsverbindung steht, und die einen getriebenen Abschnitt 22 aufweist, der drehfest mit der Getriebeeingangswelle 16 verbunden ist.
In der Hauptgetriebegruppe 12 trägt die Eingangswelle 16 ein Eingangszahnrad 24 zum gleichzeitigen Antreiben einer Vielzahl von im wesentlichen identischen Vorgelegewellenanordnungen 26 und 26A mit im wesentlichen identischen Drehzahlen. Die beiden im wesentlichen identischen Vorgelegewellenanordnungen sind an einander diametral gegenüberliegenden Seiten der Hauptwelle 28 angeordnet, die mit der Eingangswelle 16 im wesentlichen koaxial ausgerichtet ist. Jede der Vorgelegewellenanordnungen weist eine Vorgelegewelle 30 auf, die durch Lager 32 und 34 in dem Gehäuse H gehalten ist, von dem lediglich ein Abschnitt schematisch veranschaulicht ist. Jede Vorgelegewelle ist mit einer identischen Gruppierung von Vorgelegewellenzahnrädem 38, 40, 42, 44, 46 und 48 versehen, die drehfest mit dieser verbunden sind. Mehrere Hauptwellenzahnräder 50, 52, 54, 56 und 58 sitzen auf der Hauptwelle 28 und sind zeitlich einander ausschließend wahlweise mit der Hauptwelle 28 drehfest kuppelbar, indem Kupplungsmuffen 60, 62 und 64 verschoben werden, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Kupplungsmuffe 60 kann außerdem verwendet werden, um das Eingangszahnrad 24 mit der Hauptwelle 28 zu kuppeln, um eine direkte Antriebsbeziehung zwischen der Eingangswelle 16 und der Hauptwelle 28 zu schaffen.
Typischerweise werden die Kupplungsmuffen 60, 62 und 64 mittels Schaltgabeln 60A, 62A und bzw. 64A axial positioniert, die mit der Schaltgehäuseanordnung 70 verbunden sind, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Kupplungsmuffen 60, 62 und 64 können von der bekannten synchronisierten oder nichtsynchronisierten doppelt wirkenden Klauenkupplungsbauart sein.
Das Hauptwellenzahnrad 58 ist das Rückwärtsgangzahnrad und steht über konventionelle (nicht dargestellte) Zwischen- oder Faulenzerräder in ständigem kämmenden Eingriff mit den Vorgelegewellenzahnrädem 48. Es sollte außerdem angemerkt werden daß, während die Hauptgetriebegruppe 12 fünf auswählbare Vorwärtsgangstufen liefert, die niedrigste Vorwärtsgangstufe, nämlich die durch die treibende Verbindung des Hauptwellenantriebszahnrades 56 mit der Hauptwelle 28 erhaltene, häufig eine so hohe Untersetzung aufweist, daß sie als niedriger oder "Kriech"-Gang angesehen wird, der nur zum Starten eines Fahrzeuges unter schweren Bedingungen und üblicherweise nicht in dem oberen Getrieberangebereich benutzt wird. Entsprechend ist die Hauptgetriebegruppe 12, die fünf Vorwärtsgänge liefert, üblicherweise als eine "vier plus eins" oder "(4 + 1)"-Hauptgruppe bezeichnet, weil lediglich vier der Vorwärtsgänge durch die mit dieser verwendete Rangegetriebegruppe 14 erweitert werden.
Die Klauenkupplungen 60, 62 und 64 sind insofern Dreipositionskupplungen, als sie mittels eines Schalthebels 72 in die mittige, nichteingerückte Position, wie dargestellt, oder in eine ganz nach rechts eingerückte oder in eine ganz nach links eingerückte Position verschoben werden können. Wie es bekannt ist, ist lediglich eine der Kupplungen 60, 62 und 64 zu einem gegebenen Zeitpunkt einrückbar und es sind (nicht dargestellte) Hauptgruppenverriegelungsmittel vorgesehen, um die anderen Kupplungen in der Leerlaufposition zu verriegeln.
Die Hilfsgetrieberangegruppe 14 enthält zwei im wesentlichen identische Hilfs-Vorgelegewellenanordnungen 74 und 74A, die jeweils eine Hilfsgruppenvorgelegewelle 76 aufweisen, die durch Lager 78 und 80 in dem Gehäuse H abgestützt sind und zwei Hilfsgruppenvorgelegewellenzahnräder 82 und 84 drehfest tragen. Die Hilfsgruppenvorgelegewellenzahnräder 82 stehen in ständigem kämmenden Eingriff mit dem Range/Ausgangszahnrad 86, das drehfest mit der Hauptwelle 28 verbunden ist, und tragen dieses, während die Vorgelegewellenzahnräder 84 der Hilfsgruppe in ständigem kämmenden Eingriff mit dem Ausgangszahnrad 88 stehen, das auf der Getriebeausgangswelle 90 sitzt.
Eine synchronisierte Schaltkupplungsanordnung 92 mit zwei Positionen, die mittels einer Schaltgabel 94 und der Schaltaktuatoranordnung 96 der Rangegruppe axial positionierbar ist, ist vorgesehen, um entweder zum Betrieb in der unteren Rangestufe das Zahnrad 86 mit der Hauptwelle 28 oder zum Betrieb in der direkten oder hohen Rangestufe des Verbundgetriebes das Zahnrad 88 mit der Hauptwelle 28 10 zu kuppeln. Das Schaltmuster vom "Wiederholt H"-Typ für das Verbundgetriebe 10 vom Rangetyp ist in Fig. 1B schematisch dargestellt. Die Auswahl und/oder Vorauswahl des Betriebes in der niedrigen oder hohen Rangestufe des Getriebes 10 erfolgt mittels eines fahrerbetätigten Schalters oder Knopfes 98, der üblicherweise an dem Schalthebel 72 angeordnet ist.
Obwohl die Hilfsgruppe 14 vom Rangetyp als eine zweigängige Getriebegruppe mit schräg- oder schraubenverzahnten Zahnrädem dargestellt ist, versteht es sich, daß die vorliegende Erfindung ebenfalls auf Getriebe anwendbar ist, die Hilfsgruppen der kombinierten Splitter/Rangebauart nutzen, drei oder mehr auswählbare Rangegangstufen aufweisen und/oder Planetengetriebe nutzen. Wie es oben angedeutet ist, kann eine beliebige oder mehrere der Kupplungen 60, 62 oder 64 von der synchronisierten Schaltkupplungsbauart sein und die Getriebegruppen 12 und/oder 14 können von der Bauart mit einer einzelnen Vorgelegewelle sein.
Die Hauptgetriebegruppe 12 wird durch die axiale Bewegung wenigstens einer Schaltstange oder Schaltwelle gesteuert, die in dem Schaltstangengehäuse 70 enthalten sind und durch Betätigung des Schalthebels 72 gesteuert werden. Wie es bekannt ist, kann der Schalthebel 72 direkt oder fern von dem Getriebe angeordnet sein. Einrichtungen dieser Bauart sind aus dem Stand der Technik bekannt und sind durch Bezugnahme auf das US-Patent Nr. 4.621.537 ersichtlich, dessen Offenbarung hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist. Die Rangegruppe wird durch Betätigung des Knopfes 98 oder eines Positionsschalters 98A in dem Falle einer Steuerung vom "Doppel H"-Typ gesteuert, wie es beides aus dem Stand der Technik bekannt ist. Das Schaltstangengehäuse 70 kann außerdem der konventionelleren Bauart mit mehreren Schaltstangen sein, die aus dem Stand der Technik bekannt ist, wie mit Bezug auf die US-Patente Nr. 4.782.719, 4.722.237 und 4.614.126 ersichtlich ist.
Das Steuersystem der vorliegenden Erfindung ist gleichermaßen auf Verbundgetriebe mit Bange-, kombinierten Bange/Splitter- oder Splitter/Rangehilfsgruppen anwendbar.
In Fig. 2 ist das mechanische Gangwechselverbundgetriebe 100 ein achtzehngängiges Verbundgetriebe mit einer Hauptgetriebegruppe 12A, die identisch oder im wesentlichen identisch der Hauptgetriebegruppe 12 ist, die oben mit Bezug auf das dem Stand der Technik gemäße Getriebe 10 beschrieben worden ist. Die Hauptgetriebegruppe 12A des Getriebes 100 weicht von der Hauptgetriebegruppe 12 des Getriebes 10 lediglich dahingehend ab, daß sich die Hauptwelle 28A etwas weiter in die Hilfsgetriebegruppe 102 hinein erstreckt, als sich die Hauptwelle 28 in die Hilfsgetriebegruppe 14 erstreckt. Im Hinblick auf den im wesentlichen identischen Aufbau der Hauptgetriebegruppen 12 und 12A wird die Hauptgetriebegruppe 12A nicht nochmals detailliert beschrieben.
Die Hilfsgetriebegruppe 102 enthält zwei im wesentlichen identische Hilfsgruppen-Vorgelegewellenanordnungen 104 und 104A, die jeweils eine Hilfsgruppenvorgelegewelle 106 aufweisen, die durch Lager 108 und 110 in dem Gehäuse H abgestützt sind und die jeweils drei Hilfsgruppenvorgelegewellenzahnräder 112, 114 und 116 drehfest tragen. Die Hilfsgruppenzahnräder 112 stehen in ständigem kämmenden Eingriff mit dem auf der Hauptwelle 28A sitzenden Splitterzahnrad 118 und tragen dieses. Die Hilfsgruppenvorgelegewellenzahnräder 114 stehen in ständigem kämmenden Eingriff mit dem Hilfsgruppensplitter/Rangegruppenzahnrad 120, das auf der Ausgangswelle 122 an dem Ende derselben sitzt, das dem koaxialen Ende der Hauptwelle 28 benachbart ist, und tragen dieses. Die Hilfsgruppenvorgelegewellenzahnräder 116 stehen in ständigem kämmenden Eingriff mit dem Hilfsgruppenrangezahnrad 124, das auf der Ausgangswelle 122 sitzt, und tragen dieses. Entsprechend definieren die Vorgelegewellenzahnräder 112 der Hilfsgruppe und das Splitterzahnrad 118 eine erste Gangebene, die Vorgelegewellenzahnräder 114 der Hilfsgruppe und das Splitter/Rangezahnrad 120 definieren eine zweite Gangebene, und die Vorgelegewellenzahnräder 116 der Hilfsgruppe und das Rangezahnrad 124 definieren eine dritte Gangebene oder Ganggruppierung der Hilfsgetriebegruppe 102 der kombinierten Splitter- und Rangebauart.
Eine in zwei Positionen verschiebbare Klauenkupplungsmuffe 126 wird verwendet, um entweder das Splitterzahnrad 118 oder das Splitter/Rangezahnrad 120 selektiv mit der Hauptwelle 28A zu kuppeln, während eine synchronisierte Kupplungsanordnung 128 mit zwei Positionen dazu verwendet wird, wahlweise das Splitter/Rangezahnrad 120 oder das Rangezahnrad 124 mit der Ausgangswelle 122 zu kuppeln. Der Aufbau und die Funktion der doppelt wirkenden, verschiebbaren Schaltkupplungsmuffe 126 ist im wesentlichen identisch zu der Struktur und der Funktion der verschiebbaren Kupplungsmuffen 60, 62 und 64, die in Verbindung mit dem Getriebe 10 verwendet sind, während der Aufbau und die Funktion der doppelt wirkenden, synchronisierten Kupplungsanordnung 128 im wesentlichen identisch dem Aufbau und der Funktion der synchronisierten Kupplungsanordnung 92 ist, die in Verbindung mit dem Getriebe 10 verwendet ist. Synchronisierte Kupplungsanordnungen, wie bspw. die Anordnungen 92 und 128, sind aus dem Stand der Technik bekannt und Beispiele für diese sind mit Bezug auf die US-Patente 4.462.489, 4.125.179 und 2.667.955 ersichtlich.
Solche Kupplungen enthalten typischerweise ein Paar axial in Eingriff bringbare Klauenkupplungselemente, eine Sensor/Sperreinrichtung zum Erfassen der nichtsynchronen Drehung der Klauenkupplungselemente und zum Sperren des axialen Einrückens derselben, sowie eine ein Paar häufig konischer Reibflächen, die in Eingriffsrichtung vorgespannt werden, um die Klauenkupplungselemente reibungsmäßig zu verbinden, um eine weitgehend synchrone Drehung herbeizuführen. Einen weitgehend unsynchronen Zustand vorausgesetzt, nimmt die Kupplung bei einem versuchten Einrücken solcher Anordnungen eine gesperrte Position ein, in der die Sperreinrichtung das axiale Einrücken der Klauenkupplungsglieder sperrt und die Reibflächen kraftbelastet in Eingriff stehen. Wenn die Kupplungsanordnung bei hoher axialer Eingriffskraft in der gesperrten Position verbleibt, während die Hauptgetriebegruppe über eine längere Zeitspanne eingerückt ist, kann eine übermäßige Drehmomentbelastung die Reibflächen beschädigen und/oder zerstören.
Der detaillierte Aufbau der bevorzugten Ausführungsform der Hilfsgruppe 102 ist in den Fig. 3A und 3B veranschaulicht, aus denen ersichtlich ist, daß sich das hintere Ende der Hauptwelle 28A in die Hilfsgetriebegruppe 102 erstreckt und mit einer äußeren Profilverzahnung 130 versehen ist, die zu einer inneren Profilverzahnung 132 paßt, die an der Kupplungsmuffe 126 ausgebildet ist, um die Kupplungsmuffe 126 drehfest mit der Hauptwelle 28A zu kuppeln, während sie eine axiale Bewegung in Bezug aufeinander zuläßt. Die Kupplungsmuffe 126 ist mit Kupplungszähnen 134 und 136 versehen, um wahlweise mit Kupplungszähnen 130 und 140 in Eingriff gebracht zu werden, die an den Zahnrädem 118 bzw. 120 vorgesehen sind. Die Kupplungsmuffe 126 ist außerdem mit einer Nut 141 zur Aufnahme einer Schaitgabel 142 versehen.
Das Zahnrad 118 sitzt auf der Hauptwelle 28A und ist in Bezug auf diese und normalerweise frei drehbar sowie in Bezug auf die Hauptwelle 28A axial mittels Halteeinrichtungen 144 gehalten. Die Kupplungszähne 136 und 138 weisen Schrägflächen 146 und 148 auf, die ungefähr 35º zu der Achse der Hauptwelle 28 geneigt sind, was eine vorteilhafte Wechselwirkung dahingehend erbringt, dem nichtsynchronen Einrücken zu widerstehen, und die außerdem dazu tendiert, eine synchrone Drehung zu verursachen, wie detaillierter in dem US-Patent Nr. 3.265.173 beschrieben ist. Die Kupplungszähne 136 und 140 sind mit ähnlichen komplementären Schrägflächen versehen.
Das Splitter/Rangezahnrad 120 ist an dem innenhegenden Ende 150 der Ausgangswelle 122 mittels eines Drucklagerpaares drehbar gelagert, während das Rangezahnrad 124 auf der Ausgangswelle 122 sitzt und an dieser axial mittels Druckscheiben gehalten ist. Zwischen den Zahnrädem 120 und 124 und mittels äußerer und innerer Profilverzahnungen drehfest auf der Ausgangswelle 122 ist die doppelt wirkende, synchronisierte Zweipositionskupplungsanordnung 128 gehalten. Viele der bekannten synchronisierten formschlüssigen Kupplungsanordnungen sind zur Verwendung in der Hilfsgetriebegruppe gemäß der vorliegenden Erfindung verwendbar. Die veranschaulichte synchronisierte Kupplungsanordnung 128 ist von der Zapfenbauart, die in dem oben genannten US-Patent Nr. 4.462.489 beschrieben ist. Kurz gesagt enthält die synchronisierte Kupplungsanordnung 128 ein Klauenkupplungselement 162, das mittels einer Schaltgabel 164 axial positioniert wird und das Kupplungszähne 166 bzw. 168 trägt, um axial mit Kupplungszähnen 170 bzw. 172 in Eingriff zu kommen, die von den Zahnrädem 120 bzw. 124 getragen sind. Die Zahnräder 120 und 124 definieren konische Reibflächen 174 bzw. 176, um reibungsmäßig und synchronisierend mit passenden Reibkonusflächen 178 bzw. 180 in Eingriff zu kommen, die von den Reibringen 182 bzw. 184 der synchronisierten Kupplungsanordnung getragen sind. Sperrzapfen 186 und 188 sind drehfest mit den Reibringen 184 bzw. 182 verbunden und wirken mit Sperröffnungen 190 zusammen, die an dem verschiebbaren Element 162 ausgebildet sind, um die Sperrfunktion zu erbringen, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Synchronisierungsanordnung 128 kann außerdem eine Vielzahl von Federzapfen (nicht dargestellt) enthalten, um die konischen Reibflächen bei Auslösen des Kupplungseinrückvorganges beginnend in Eingriff zu bringen.
Durch Überwachen der axialen Position der Schaltgabel 91/164 oder axial mit dieser bewegbarer Glieder kann der aktuelle Zustand der synchronisierten Kupplungsanordnung bestimmt werden.
Die Ausgangswelle 122 ist von Lagern 192 in dem Gehäuse H getragen und erstreckt sich von diesem zur Befestigung eines Jochgliedes Y oder dergleichen, das typischerweise einen Abschnitt eines Kardangelenkes zum Antrieb einer Kardanwelle zu einem Differential oder ähnlichem bildet. Die Ausgangswelle 122 kann außerdem ein Tachometerzahnrad 194 und/oder unterschiedliche Dichtungselemente tragen (nicht dargestellt)
Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, können durch wahlweises axiales Positionieren sowohl der Splitterkupplung 126 als auch der Rangekupplung 128 in ihre Axialpositionen nach vorn und nach hinten vier unterschiedliche Übersetzungen der Hauptwellendrehung zu der Drehung der Ausgangswelle erreicht werden. Entsprechend ist die Hilfsgetriebegruppe 102 eine Dreiebenen-Hilfsgruppe der kombinierten Range- und Splitterbauart, die vier auswählbare Gänge oder Untersetzungsstufen zwischen dem Eingang (Vorgelegewelle 28A) und dem Ausgang (Ausgangswelle 122) erbringt. Getriebe dieser Bauart sind aus dem Stand der Technik bekannt und von der Anmelderin Baton Corporation unter dem Handelsnamen "Super 10" und "Super 18" vertrieben sowie detaillierter aus dem US- Patent Nr. 4.754.665 ersichtlich.
Das Schaltmuster des Getriebes 100 ist in Fig. 2A schematisch veranschaulicht, wobei der "S"-Pfeil einen Splitterschaltvorgang und der "R"-Pfeil einen Rangeschaltvorgang kennzeichnen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Schalteinrichtung 200 der Bauart mit einer einzelnen Schaltwelle benutzt, wie in Fig. 4 dargestellt. Einrichtungen dieser Bauart sind aus dem Stand der Technik bekannt, wie mit Bezug auf die US-Patente 4.920.815 und 4.621.537 ersichtlich ist.
Kurz gesagt wirkt der Schalthebel 98 mit dem Stück 202 zusammen, um eine Drehbewegung der Welle 204 in Bezug auf das Getriebegehäuse herbeizuführen. Eine Drehbewegung veranlaßt Stößel, wie bspw. den Stößel 206 und andere, nicht sichtbare Stößel, mit Anlageflächen oder Schlitzen zusammenzuwirken, die an den Naben der Schaltgabeln 60A, 62A und 64A vorgesehen sind, um zwei der Schaltgabeln in Bezug auf das Gehäuse axial zu fixieren und um die andere Schaltgabel axial an die Welle 204 zu binden. Eine axiale Bewegung der Welle 204 und der ausgewählten, axial mit dieser verbundenen Schaltgabel ergibt dann ein Einrücken und Ausrücken der mit dieser verbundenen Klauenkupplungen.
Entsprechend kann durch Überwachung der Axialposition eines ausgewählten Segmentes oder einer Schaltgabel 204, wie bspw. einer oder mehrerer Leerlaufrasten 210, der Leerlauf/Nichtleerlaufzustand der Hauptgruppe 12 des Getriebes 10 erfaßt werden.
Die vorliegende Erfindung ist außerdem auf Verbundgetriebe anwendbar, die die bekannten Schaltstangengehäuseanordnungen mit parallelen Schaltstangen nutzen, die aus den US-Patenten 4.445.393, 4.275.612, 4.584.895 und 4.722.237 ersichtlich sind. Solche Einrichtungen enthalten typischerweise eine sich rechtwinklig zu den Schaltstangen erstreckende Anordnung (häufig verbunden mit einer Verriegelungseinrichtung für die Schaltstangen), die eine erste Position einnimmt, wenn alle Schaltstangen in einer axial mittigen Leerlaufposition stehen, oder eine zweite Position einnimmt, wenn eine der Schaltstangen aus ihrer axial mittigen Leerlaufposition heraus verschoben ist.
Obwohl die Hilfsgetriebegruppen typischerweise mit der Hauptgetriebegruppe verbunden sind, ist der hier verwendete Begriff "Hilfsgetriebegruppe" ebenfalls auf abgesetzte Antriebsstrangeinrichtungen wie mehrgängige Achsen, mehrgängige Verteilergetriebe und ähnliches anwendbar.
Während die vorliegende Erfindung sowohl gleichermaßen auf das in Fig. 1 veranschaulichte Getriebe 10 und das in den Fig. 2 und 3 veranschaulichte Getriebe 100, als auch auf andere Verbundgetriebe anwendbar ist, die synchronisierte Hilfsgruppen-Klauenkupplungsanordnungen nutzen, wird die vorliegende Erfindung zum Zwecke der Vereinfachung und der Erleichterung des Verständnisses in erster Linie als mit dem in den Fig. 1, 1A, 1B und 1C veranschaulichten Range-Verbundgetriebetyp verwendet dargestellt.
Eine Schaltsteuerung der in der Fig. 1B veranschaulichten Bauart, d.h. eine Steuerung vom "Wiederholt H"- Typ vorausgesetzt, beinhaltet ein Verbundschaltvorgang vom 4-ten zum 5-ten Gang ein Trennen der Klauenkupplung 60 von dem Eingangszahnrad 24 des 4-ten/8-ten Ganges, danach das Trennen der Kupplung 92 von dem langsamen oder untersetzten Rangezahnrad 86 und Einrücken der Kupplung 92 mit dem schnellen oder direkten Rangezahnrad 88 und danach das Einrücken der Klauenkupplung 62 mit dem Hauptgruppenzahnrad 54 des 1-sten/5-ten Ganges. Um dies zu vollbringen, wählt der Fahrer "HI" mit dem Rangeauswahlknopf 98 und schaltet dann mit dem Schalthebel aus der 4/8-Position zu N und dann zu der 1/5-Position. Bei Getrieben nach dem Stand der Technik, wie bei dem 9- gangigen RT/RTO 11609 "Roadranger"-Getriebe, das von der Eaton Corporation hergestellt und vertrieben wird, ist ein Zweipositions-Slaveventil, das eine erste Position hat, um zu veranlassen, daß der "HI"-Range ausgewählt wird, und das eine zweite Position hat, um zu veranlassen, daß der "LO"-Rangebereich ausgewählt wird, in einer seiner beiden Positionen durch einen Stößel oder ähnliches verriegelt, sobald die Hilfsgetriebegruppe 10 nicht im Leerlauf befindlich ist. Beispiele solcher Ventile und Verriegelungen sind mit Bezug auf die o.g. US-Patente Nr. 3.229.551, 4.450.869, 4.793.378 und 4.974.474 ersichtlich.
Wie vorstehend angedeutet, schützen solche Einrichtungen die Synchronisiereinrichtungen der Rangegruppe unter den meisten Bedingungen durch Sperren des Einleitens eines Rangeschaltvorganges, bis die Hauptgruppe in den Leerlauf geschaltet ist, jedoch kann unter gewissen Betriebsbedingungen der Hauptgruppenschaltvorgang vor dem Rangegruppenschaltvorgang beendet sein, was die Synchronisiereinrichtung der Rangegruppe gefährdet. Dies ist für Hochschaltvorgänge (4-ter zu 5-ter) der Rangegruppe ein wesentlich größeres Problem als für Zurückschaltvorgänge (5-ter zu 4-ter) der Rangegruppe, weil das Drehmoment an den Reibkonusflächen der Synchronisiereinrichtung (174/178 in Fig. 3A) beim Einrücken des Zahnrades 88 der direkten Rangestufe dazu neigt, die Tendenz der Synchronisiereinrichtung zum Hängenbleiben an den Synchronisiersperreinrichtungen zu vergrößern, während das Drehmoment an den Reibkonusflächen (176/180 in Fig. 38) beim Einrücken des Zahnrades 86 des untersetzten Rangebereiches dazu tendiert, die Synchronisiereinrichtung in einen nichtgesperrten Zustand zu ziehen. Allgemein wird bei Getrieben des in den Fig. 1 und 2 veranschaulichten Typs das Abbrennen der Synchronisiereinrichtung der Rangegruppe bei Rangegruppenzurückschaltvorgängen nicht als signifikantes Problem angesehen.
Bezugnehmend auf das Getriebe nach Fig. 1 kann ein anderes ernsthaftes Problem auftreten, wenn ein Fahrer in dem 4-ten Gang beschließt, hochzuschalten, dann einen Range-Hochschaltvorgang auswählt und dann den Schalthebel in die oder auf die Leerlaufposition zu bewegt. Wenn der Fahrer seine Absicht schnell ändert und den Schalthebel auf die 4/8-Position zurückbewegt, ohne die Wahl des Rangebereiches zu ändern, versucht die Rangekupplung, einen reinen 4-zu-8-Rangehochschaltvorgang zu vollbringen und die große Drehzahldifferenz an den Reibkonusflächen der Synchronisiereinrichtung kann diese schnell beschädigen. In solchen Situationen kann eine Synchronisiereinrichtung innerhalb von zwei Sekunden schwer beschädigt oder zerstört werden.
Auf ähnliche Weise haben unbeabsichtigt versuchte Verbund-Hochschaltvorgänge ähnliche Ergebnisse. Als anderes Beispiel ist das tatsächliche Resultat, wenn ein Fahrer unbeabsichtigt einen Range-Hochschaltvorgang vorauswählt und vergißt, und dann einen 4-3-Zurückschaltvorgang versucht, ein versuchter 4-7-Hochschaltvorgang mit einer hohen Drehzahldifferenz an den Reibflächen der Synchronisiereinrichtung.
Das Hilfsgruppen-Steuersystem/Verfahren der vorliegenden Erfindung überwindet die Nachteile des Standes der Technik durch graduelles Reduzieren der von der Schaltgabel 94 zum Einrücken auf das schnelle Rangezahnrad 86 ausgeübten Kraft auf ein relativ niedriges Niveau, wenn erfaßt wird, daß die Hauptgruppe nicht im Leerlauf befindlich ist. Die relativ niedrige Kraft wird so ausgewählt, daß sie ausreichend ist, um die synchronisierte Kupplung einzurücken, wenn Synchronzustände erreicht sind, die jedoch niedrig genug ist, um sicherzustellen, daß die Gefahr eines Abbrennens der Synchronisiereinrichtung minimiert oder eliminiert ist.
Während die vorliegende Erfindung insbesondere zum Steuern des Einrückens einer synchronisierten Rangekupplung, insbesondere der Rangekupplung für den schnellen oder direkten Rangebereich eines Verbundgetriebes gut geeignet ist, ist es nicht beabsichtigt, diese auf eine solche Verwendung zu beschränken und sie könnte beim Steuern des Einrückens synchronisierter Splitterkupplungen oder dergleichen von Nutzen sein.
Zum Zwecke der Vereinfachung wird die vorliegende Erfindung in Verbindung mit ihrer erwarteten vorteilhaftesten Verwendung beschrieben, nämlich bei Steuern der Kraft, die zum Einrücken der direkten oder schnellen synchronisierten Rangekupplung (Kupplungszähne 166 und 170 in Fig. 3A) eines Range-(10)-, Range/Splitter- oder Splitter/Range- (100) -Verbundgetriebes ausgeübt wird.
Während die typische, zum Einrücken einer Rangekupplung aufgewendete Kraft eine Funktion des effektiven Fluiddrucks (üblicherweise pneumatisch) ist, der an eine wirksame Kolbenfläche angelegt ist, kann die Einrückkraft außerdem durch elektromechanische Mittel, wie eine elektromotorgetriebene Kugelumlaufspindel oder ähnliche elektromagnetische Mittel wie Magnetspuleneinrichtungen oder andere Krafteinleitungsmittel, aufgebracht werden. Bei Fluiddruck-Krafterzeugungssystemen ist die auf eine Rangekupplung ausgeübte Kraft durch Variieren des wirksamen Fluiddrucks und/oder der wirksamen Kolbenfläche veränderbar. Bei elektromagnetischen und elektromechanischen Systemen kann die Kraft durch Verändern des elektrischen Stromes, der Spannung oder ähnlichem variiert werden.
Während es nicht beabsichtigt ist, die vorliegende Erfindung derart zu beschränken, wird die vorliegende Erfindung in ihrer bevorzugten Ausführungsform als ein pneumatisches Betätigungssystem beschrieben.
Bei Rangekupplungsaktuatoren nach dem Stand der Technik versorgt das Rangeventil, angenommen, daß ein Rangeschaltvorgang ausgewählt/vorausgewählt worden ist, daß die Hauptgetriebegruppe in den Leerlauf geschaltet worden ist-und daß die Rangeventilverriegelung freigege ben ist, die ausgewählte Kammer der Kolben/Zylinderanordnung zur Rangekupplungsbetätigung mit einem Druck (üblicherweise reguliert auf ungefähr 4,2 bis 5,6 kg/cm², das heißt 60 psi bis 80 psi (1 psi entspricht 6894,757 pa)) der ausreichend ist, um eine Kraft zu erzeugen (ungefähr 136 bis 181 kg, das heißt 300 bis 400 Pfund) , um die ausgewählte Kupplung schnell einzurücken und/oder in die gesperrte Position zu überführen und um eine signifikante Synchronisationskraft auf die Reibkonusse der Synchronisiereinrichtung auszuüben, um schnell eine synchrone Drehung der Kupplungsglieder, ein Entblockieren der Synchronisiereinrichtung und ein Bewegen der Kupplungselemente durch die Sperreinrichtung hindurch in formschlüssigen Eingriff zu bewirken. Wenn die Hauptgetriebegruppe im Leerlauf verbleibt oder wenn ein Schalten der Rangegruppe in die langsame Rangestufe oder untersetzte Rangestufe erfolgt, ergibt die Kraft keine Beschädigung der Synchronisiereinrichtung sondern ein relativ schnelles Einrücken der Rangegruppe. Wenn die Hauptgruppe jedoch vor dem Beenden eines versuchten Hochschaltvorganges der Rangegruppe in den schnellen oder direkten Rangegruppengang eingerückt ist, kann eine ernsthafte Beschädigung und/oder Zerstörung der Synchronisiereinrichtung im Falle eines versuchten überspringenden Hochschaltvorganges relativ schnell, üblicherweise innerhalb von ungefähr zwei (2,0) Sekunden, erfolgen.
Es hat sich herausgestellt, daß die synchronisierte Rangekupplung für die direkte Rangestufe bei Erfassen von Bedingungen, die dafür kennzeichnend sind, daß die Getriebehauptgruppe bei einem versuchten Schalten der Rangegruppe in den schnellen oder direkten Rangegruppengang in dem Nichtleerlaufzustand ist, wenn die zum Einrücken der direkten Rangekupplung ausgeübte Kraft graduell auf ein relativ niedrigeres zweites Niveau (von ungefähr 18 bis 36 kg, das heißt 40 bis 80 Pfund) reduziert wird, bei weitgehend synchroner Drehung der Kupplungshälften (Buchse 162 und Zahnrad 114 in Fig. 3A) noch immer einrückt, während die Synchronisiereinrichtungen nicht oder wenigstens nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne (wie bspw. 20 bis 45 Sekunden) beschädigt oder zerstört werden.
Die Kraft wird lediglich graduell von dem ersten höheren zu dem zweiten niedrigeren Kraftniveau reduziert, weil die zweite niedrigere Kraft zum normalen Einrücken der Range-Synchronisierkupplungen nicht akzeptabel ist, weil keine ausreichende Kraft auf die Reibungskupplungen der Synchronisiereinrichtung ausgeübt wird und viele Rangeschaltvorgänge eine abzulehnend lange Zeitspanne erfordern würden.
Wie aus den Fig. 5 und 5A ersichtlich ist, definiert die eine Aktuatorkolbenanordnung 220 der Rangekupplung einen Differentialflächenkolben 221 mit einem ersten Flächenbereich 222 (von ungefähr 25,6 cm² oder 3,96 Zoll²) der druckbedufschlagt wird, um die Kupplung für den unteren Rangebereich einzurücken, und mit einem zweiten größeren Flächenbereich 224 (von ungefähr 30,15 cm² oder 4,65 Zoll²), der druckbeaufschlagt wird, um die Rangekupplung für den schnellen Rangebereich mit dem ersten Kraftniveau einzurücken (p*a&sub2;&sub2;&sub4;). Ein regulierter Druck von ungefähr 5,6 kg/cm² oder 80 psi vorausgesetzt, beträgt das erste Kraftniveau ungefähr 169 kg oder 371 Pfund. Ein Druckentlasten der Kammer 224A unter den regulierten Druck ergibt ein Einrücken der Rangekupplung des schnellen Rangebereiches mit niedrigerer Kraft.
Der Kolben 221 ist abgedichtet und verschiebbar in einem Zylinder aufgenommen, der in zwei Kammern 222A und 224A unterteilt ist. Der Kolben 221 weist eine Stange 226 auf, an der die Schaltgabel 164 montiert ist, um die synchronisierte Kupplung 128 oder 92 in deren ausgewählte Positionen zu schalten.
Um den Schutzeffekt für die Synchronisiereinrichtung zu erbringen, dient die vorliegende Erfindung bei noch immer in den direkten Rangebereich (schneller Bereich) in Eingriffsrichtung vorgespannter Kupplung, dazu, (i) den zweiten Flächenbereich 224 aktiv druckzubeaufschlagen, wenn ein Rangeschaltvorgang in den direkten Bereich ausgewählt ist und die Hauptgetriebegruppe in ihrem Leerlauf zustand befindlich ist, und wenn (ii) die Kammer 224A gegen die Druckquelle abzudichten sowie die Kammer 224A graduell auf ein zweites niedrigeres Druckniveau (von ungefähr 0,7 bis 1,4 kg/cm² oder 10 bis 20 psi) zu entlüften, wenn ein Rangegruppenschaltvorgang in den hohen Bereich ausgewählt und die Hauptgruppe nicht in ihrem Leerlauf zustand befindlich ist. Der zweite Druck ergibt ein zweites Kraftniveau, das ausreicht, ein Einrücken der Kupplung für den direkten Rangebereich zu bewirken, wenn synchrone oder im wesentlichen synchrone Drehung der Kupplungshälfte der Rangekupplung des schnellen Rangebereiches erreicht ist, und es sollte vorzugsweise ausreichend sein, den direkten Rangebereich eingerückt zu halten (oder es sollten Gangrastmittel vorgesehen sein) . Die zweite Kraft sollte ausreichend niedrig sein, so daß bei eingerückter Hauptgetriebegruppe, wenn die Synchronisiereinrichtung eingerückt und gesperrt ist, die Konuskupplungen der Synchronisiereinrichtung oder ähnliches über eine vorbestimmte Zeitspanne, wie bspw. zwanzig (20) bis fünfundvierzig (45) Sekunden keine wesentliche Beschädigung erleiden.
Bspw. hat sich eine erste Kraft von ungefähr 136 bis 181 kg, das heißt 300 bis 400 Pfund bei einer zweiten Kraft von ungefähr 18,1 bis 36 kg oder 40 bis 60 Pfund als sehr befriedigend herausgestellt.
Schematische Darstellungen von Druckluftsystemen zum Erreichen des obigen Effektes sind aus den Fig. 5 und 5A ersichtlich.
Einrichtungen zum Anlegen entweder einer ersten oder einer zweiten, relativ geringeren Kraft an Schaltgabeln, wie zum Einrücken mit einer größeren ersten und Ausrücken mit einer zweiten kleineren Kraft sind aus dem Stand der Technik bekannt, wie aus dem US-Patent Nr. 4.928.544 ersichtlich ist.
Ein Rangeschaltungs-Luftsteuersystem 230 zum Schutz der Synchronisiereinrichtung ist in Fig. 5 dargestellt. Das Master-Rangeventil 232 ist mit einer Quelle gefilterter und regulierter Druckluft von einem Filterregler 234 verbunden. Bei Schwerlastfahrzeugen beträgt der regulierte Luftdruck üblicherweise 4,22 bis 5,62 kg/cm², das heißt 60 bis 80 psi. Der Schalter oder Hebel 98 dient dazu, die Signal- oder Pilotleitung 236 für niedrigen Druck entweder druckzubeaufschlagen (bw) oder zu entlüften (high) Die Steuerleitung 236 für den unteren Rangebereich verbindet das Range-Slaveventil 238, das ein Vierwegeventil 240 mit zwei Positionen (4/2-Wegeventil) ist, das auf die schnelle Rangeposition (das heißt Kammer 224A druckbeaufschlagt und Kammer 222A entlüftet) federnd vorgespannt ist und auf die Druckbeaufschlagung der Steuerleitung 236 reagiert, um sich in die niedrige Rangepositlon zu bewegen (das heißt die Kammer 222A ist druckbeaufschlagt und die Kammer 224A entlüftet)
Eine (nicht dargestellte) Welle, die entweder in eine Gangeinrückposition oder in eine Leerlaufposition bewegbar ist, kann mit einem Verriegelungsstößel (nicht dargestellt) versehen sein, um das Einleiten der Bewegung des Slaveventiles 238 zu verhindern, bis die Hauptgetriebegruppe in eine Leerlaufposition geschaltet ist. Die oben beschriebenen Komponenten des Steuersystems 230 werden als relativ standardmäßig bei Getrieben vom Rangetyp nach dem Stand der Technik angesehen.
Zu den obigen Komponenten sind (i) ein Zweiwegerestdruckventil 246 mit zwei Positionen (2/2-Wegeventil) in der Versorgungsdruckleitung 248 zwischen der geregelten Quelle 234 und dem Slaveventil 238 sowie (ii) eine Druckentlastungsventilanordnung 250, die als Drossel und als Rückschlagventil wirkt, zum graduellen Druckentlasten der Kammer 224A hinzugefügt.
Das Restdruckventil 246 enthält einen Stößel 252 zum Erfassen des Leerlauf- oder Nichtleerlaufzustandes der Hauptgetriebegruppe 12 in Zusammenwirken mit einer Rastnut 210 in der Schaltstange 204. Das Ventil 246 ist normalerweise offen (wenn Hauptgruppenleerlauf erfaßt wird) und sperrt den Druckkanal 248 ab&sub1; wenn ein Hauptgruppen-Nichtleerlaufzustand festgestellt wird. Entsprechend ist das Steuersystem 230 von dem sogenannten "Restdruck" -Bauart.
Die Nut 210 der Welle 204 kann axial verlängert oder verengt sein, so daß sowohl ein bevorstehender als auch ein tatsächlicher Hauptgruppenleerlauf zustand oder Nichtleerlaufzustand erfaßbar sind.
Das Entlastungsventil 250, das detaillierter aus Fig. 5A ersichtlich ist, ist als in dem Kolben 221 angeordnet und die Kammer 224A zu der Kammer 222A druckentlastend dargestellt, die mit dem Auslaß verbunden ist, sobald die Kammer 224A druckbeaufschlagt ist. Wie mit Bezug auf das Ventil 250A, das in gestrichelten Linien dargestellt ist, ersichtlich ist, kann das Druckentlastungsventil an unterschiedlichen Positionen stromabwärts zu dem Slaveventil 238 und in Fluidverbindung mit der Kammer 224A angeordnet werden.
Das als Rückschlagventil und Drossel wirkende Druckentlastungsventil 250 ist so ausgebildet, daß der Strömungswiderstand durch dieses beträchtlich größer ist als der Strömungswiderstand von der Quelle 234 durch den Kanal 248 und die Ventile 246 und 238 in die Kammer 224A, so daß bei aktiver Druckbeauf schlagung der Zylinderkammer der schnellen Rangekupplung, das heißt, wenn die hohe Rangestufe ausgewählt ist und das Ventil 246 in der Offenposition befindlich ist, die Strömung durch das drosselnde Entlastungsventil 250 zu dem Auslaß den Druck in der Kammer 224A nicht signifikant absenkt. Wenn der Kanal 248 durch das Restdruckventil 246 bei einem Schalten in die schnelle Rangegangstufe verschlossen wird, ergibt die Fluidströmung durch das Entlastungsventil 250 eine graduelle und konstante Reduzierung der Druckbeaufschlagung 224A von dem geregelten Druck zu dem Verschlußdruck (vorzugsweise um 10 bis 20 psi) des Ventils 250. Die auf den Aktuator 220 ausgeübte Kraft an der schnellen Rangekupplung vermindert sich entsprechend.
Ein möglicher Aufbau des als Rückschlagventil und Drossel wirkenden Druckentlastungsventiles 250 ist in Fig. 5A veranschaulicht. Ein Kanal 254 durch den Kolben 221 weist einen sich in die Kammer 224A öffnenden Widerstandsabschnitt 256 mit reduziertem Durchmesser, einen sich in die Kammer 222A öffnenden Abschnitt 258 mit vergrößertem Durchmesser sowie einen im wesentlichen konischen Ventilsitzabschnitt 260 auf, der zwischen den beiden Endabschnitten angeordnet ist. Ein sphärisches Ventilelement 262 ist mittels einer Druckfeder 264 in abdichtende Berührung mit dem Ventilsitz 260 vorgespannt, die durch axiales Positionieren eines Federsitzes 266 justierbar ist. Andere Konstruktionen sind selbstverständlich möglich.
Die Beschränkung des Fluidstromes durch den Durchgang 256 ist sehr restriktiv, so daß die Kammer 224A graduell zu dem Ventilverschlußdruck von ungefähr 10 bis 20 psi herunter druckentlastet wird. Außerdem ist die Beschränkung des Fluidstromes durch den Kanal 256 beträchtlich größer als die von der Quelle 234 zu der Kammer 224A, wenn das Ventil 246 offen ist, so daß die Kammer 224A ungeachtet der Wirkung des als Rückschlagventil und Drossel wirkenden Druckentlastungsventiles 250 bei Quellendruck liegt, wenn sie aktiv druckbeaufschlagt wird.
Das Druckentlastungsventil 250 sollte jedoch einen ausreichenden Fluidstrom durch es hindurch ermöglichen, so daß ein Absperren der Kammer 224A bei geregeltem Druck die Kammer 224A innerhalb von ungefähr zwei Sekunden zu dem Referenzdruck herunter druckentlastet wird.
Entsprechend wird die Kammer 224A für den oberen Rangebereich zu jedem Zeitpunkt nach dem Auslösen eines Rangeschaltvorganges in den oberen Rangebereich, wenn die Hauptgetriebegruppe in dem Nichtleerlaufzustand befindlich ist, graduell druckentlastet. Dies gestattet eine normale Beendigung eines Schaltvorganges in den hohen Rangebereich oder, wenn der Hauptgruppenschaltvorgang den Rangeschaltvorgang überholt, ein Schalten in den hohen Rangebereich mit einer beträchtlich reduzierten Kraft.

Claims

1. Verfahren zum Steuern eines druckmittelbetätigten Schaltaktuators (220) für eine Hilfsgetriebegruppe (14) eines Verbundgetriebes (10) mit einer vielgängigen Hauptgetriebegruppe (12), die mit der Hilfsgetriebegruppe hintereinander angeordnet ist, wobei die Hauptgetriebegruppe einen Leerlauf- und einen Nichtleerlaufzustand aufweist, die auswählbare Getriebegruppe eine auswählbare schnelle Gangstufe und eine auswählbare langsame Gangstufe aufweist, und wobei die schnelle Gangstufe mittels einer synchronisierten Klauenkupplungsanordnung (92) einrückbar ist, mit einer Quelle unter einem regulierten Druck (234) stehenden Fluids, mit Schaltermitteln (98) zur Auswahl einer gewünschten Hilfsgruppengangstufe, wobei der Aktuator (220) einen Kolben (221) mit einer eine erste Kammer (224A) definierenden ersten Kolbenfläche (224) und mit einer eine zweite Kammer (222A) definierenden zweiten Kolbenfläche (222) aufweist, wobei die Druckbeaufschlagung der ersten Kammer (224A) den Aktuator veranlaßt, die synchronisierte Kupplungsanordnung in Richtung auf das Einrücken der schnellen Gangstufe vorzuspannen und die Druckbeaufschlagung der zweiten Kammer (222A) den Aktuator veranlaßt, in Richtung auf die langsame Gangstufe vorgespannt zu werden, mit Folgeventilmitteln (238), die von dem Schaltermittel gesteuert und mit einem Auslaß (EX) sowie über einen ersten Kanal (248) mit der Quelle verbunden sind, wobei die Folgeventilmittel von dem Schaltermittel gesteuert sind, um die erste Kammer mit dem ersten Kanal und die zweite Kammer mit dem Auslaß zu verbinden, wenn die schnelle Gangstufe ausgewählt worden ist, und um die erste Kammer mit dem Auslaß und die zweite Kammer mit dem ersten Kanal zu verbinden, wenn die langsame Gangstufe ausgewählt worden ist, wobei zu dem Verfahren gehört:

Das Erfassen (252, 210) des aktuellen Leerlauf- oder Nichtleerlaufzustandes der Hauptgetriebegruppe und das Sperren (246) des Druckmittelstromes in dem ersten Kanal, wenn die Hauptgetriebegruppe in ihrem Nichtleerlaufzustand ist, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch:

Konstantes graduelles Druckentlasten der ersten Kammer über eine Drosselöffnung (250), sobald die Druckbeaufschlagung der ersten Kammer größer ist als ein vorbestimmter Referenzdruck, wobei der vorbestimmte Druck niedriger ist als der geregelte Druck.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Verbundgetriebe ein manuell betätigtes Getriebe vom Rangetyp ist, wobei die erste Getriebegruppe eine Hilfsrangegruppe ist, die eine schnelle und eine langsame Gangstufe aufweist, und wobei die auswählbare Gangstufe die schnelle Rangegruppengangstufe ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Hilfsgruppe (14) eine zweigängige Rangegruppe und die schnelle Gangstufe eine direkte Gangstufe ist.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, bei dem der geregelte Druck wenigstens zweimal so groß ist wie der vorbestimmte Referenzdruck.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, bei dem die synchronisierte Klauenkupplung für die schnelle Gangstufe eine Synchronisiervorrichtung vom Zapfentyp aufweist

6. Verfahren nach den Ansprüchen 2 oder 3, bei dem das Verbundgetriebe ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einem maximalen Eingangsnenndrehmoment ist, das zur Verwendung in einem Fahrzeug mit einem maximalen erwarteten Fahrzeuggesamtgewicht vorgesehen ist, wobei die zweite Kraft so ausgewählt ist, daß sie (a) ausreichend ist, um ein Einrücken der synchronisierten Kupplung für den schnellen Gang der Hilfsgruppe zu verursachen, wenn deren Klauenkupplungsglieder mit im wesentlichen gleicher Drehzahl rotieren, und daß sie (b) nicht ausreichend ist, um über eine vorbestimmte Zeitspanne mehr als eine vorbestimmte Abnutzung der Reibflächen der synchronisierten Kupplung für den schnellen Gang der Hilfsgruppe zu verursachen, wenn (i) die Kupplung bei eingerückter Hauptgruppe in Eingriffsrichtung vorgespannt und in ihrem blockierten Zustand befindlich ist, wenn (ii) die Klauenkupplungsglieder signifikant unsynchron rotieren, wenn (iii) das maximale Nenndrehmoment auf die Getriebeeingangswelle übertragen wird und wenn (iv) das Fahrzeug das maximal erwartete Fahrzeuggesamtgewicht aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Widerstand des Fluidstromes durch den Drosselkanal (256) wesentlich größer ist als der Widerstand des Fluidflusses aus der Quelle in die erste Kammer, wenn die schnelle Gangstufe ausgewählt worden und die Hauptgetriebegruppe in ihrem Leerlauf zustand befindlich ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die erste Kolbenfläche einen ersten Kolbenflächenbereich definiert, der größer ist als der Kolbenf lächenbereich, der durch die zweite Kolbenfläche definiert ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1, 13 oder 14, bei dem das Fluid Druckluft ist.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 13 oder 14 oder 15, bei dem die Hilfsgetriebegruppe eine Rangegruppe ist.

11. Verbundgetriebe (10) mit einem System (230) zum Steuern eines druckmittelbetätigten Schaltaktuators (220) für eine Hilfsgetriebegruppe (14) eines Verbundgetriebes (10) mit einer vielgängigen Hauptgetriebegruppe (12), die mit der Hilfsgetriebegruppe hintereinander angeordnet ist, wobei die Hauptgetriebegruppe einen Leerlauf- und einen Nichtleerlaufzustand aufweist, die auswählbare Getriebegruppe eine auswählbare schnelle Gangstufe und eine auswählbare langsame Gangstufe aufweist, und wobei die schnelle Gangstufe mittels einer synchronisierten Klauenkupplungsanordnung (92) einrückbar ist, mit einer Quelle für unter einem regulierten Druck unter Druck stehendes Fluid (234), mit Schaltermitteln (98) zur Auswahl einer gewünschten Hilfsgruppengangstufe, wobei der Aktuator (220) einen Kolben (221) mit einer eine erste Kammer (224A) definierenden ersten Kolbenfläche (224) und mit einer eine zweite Kammer (222A) definierenden zweiten Kolbenfläche (222) aufweist, wobei die Druckbeaufschlagung der ersten Kammer (224A) den Aktuator veranlaßt, die synchronisierte Kupplungsanordnung in Richtung auf das Einrücken der schnellen Gangstufe vorzuspannen und die Druckbeaufschlagung der zweiten Kammer (222A) den Aktuator veranlaßt, in Richtung auf die langsame Gangstufe vorgespannt zu werden, mit einer Quelle unter einem regulierten Quellendruck stehenden Fluids (234), mit Folgeventilmitteln (238) , die mit einem Auslaß sowie über einen ersten Kanal (248) mit der Quelle verbunden sind, wobei die Folgeventilmittel von dem Schaltermittel gesteuert sind, um die erste Kammer mit dem ersten Kanal und die zweite Kammer mit dem Auslaß zu verbinden, wenn die schnelle Gangstufe ausgewählt worden ist, und um die erste Kammer mit dem Auslaß und die zweite Kammer mit dem ersten Kanal zu verbinden, wenn die langsame Gangstufe ausgewählt worden ist, wobei zu dem System außerdem gehören:

Restdruckventilmittel (246) zum Erfassen des aktuellen Leerlauf- oder Nichtleerlaufzustandes der Hauptgetriebegruppe und zum Reagieren darauf, indem eine Fluidströmung durch den ersten Kanal freigegeben wird, wenn die Hauptgetriebegruppe in ihrem Leerlauf zustand ist, und indem die Fluidströmung durch den ersten Kanal gesperrt wird, wenn das Hauptgetriebe in seinem Nichtleerlaufzustand ist; gekennzeichnet durch:

ein Rückschlag-Entlastungsdrosselventil (250) zum konstanten Druckentlasten der ersten Kammer (224A) über eine Drosselöffnung (256) mit reduziertem Durchmesser, sobald die Druckbeaufschlagung der ersten Kammer einen vorbestimmten Referenzdruck überschreitet, wobei der vorbestimmte Druck niedriger ist als der geregelte Druck.

12. System nach Anspruch 11, bei dem der Kolben ein Differentialflächenkolben ist, dessen erste Kolbenfläche einen Flächeninhalt aufweist, der größer ist, als oder Flächeninhalt der zweiten Kolbenfläche

13. System nach den Ansprüchen 11 oder 12, bei dem der geregelte Druck wenigstens zweimal so groß ist wie der vorbestimmte Referenzdruck.

14. System nach Anspruch 11, 12 oder 13, bei dem die Hilfsgruppe (14) eine zweigängige Rangegruppe ist.

15. System nach Anspruch 14, bei dem die schnelle Gangstufe eine direkte Gangstufe ist.

16. System nach Anspruch 11, bei dem das Rückschlag-Entlastungsdrosselventil eine Fluidströmung aus der ersten Kammer (224A) in die zweite Kammer (222A) ermöglicht.

17. System nach Anspruch 11, bei dem das Rückschlag-Entlastungsdrosselventil in dem Kolben angeordnet ist und eine Öffnung zu der ersten Kolbenfläche sowie eine Öffnung zu der zweiten Kolbenfläche aufweist.

18. System nach Anspruch 11, bei dem der Widerstand des Fluidstromes von der ersten Kammer durch das Rückschlag-Entlastungsdrosselventil wesentlich größer ist als der Widerstand des Fluidstromes aus der Quelle in die erste Kammer, wenn die Hauptgetriebegruppe in ihrem Leerlauf zustand befindlich und die schnelle Gangstufe ausgewählt worden ist.

19. System nach einem der Ansprüche 11 bis 18, bei dem die synchronisierte Klauenkupplung für die schnelle Gangstufe eine Synchronisiervorrichtung vom Zapfentyp aufweist.

20. System nach einem der Ansprüche 11 bis 19, bei dem das Verbundgetriebe ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einem maximalen Eingangsnenndrehmoment ist, das zur Verwendung in einem Fahrzeug mit einem maximalen erwarteten Fahrzeuggesamtgewicht vorgesehen ist, wobei die zweite Kraft so ausgewählt ist, daß sie (a) ausreichend ist, um ein Einrücken der synchronisierten Kupplung für den schnellen Gang der Hilfsgruppe zu verursachen, wenn deren Klauenkupplungsglieder mit im wesentlichen gleicher Drehzahl rotieren, und daß sie (b) nicht ausreichend ist, um über eine vorbestimmte Zeitspanne mehr als eine vorbestimmte Abnutzung der Reibflächen der synchronisierten Kupplung für den schnellen Gang der Hilfsgruppe zu verursachen, wenn (i) die Kupplung bei eingerückter Hauptgruppe in Eingriffsrichtung vorgespannt ist, wenn (ii) die Klauenkupplungsglieder signifikant unsynchron rotieren, wenn (iii) das maximale Nenndrehmoment auf die Getriebeeingangswelle übertragen wird und wenn (iv) das Fahrzeug das maximal erwartete Fahrzeuggesamtgewicht aufweist.