DE4126650A1 - Schalteinrichtung, insbesondere fuer kraftfahrzeuggetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung, insbesondere zum automatischen Schalten mehrerer Fahrbereiche bei stufenlosen Getrieben oder Stufengetrieben nach einer in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bis 3 und 11 aufgeführten Art. Insbesondere bei stufenlosen Verzweigungsgetrieben, die mit formschlüssigen oder form- plus kraftschlüssigen Kupplungseinheiten ausgerüstet sind, ist eine spezielle Steuerungsart der Bereichskupplungen notwendig, um hohe Schaltqualität ohne Lastunterbrechung zu erzielen. Auch bei Anwendung einer Reibkupplung in Form einer Konuskupplung ist es vorteilhaft, einen gezielten angepaßten Schaltablauf mit entsprechender Hydrostatführung innerhalb der Schaltphase zu realisieren.

Bei stufenlosen hydrostatisch-mechanischen Verzweigungsgetrieben ist es üblich, daß nach jedem Bereichswechsel bzw. nach jeder Bereichsschaltung sich die Hydrostateinheiten A und B in ihrer Funktion als Pumpe und Motor vertauschen. Der lastabhängige Drehzahlschlupf des Hydrostatgetriebes bzw. der mit der Hydrostateinheit B verbundenen Welle 5 hat nach jeder Bereichsschaltung umgekehrte Auswirkung, die durch die Verstelleinrichtung innerhalb der Schaltphase korrigiert werden muß, um eine druckfreie Schaltung zu gewährleisten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schalteinrichtung, bevorzugt für automatisch schaltbare Getriebe, insbesondere für stufenlose Verzweigungsgetriebe mit rein formschlüssigen oder form- plus kraftschlüssig wirkenden Kupplungen, wie aus DE 41 04 167.4 bekannt, oder Reibkupplungen mit Konus-Reibflächen zu schaffen, die hohe Schaltqualität ohne Lastunterbrechung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch die in den Hauptansprüchen 1 bis 5, 20 und 25 aufgeführten Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung hervor. Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltschema,

Fig. 1a ein weiteres Schaltschema,

Fig. 2 die Verstell- und Drehzahlcharakteristik über einem Schaltablauf,

Fig. 2a Druckverlauf des Hydrostatgetriebes und Drehmomentverlauf zweier Kupplungen innerhalb eines Schaltablaufes,

Fig. 2b Schaltschema einer hydrostatisch-mechanischen Teileinrichtung bezogen auf den Öffnungsvorgang einer geschalteten Bereichskupplung,

Fig. 3 eine form- plus kraftschlüssige oder rein formschlüssige Kupplungseinrichtung als Doppelkupplung,

Fig. 3a eine Ausführungsform des Kupplungsprofils,

Fig. 3b eine Kupplungsausführung, bei der der Kupplungsring und der Kolben getrennte Bauteile darstellen,

Fig. 3c eine weitere Ausführungsform einer Kupplung mit hydraulischer Rückführung des Druckkolbens,

Fig. 3d und 3e eine weitere Ausführungsform des Kupplungsprofils,

Fig. 4 und 5 eine Schaltkupplung mit Synchronisiereinrichtung,

Fig. 6 und 6a eine Kupplungsausführung als Reibkupplung mit konischen Reibflächen, ausgeführt als Doppelkupplung,

Fig. 6b eine Reibkupplung mit zusätzlicher Schaltverzahnung,

Fig. 7 bis 7c verschiedene Ausführungsformen des Kupplungsprofils mit axialer drehmomentabhängiger Kraftkomponente durch schräge Mitnahmeflächen.

In Fig. 1 ist das Hydrostatgetriebe mit 1 gekennzeichnet, der mechanische Getriebeteil, der die Bereichskupplungen K1, K2, K3 mit den Steuerleitungen 11, 12, 13 enthält, mit 2 und das Steuergerät bzw. die Steuerlogik mit 6 gekennzeichnet. Das Hydrostatgetriebe 1 und der mechanische Getriebeteil sind zum Beispiel über Planetengetriebeeinheiten, Wellen und Zahnräder, z. B. wie in Fig. 8 dargestellt, miteinander verbunden.

Die Leckölverluste des Hydrostatgetriebes bewirken einen zwangsläufigen Drehzahlschlupf einer Hydrostatwelle 5. Dieser Drehzahlschlupf wirkt sich in Verbindung mit einem stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebe mit mehreren Fahrbereichen innerhalb der Bereichsschaltung, wie in Fig. 2 dargestellt, so aus, daß zum Beispiel bei Zugbetrieb zum Erreichen des Synchronzustandes der zu schaltenden Kupplungsglieder die Verstellgröße um das Maß X am Schaltpunkt größer sein muß als der theoretische Wert, um am Schaltpunkt S den Synchronpunkt der zu schaltenden Kupplungsglieder zu erreichen. Aufgrund der erwähnten Funktionsumkehrung von Pumpe zu Motor und umgekehrt nach erfolgter Schaltung in den nächsten Schaltbereich, wirkt sich der Drehzahlschlupf ebenfalls umgekehrt aus, was einer Verstellkorrekturgröße um das Maß Y entspricht. In der Regel haben die Korrekturgrößen X und Y unterschiedliche Größen, bedingt durch die jeweilige Getriebeauslegung und Bereichsgrößen entsprechend den unterschiedlichen Größen der Hydrostatdrücke p1 und Δp2 vor und nach der Schaltung. Innerhalb der Schaltphase ist das Hydrostatgetriebe in seiner Verstellung in Abhängigkeit zum Lastzustand um das Korrekturmaß X und Y zu korrigieren. Nach einem, wie in Fig. 2 dargestellten Schaltbeispiel, wobei B1 Bereich 1 und B2 Bereich 2 bedeutet, ist der Funktionsablauf wie folgt:

Bei einer Hochschaltung unter Last von B1 in B2 wird das Schaltsignal zum Schließen der zweiten Bereichskupplung ausgelöst sobald die Welle 5 bzw. die mit ihr verbundenen Kupplungsglieder mit den zu schaltenden Kupplungsgliedern am Schaltpunkt S Synchronlauf erreicht haben. Die Hydrostatverstellung ist hierbei um das Maß X größer als der theoretische Wert. Nun erfolgt die Schaltung in den zweiten Bereich bzw. das Schließen der zweiten Bereichskupplung nach erfolgtem Synchronimpuls, wobei die erste Bereichskupplung geschlossen bleibt. Die Hydrostatverstellung wird nun um das Maß Z zurückgeregelt innerhalb beider geschlossener Kupplungen bis der Stellpunkt SK1 erreicht ist, wonach das Signal zum Öffnen der ersten Bereichskupplung erfolgt. Erst danach wird die Getriebeübersetzung bei weiterer Hydrostatverstellung weiter verändert, um den zweiten Bereich zu durchfahren.

Im Hinblick auf eine optimal kurze Schaltzeit wird die Hydrostatverstelleinrichtung unmittelbar nach geschlossener zweiter Bereichskupplung in die Gegenrichtung umgesteuert. Dies kann auf elektronischem Weg in der Steuerlogik programmiert oder durch ein entsprechendes, nicht dargestelltes Wechselventil, das zum Beispiel in Abhängigkeit des Steuerdruckes pK2 für die zweite Bereichskupplung umgesteuert wird, realisiert werden.

Die in Fig. 3 dargestellte Kupplung entspricht der Kupplungsausführung wie aus DE 39 03 010 bekannt und im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben. Sie besitzt eine Kupplungsverzahnung 27, die axiale Abweisflächen, wie in Fig. 7 bis 7c dargestellt, aufweist, so daß abhängig vom Drehmoment eine axiale Kraftkomponente zum Ausschalten der Kupplung erzeugt wird, sobald die Kupplung 21 bzw. 25 durch das Ausschaltsignal bzw. Öffnungssignal drucklos gesetzt wird. Im eingeschalteten Zustand ist das Getriebeglied 19 über den Kupplungsring 23 und die Kupplungsverzahnung 27 mit dem mit dem Kupplungsträger 20 drehfesten und axial verschiebbaren Kupplungsglied 24, das gleichzeitig den Druckkolben darstellt unter Druckbeaufschlagung mit dem Kupplungsträger 20, der gleichzeitig die Abtriebswelle bildet, verbunden. Die Kupplung 22 ist hier vorzugsweise, z. B. als zweite Bereichskupplung, geöffnet und somit lastlos.

Das Kupplungsprofil 27 ist auch gemäß der Erfindung sehr vorteilhaft als formschlüssige Kupplungsverzahnung, wie in Fig. 3a 3e, 3d dargestellt und später genauer beschrieben, ausführbar. Der in Anspruch 1 beschriebene Kupplungsträger ist in der Regel als rotierendes Bauteil oder nichtrotierendes Bauteil bei Verbindung eines Getriebeteiles (z. B. Hohlrad eines Planetengetriebes) beispielsweise mit dem Gehäuse, ausführbar (nicht dargestellt).

Gemäß der Erfindung ist ein Druckventil 16; 122 vorgesehen, das nach Erreichen des Synchronzustandes an der neuen Kupplung über ein Synchronsignal e oder davon abhängiges Signal angesteuert wird, so daß der Steuerdruck für die neue zu schaltende Kupplung spontan angehoben wird, um diese Kupplung schnellstmöglichst zu schließen. Dieser Druckaufbau, der auch in Form eines Druckstoßes wirken kann, ermöglicht auch das Kupplungsschließen trotz gewisser Synchronabweichungen bzw. des Drehmomentaufbaues während dem Schließvorgang der Kupplung.

Des weiteren sieht die Erfindung ein Sperrventil 17 vor, das den Zufluß zum Verstellservo 4; 18 sperrt bzw. die Verstelleinrichtung des stufenlosen Wandlers nach Erreichen des Synchronzustandes der neuen Kupplung so lange blockiert, bis die neue Kupplung geschlossen ist. Dieses Sperrventil 17 bzw. diese Sperreinrichtung kann auch durch das Synchronsignal e angesteuert werden wie auch das entsprechende Kupplungsventil 161; 162, 163, 164 der neuen Kupplung (Fig. 1a). Diese Sperreinrichtung 17 verhindert nach erreichtem Synchronlauf und eingeleitetem Schaltimpuls ein mögliches Verlassen des Synchronzustandes, bevor die neue Kupplung geschlossen ist. Nach geschlossener Kupplung wird die Sperrfunktion der Verstelleinrichtung durch Lösen des Sperrventils 17 sofort aufgehoben, damit die bereits beschriebene Verstellkorrektur (x, y; z) eingeleitet und abgeschlossen werden kann innerhalb beider geschlossener Kupplungen. Das Signal zur Aufhebung der Sperrfunktion kann durch das Drucksignal 157; 158; 159 aus dem sich aufbauenden Steuerdruck der neuen Kupplung ausgelöst werden. Auch eine einprogrammierte feste oder von anderen Betriebsgrößen abhängige Sperrzeit kann in manchen Anwendungsfällen ausreichend sein. Die Betriebsgrößen können Motordrehzahl, Temperatur, Gaspedalstellung, Drosselklappenstellung, Hydrostatdruck, Änderungsgeschwindigkeit der Verstellung und vor allem die Fördermenge der Speisepumpe sein. In der Größe der Sperrzeit ist in erster Linie die Befüllungszeit der Druckkolben der neuen Kupplung zu berücksichtigen, die abhängig von einer oder mehreren der vorgenannten Betriebsgrößen unterschiedlich sein kann. Die Sperreinrichtung für die Verstellung kann vorzugsweise auch in der Elektronik einprogrammiert oder in einem hydraulischen oder/und mechanischen Gerät, z. B. einem bekannten Dämpfungsventil festgelegt werden, wobei als Steuersignale die oben beschriebenen Signale dienen können. Die Sperrfunktion wird hierbei durch ein entsprechendes Ventil 170, das die Hydrostatverstellung regelt, realisiert. Auch ein zwischen den Zuflußleitungen 116, 117 zur Hydrostatverstellung geschaltetes Wechselventil 44, das über Steuersignale der alten und neuen Kupplung oder dem Synchronsignal e angesteuert wird, ist als Sperrventil geeignet (nicht dargestellt).

Das Druckvnetil 16; 122 kann ein Zweistufenventil sein, d. h. mit zwei Druckstufen, wobei die niedrigere Druckstufe für den Normalbetrieb und die hohe Druckstufe zum Schalten der neuen Kupplung kurzzeitig angesteuert wird. Das Synchronsignal e kann gleichzeitig auch zum Ansteuern der zweiten Druckstufe benutzt werden.

Zur Wirkungsgradoptomierung ist in einem weiteren Ausführungsbeispiel bevorzugt die erste Druckstufe lastabhängig, z. B. durch den Arbeitsdruck Δp1 bzw. Δp2 veränderbar bzw. modulierbar, wie an anderer Stelle genauer beschrieben wird. Für ausreichende Ölmenge für die zweite Druckstufe sorgt erfindungsgemäß ein alternativ vorgesehener Hydrospeicher 45, der immer mit dem höheren Druck der zweiten Druckstufe nach einem Schaltvorgang aufgefüllt wird. Ein Ventil 46 verschließt den Ausgang des Hydrospeichers 45, so daß der Druck bis zur nächsten Schaltung aufrechterhalten bleibt. Mit Ansteuerung der neuen Kupplung wird auch dieses Ventil angesteuert und geöffnet. Bei Druckabfall außerhalb der Schaltung wird der Hydrospeicher nachgefüllt, indem durch ein entsprechendes Druckabfallsignal das Hauptdruckventil 16; 122 auf die zweite bzw. hohe Druckstufe angesteuert wird, wodurch der Hydrospeicher 45 gleichzeitig geöffnetem Ventil 46 aufgefüllt wird. Dieser Hydrospeicher 45 ist bevorzugt für Getriebe mit lastabhängiger oder/und drehzahlabhängiger Druckmodulierung oder/und bei Getrieben mit kleiner Speise- bzw. Versorgungspumpe aus Wirkungsgradgründen anwendbar. Der Hydrospeicher 45 kann auch zur Steigerung der Verstellgeschwindigkeit dienen, um insbesondere die hohe Rückstellforderung, z. B. bei einem PKW-Getriebe in einem extremen Beschleunigungsvorgang oder auch beim Bremsvorgang zu erfüllen. Der Hydrospeicher wird immer dann dazugeschaltet, mit den bekannten Mitteln, wenn die Speisepumpe eine ausreichende Versorgung nicht aufrechterhalten kann, um die genannten kurzzeitigen Spitzenanforderungen zu erfüllen.

Bei einer elektronischen Steuereinrichtung kann z. B. ein Potensiometer die Druckgröße Δp signalisieren und den Verstellwinkel α dem druckabhängigen Leckölverlust bzw. den Drehzahlschlupf anpassen und dementsprechend den Schaltpunkt S_K2 gegenüber dem theoretischen Schaltpunkt S um das entsprechende Korrekturmaß X verschieben.

In einer weiteren Ausführungsform für die Schaltkorrekturgröße kann auch ein auf ein Wechselventil oder Sperrventil 17 einwirkender Korrekturmechanismus verwendet werden, der in Abhängigkeit zu dem jeweiligen Lastzustand den Einschaltpunkt für die Folgekupplung lastabhängig bestimmt, z. B. durch das Hydrostatdrucksignal und ein Stellungssignal der Hydrostatverstellung. Die Sperrstellung bewirkt spontan eine Blockierung der Hydrostatverstellung bis die neue Kupplung geschlossen ist.

Bei einer elektrischen bzw. elektronischen Hydrostatverstellung, z. B. durch ein Potentiometer, kann die Verstellspannung durch die lastabhängige Korrektur-Spannung übersteuert bzw. überlagert werden. Die effektive Verstellspannungsgröße entspricht der Verstellgröße des Hydrostaten bzw. dem Verstellwinkel α, der in der Schaltphase lastabhängig durch die vorgenannten Korrekturgrößen X und Y, wie in Fig. 2 dargestellt, korrigiert wird.

Zum Erreichen des Synchronzustandes der zu schaltenden Kupplungsglieder im Schaltpunkt, kann ein in der Steuerlogik verwendeter Drehzahlvergleich zweier oder mehrerer Getriebeglieder, zum Beispiel der Vergleich eines Antriebsdrehzahlsignals a mit einem Abtriebsdrehzahlsignal c, verwendet werden,um das Synchronsignal und damit verbundene Steuersignal zum Schließen der entsprechenden Kupplung K1 bzw. K2 bzw. K3 zu signalisieren. Auch ein mit einem Verstellorgan verbundenes Verstellsignal d ist als Steuersignal für die Kupplungsansteuerung geeignet, wobei eine entsprechende Verstellgröße den Synchronpunkt der betreffenden Kupplungsglieder signalisiert und in Abhängigkeit, zum Beispiel durch ein lastabhängiges Signal aus dem Arbeitsdruckes 7; Δp1 des Hydrostatgetriebes 1 eine dem Drehzahlschlupf entsprechende Verstellkorrektur im Steuergerät bzw. in der Steuerlogik berücksichtigt wird. Das Drucksignal Δp1 bewirkt eine leckölbedingte Korrektur des Verstellorgans.

In Fig. 2 ist anhand eines Diagramms das charakteristische Verhalten der Hydrostatverstellung - Verstelleinheit A - in bezug auf die Hydrostatdrehzahl n_B der Hydrostateinheit B im Lastzustand, z. B. als Zughochschaltung über einen Bereichswechsel B1/B2, dargestellt.

Die Korrektur der Verstellgröße X des Verstellwinkels α resultiert aus einem Belastungszustand, der zum Beispiel bei einer Zughochschaltung von einem ersten Bereich B1 in einen zweiten Bereich B2 auftritt. Diese Korrekturgröße kann auf elektronischem oder auch auf hydraulisch-mechanischem Weg verarbeitet werden, indem der Druck Δp1 der Arbeitsdruckleitung in der Steuerlogik einen entsprechend größeren Verstellwinkel signalisert bis zum Auslösen des Schaltsignals zum Schließen der zweiten Bereichskupplung K2. Wird diese Verstellwinkel-Korrektur auf hydraulischem bzw. hydraulisch-mechanischem Weg realisiert, so dient hierzu eine entsprechende Verstelleinrichtung 15, die vorzugsweise den Arbeitsdruck Δp1 oder Δp2 gegen ein federelastisch wirkendes Glied drückt und in Abhängigkeit zu dem entsprechenden Federweg eine gegenüber dem theoretischen Verstellwinkel αth den Verstellwinkel um das Maß X vergrößert, bis das Schaltsignal zum Schließen der zweiten Bereichskupplung ausgelöst wird. Die Arbeitsdrücke Δp1 und Δp2 haben sinngemäß entgegengesetzte Auswirkung auf die Verstellwegrichtung des Verstellorgans 14, wodurch das jeweilige Betriebsverhalten - Zug- oder Schubbetrieb - berücksichtigt wird. Dynamische Betriebsveränderungen unmittelbar vor oder innerhalb der Schaltphase werden hierdurch gezielt und spontan angepaßt. Die vorgesehenen Kupplungsausführungen erlauben problemlos geringfügige Synchronlaufabweichungen, ohne die Schaltqualität merklich zu beeinflussen. Dies können z. B. Abweichungen sein, die aus unterschiedlichen Öltemperaturen, Ölviskosität, Fertigungstoleranzen oder/und Verschleiß resultieren. Die Erfindung sieht für alle Ausführungsformen der Kupplungen mit Kupplungsprofil des weiteren eine Synchronisiereinrichtung, wie in Fig. 4 dargestellt, vor, um Synchronfehler auszugleichen und allen Forderungen hinsichtlich Komfort, Sicherheit und Standfestigkeit gerecht zu werden.

Einen Einfluß auf die Schaltqualität hat auch die Änderungsgeschwindigkeit der Hydrostatverstellung bzw. der Getriebeübersetzung. Eine entsprechende Einflußgröße kann zum Beispiel durch eine Motorbetriebsgröße, wie Drosselklappenstellung, Gaspedalweg, Größe einer Bremskraft, als Steuersignal über eine Steuerleitung 57 auf die Schaltsteuerung erzeugt werden. Der Ausschaltpunkt Sk1 kann hierbei variiert werden in Abhängigkeit zu diesen vorgenannten Betriebswerten, die je nach Anwendungsfall bzw. Art des Kraftfahrzeuges vorteilhafte Auswirkungen haben können.

Fig. 2a zeigt den Druckverlauf Δp1 und Δp2 sowie das Drehmomentverhalten Tk1 und Tk2 innerhalb der Schaltzeit ts. Das Drehmoment Tk2 der zweiten Bereichskupplung K2 steigt, sobald diese geschlossen ist, kontinuierlich an, wobei automatisch das Drehmoment Tk1 der ersten Bereichskupplung K1 abfällt, was ausgelöst wird durch die Hydrostatstellung um die Verstellgröße Z innerhalb beider geschlossener Kupplungen K1 und K2. Der Arbeitsdruck Δp1 fällt in einem größeren Maße ab als das Kupplungsmoment TK1 und hat bei einer zwischenliegenden Stellgröße "S" drucklosen Zustand, in dem die volle Leistung rein mechanisch bzw. ohne Mitwirkung des stufenlosen Wandlers über beide geschlossenen Kupplungen K1 und K2 bzw. K2 und K3 übertragen wird. An diesem Punkt beginnt Δp2 anzusteigen.

In Fig. 2b wird eine Steuereinrichtung dargestellt, die über eine hydraulische bzw. hydraulisch-mechanische Einrichtung den günstigen Öffnungspunkt der im vorangegangenen Schaltbereich B1 geschalteten Bereichskupplung K1 bestimmt. Die Einrichtung besteht aus einem Kupplungsschaltventil 51 und einem weiteren Ventil 52, das den Hydrostatdruck Δp1 innerhalb dem ersten Teil der Schaltphase über eine Steuerleitung 53 freigibt, um das Kupplungsschaltventil 51 vor vorzeitigem Öffnen zu schützen.

Im Hinblick auf Wirkungsgradoptimierung ist das Hydrostatgetriebe 1 mit einem variablen Speisedruck 10 versehen, der in Abhängigkeit zum Arbeitsdruck Δp1 bzw. Δp2 variiert. Der Speisedruck 10 dient auch als Kupplungsdruck für die Bereichskupplungen K1, K2, K3 usw. Entsprechend variabel ist auch der Steuerdruck 56 für das voranbeschriebene Ventil 521, das den Öffnugnszeitpunkt der jeweils zuvor geschlossenen Kupplung bestimmt. Bei entsprechend niedrigen Belastungszuständen ist also das Steuerventil 52 infolge der konstanten Federkraft der Ventilfeder 55 sinngemäß auf einen sehr frühen Öffnungspunkt programmiert, wodurch trotz niedrigen Kupplungsdrücken bei niedrigen Belastungszuständen ein schneller Schaltablauf stattfinden kann.

Der Funktionsablauf ist wie folgt: Nach Synchronlauf der zu schaltenden zweiten Bereichskupplung bzw. der Folgekupplung K2 wird sofort über eine Steuerleitung 11a das Öffnugnssignal erteilt. Da die Kupplung K1 aber noch nicht öffnen darf, wird der Hydrostatdruck Δp1 über die Steuerleitung 53, das Kupplungsventil 51 so lange in der Schaltstellung gehalten, bis Δp1 auf einen günstigen Ausschaltpunkt abgefallen ist, wodurch das Ventil 52 durch Nachlassen des Hydrostatdruckes Δp1 in der Steuerleitung 54 und über die Druckfeder 55 in Ausschaltstellung gebracht wird und damit auch der Druck in der Steuerleitung 53 abfällt, wodurch das Kupplungsschaltventil 51 in Öffnungsstellung gehen kann. Über eine Ventilfeder 55 kann der günstige Ausschaltpunkt bestimmt werden, der in Abhängigkeit zu der Art der Schaltkupplung bzw. dem Schaltweg der Kupplung steht. Anstelle des Arbeitsdruckes Δp1 kann auch hier der Arbeitsdruck Δp2 der anderen Druckseite 8 des Hydrostatkreislaufes verwendet werden, indem auf nicht dargestellte Weise das Kupplungsschaltventil 51 erst nach Einwirkung von Δp2 auf Öffnungsstellung gehen kann.

Zur Optimierung der Bereichsschaltung wird als weiteres Erfindungsmerkmal, insbesondere bei elektronischer Steuereinrichtung, der vor Schaltbeginn wirkende Hydrostatdruckwert Δp1 gespeichert und danach der Öffnungspunkt für die erste Kupplung K1 festgelegt, z. B. durch entsprechend großen Druckwert von Δp2. Dies kann auch hydraulisch-mechanisch gelöst werden, indem ein Steuerglied last- bzw. druckabhängig von Δp1 über eine Steuerweggröße auf einen Steuerpunkt geschoben wird, der nach einer Winkelstellung α eines Stellgliedes des Hydrostaten bei entsprechendem Druck Δp das Öffnungssignal für die Kupplung auslöst.

Anstelle der schaltpunktbestimmenden Hydrostatdruckwerte Δp1 oder/und Δp2 kann auch, wie bereits erwähnt, ein vom Hydrostatdruck Δp modulierter Steuerdruck, z. B. der Speisedruck 10 verwendet werden.

Um einen Schalt-Ruck zu verhindern, ist es wichtig, wie bereits beschrieben, daß das Öffnungssignal nach einer Hydrostatrückstellung innerhalb einer Korrekturgröße "Z" und zwar zwischen den Stellpunkten "S" und "SK1" ausgelöst wird. Dieses Signal erfolgt erfindungsgemäß aus einem Drucksignal Δp1 in der Hydrostatdruckseite 7 des Hydrostatkreislaufes derart, daß nach zugeschalteter zweiter Bereichskupplung K2 und erfolgter Rückstellung um ein Korrekturmaß "X" der Hydrostat drehmomententlastet und der Druck Δp1 nahezu auf Null abgefallen ist, was dem Verstellpunkt "S" entspricht. Bei weiterer Rücknahme der Hydrostatverstellung bzw. des Stellwinkels α innerhalb der Verstellgröße "Y" kann die Kupplung nach erfolgtem Öffnungssignal infolge des Druckabfalles Δp1 öffnen. Bei Anwendung einer form- plus kraftschlüssigen Kupplung, wie eingangs beschrieben und in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt, ist bei gleichzeitiger Hydrostatverstellung ein sicherer Öffnungsvorgang gewährleistet, da diese Kupplung drehmomentabhängig aufgedrückt werden kann. Dies hat den Vorteil, daß in allen Betriebssituationen, sowohl bei Schub oder Zug und Hoch- oder Rückschaltung und bei allen Lastsituationen ein sehr schneller und ruckfreier Schaltablauf sichergestellt ist. Mit Rücksicht darauf, daß die zu öffnende Bereichskupplung einer gewissen Schaltzeit bzw. Öffnungszeit unterliegt, ist es sinnvoll, das Öffnungssignal etwas vorzuverlegen. Dies kann derart beeinflußt werden, daß die abfallende Drucklinie Δp1 auf einen entsprechend größeren Druckwert angesetzt bzw. programmiert werden kann, Die form- plus kraftschlüssige Kupplung, wie in Fig. 3 dargestellt, bietet hier den Vorteil, daß nach ausgelöstem Öffnungssignal und danach erfolgtem Steuerdruckabfall in der entsprechenden ersten Bereichskupplung 21 der Druckkolben 24 über die drehmomentabhängige Abweisverzahnung bzw. Verzahnungsschräge in Neutrallage mit zusätzlicher Rückstellkraft der Feder 29 zurückgedrückt wird. Je nach Ausbildung der Kupplungsverzahnung 27 und dem gegebenen Ausschaltweg kann das Öffnungssignal bei entsprechend unterschiedlichen Druckgrößen angesetzt werden. Zum Auslösen des Öffnungssignals kann auch das Drucksignal Δp2 der anderen Druckseite 8 des Hydrostatkreislaufes dienen, wobei durch den Druckanstieg von Δp2 nach erreichtem mittleren Verstellpunkt "S" die zuvor geschlossene Bereichskupplung K1 zum Öffnen angesteuert und in drucklosen Zustand gebracht wird. Das Öffnungssignal wird bei dieser Ausführungsform also auf umgekehrte Weise gegenüber der vorbeschriebenen Ausführung durch Druckaufbau in einer der Arbeitsdruckleitungen des Hydrostatgetriebes ausgelöst. Diese Steuerungsart kann sehr vorteilhaft für bestimmte Anwendungen, z. B. in Arbeitsmaschinen wie Traktoren zur Wirkungsgradverbesserung genutzt werden, wenn dieser Punkt in den Hauptbetriebsbereich gelegt wird, da in diesem Übersetzungspunkt der Hydrostat entlastet und die Hydrostatverlustwerte entsprechend gering sind.

Das erste Ausführungsbeispiel zur Bildung des Öffnungssignals der Kupplung hat den Vorteil einer weitgehenden Unabhängigkeit von dem jeweiligen Lastzustand, da der Druckabfall von Δp1 auf Null einen definierten, relativ frühen Öffnungszeitpunkt bildet und bei Anwendung einer form- plus kraftschlüssigen Kupplung eine gewisse Öffnungszeit zum Ausrücken der zu öffnenden Kupplung nach erfolgtem Öffnungssignal unter gleichzeitiger Zuhilfenahme des abfallenden Kupplungsdrehmomentes dieser Kupplung gegeben ist. Bei Anwendung der zweiten Ausführungsalternative unter Zuhilfenahme des Arbeitsdruckes Δp2 der anderen Druckseite 8 findet der Ausrückvorgang nach dem Schaltpunkt S statt, wodurch eine kürzere Ausrückzeit entsprechend einem kürzeren Ausrückweg der zu öffnenden Kupplung angepaßt ist. Hier ist eine einfache Anpassung, insbesondere an die Ausführungsform bzw. die Zahnhöhe der Schaltverzahnung 27, Fig. 4 möglich.

Um in allen Betriebssituationen ein sicheres Ausschalten der alten Kupplung zu gewährleisten, insbesondere bei Kupplungsausführungen, die im geschlossenen Zustand keine axiale Kraftkomponente erzeugen, wie in Fig. 3a dargestellt, sieht die Erfindung vor, daß in der Schaltstellung S_K1 eine kurzzeitige Verstellsperre festgelegt bzw. einprogrammiert wird, um innerhalb dieser Zeitspanne im lastlosen Zustand der alten Kupplung eine gewisse Öffnungszeit einzuräumen, um einen Drehmomentaufbau innerhalb einer Öffnungszeit, die einem Öffnungsweg T entspricht, zu unterbinden. Diese Verstellsperre kann über das Sperrventil 17 oder Hauptregelventil 180 oder durch eine festeinprogrammierte Funktion in der Elektronik bzw. der Steuerlogik realisiert werden. Bei vielen Anwendungsfällen kann vorteilhaft sehr großes Zahnspiel SV gewählt werden. Das Signal zum Auslösen dieser Funktion kann zweckmäßigerweise über die Drucksignale Δp1 und Δp2 oder auch ein Drehmomentensignal an einem der Getriebeglieder, das den lastlosen Zustand der alten Kupplung signalisiert, ausgelöst werden.

Für den Schubbetrieb gelten die gleichen Schaltfunktionen, jedoch mit dem Unterschied, daß die Korrektur der Verstellgrößen sich umgekehrt verhalten. Dies gilt auch zum Beispiel bei einer Schubhochschaltung oder Schubrückschaltung.

Die Korrektur des Verstell- α bzw. der Verstellgrößen wird in diesen Betriebsfällen sinngemäß durch den Druck Δp2 der jeweils anderen Druckseite 8 bewirkt.

Für Fahrzeuge, die feste Übersetzungseinstellungen, wie z. B. bei Arbeitsmaschinen erforderlich, benötigen, sieht die Erfindung eine Einrichtung vor, bei der der Übersetzungspunkt an zwei Bereichsgrenzen für einen Dauerbetrieb oder auch für Betriebszustände mit längerer Verweildauer an diesem Übersetzungspunkt festgehalten wird. Hierfür kann die bereits beschriebene Einrichtung dienen, wobei nach geschlossener neuer Kupplung die alte Kupplung geschlossen bleibt und die Verstelleinrichtung des Getriebes bzw. der Verstellwinkel α des Hydrostatgetriebes sich innerhalb des Korrekturbereiches Y und X bzw. Z in Abhängigkeit des Lastzustandes bewegen kann. Mit Rücksicht auf Wirkungsgradoptimierung sieht die Erfindung alternativ ein nicht dargestelltes Bypassventil zwischen den beiden Arbeitsdruckleitungen 7 und 8 des Hydrostatgetriebes vor, das in diesem Betriebszustand bzw. Übersetzungszustand bei geschlossenen beiden Kupplungen geöffnet werden kann, um Hydrostatverluste zu verringern. Vor Öffnen der alten Kupplung bzw. einer der beiden Kupplungen wird das Bypassventil in Abhängigkeit zu einer oder mehreren Betriebsgrößen wieder geschlossen, um den hydrostatischen Druckkreislauf zu aktivieren. Der Schließvorgang des Bypassventils erfolgt zweckmäßigerweise in Abhängigkeit des Verstellwinkels α des stufenlosen Getriebeteiles, wobei vorzugsweise der Bypassventil-Schließvorgang allmählich, z. B. über entsprechende Drosseleinrichtungen erfolgt, um einen kontinuierlichen stoßfreien Zustand zu gewährleisten. Das Bypassventil kann hierbei verschiedenartig ausgebildet werden, z. B. auch in der Form, daß ein gewisser Differenzdruck zwischen den beiden Arbeitsdruckleitungen 7 und 8 aufrechterhalten bleibt und in Abhängigkeit der Größe des Korrekturwertes X oder Y unterschiedliche Druckgröße Δp aufweist. Dieser Differenzdruck Δp kann auch als Steuerdruck bzw. als Signal für das Schließen des Bypassventils dienen, wodurch signalisiert wird, ob der Übersetzungspunkt bei beiden geschlossenen Bereichskupplungen verlassen werden soll. Ausgehend von dieser Signalgröße kann dann auch das Signal zum Öffnen einer der beiden Kupplungen gegeben werden. Welche der beiden Kupplungen geöffnet wird, hängt von dem gewünschten bzw. neu zu betreibenden Bereich B1 oder B2 ab. Bei Ausführung ohne Bypassventil kann das Öffnungssignal für die alte Bereichskupplung wie bereits beschrieben, eine oder beide der Betriebsdrücke Δp1; Δp2 oder/und Δp benutzt werden, die aus ihren jeweiligen Druckgrößen signalisieren, ob der Zustand bei beiden geschlossenen Kupplungen bzw. dieser Übersetzungszustand verlassen werden soll. Als Öffnungssignal der alten Kupplung kann auch die innerhalb des Korrekturbereiches X, Y bzw. Z auftretende Winkelveränderung des Verstellwinkels α oder die Gaspedal-Wegänderung oder andere Betriebsgrößen, die geeignet sind, eine Übersetzungsänderung zu bewirken bzw. zu signalisieren, benutzt werden. Eine feste Übersetzungseinstellung innerhalb beider geschlossener Kupplungen K1 und K2; K2, 3 kann auch über eine entsprechende Wähleinrichtung 108 vorgegeben werden, die über eine mechanische oder/und elektrische oder/und hydraulische Einrichtung vorgegeben werden kann.

Bei Fahrzeugen, z. B. PKW's, die kurzzeitige Lastunterbrechungen erlauben, kann das Bypassventil zwischen den Arbeitsdruckleitungen 7 und 8 ebenfalls vorteilhaft eingesetzt werden, wobei bei gleichzeitiger automatischer Gasrücknahme in der Schaltphase das Bypassventil geöffnet wird, um beispielsweise die Synchronisierleistung bei Kupplungsausführung 21, Fig. 21 oder Ausführung 80, Fig. 6 mit Reibelementen zu minimieren.

Alle für die Schaltfunktionen erforderlichen Signale können hydraulisch oder/und mechanisch, elektrisch oder auf elektronischem Weg übertragen werden. Für Signalgrößen für Verstellwinkel, Drücke, Drosselklappenstellung, Gaspedalweg können sehr vorteilhaft, wie an sich bekannt, Potentiometer eingesetzt werden. Ein Beispiels für hydraulische Schaltfunktion ist in Fig. 2b dargestellt, und an anderer Stelle näher beschrieben.

Eine erfindungsgemäß vorgesehene Schalt-Hysterese-Einrichtung sorgt dafür, daß ein zu häufiges Auf- und Abschalten bei Übersetzung im Schaltbereich verhindert wird. Diese Einrichtung kann angesteuert werden durch ein Signal, das resultiert aus einer bestimmten Zeitgröße oder/und einer Differenz der Lastgröße, z. B. Arbeitsdruck Δp1 und Δp2 oder/und einer Verstellgröße/ Verstellwinkel α oder/und Änderungsgeschwindigkeit einer Betriebsgröße, z. B. Drehzahländerungen, Gaspedal-Wegänderungen oder/und anderen Betriebsgrößen. Auf hydraulischem Weg ist z. B. eine Rückschaltung in den vorhergehenden Bereich so lange unterbunden, bis ein bestimmter Kolben bzw. ein bestimmtes Ventilglied in einem Drosselventil eine festgelegte begrenzte Wegstrecke zurückgelegt hat (nicht dargestellt). Bei einer elektronischen Steuereinrichtung werden die Information für die Schalt-Hysterese aus vorgenannten Betriebsgrößen in den Mikroprozessor eingegeben und entsprechend verarbeitet.

Nach Fig. 3a ist eine Ausführungsform 71 des Kupplungsprofils 27 dargestellt, das nichtabweisende Mitnehmerflächen 74 besitzt, denen abweisende Mitnehmerflächen 72 zugeordnet sind. Die nichtabweisenden Mitnehmerflächen 74 mit einer tragenden Höhe T besitzen keinen oder nur einen sehr kleinen Neigungswinkel γ, der innerhalb des Reibungswinkels aller Kupplungelemente liegt. Dieser Winkel γ kann auch unter Umständen negativ ausgebildet werden, so daß hier ein Ineinanderziehen der Kupplungsringe im geschlossenen Zustand bewirkt wird. Die Rückholfedern 28; 29 sind bei dieser Ausführungsform zweckmäßigerweise so bemessen, daß auch im Lastzustand nach Wegnahme des Schaltdruckes die Kupplungsglieder Außereingriff gebracht werden können. Dies gilt auch bei Ausführung nach Fig. 3 für die hydraulische Rückführung, die entsprechend hohe Rückstellkräfte in den Kolben bzw. Kolbenflächen 217; 219 aufweist.

Der Schrägungswinkel γb bzw. γa der Schrägflächen 72 (bzw. 404 Fig. 3a, 3d) sowie die Kolbenflächen des Kolbens 24; 25 und der Schaltdruck sind erfindungsgemäß so ausgelegt, daß in der Schaltphase über diese abweisenden Mitnehmerflächen 72; 404 gegen das maximale Kupplungsmoment die neue Kupplung schließen, d. h. die Schaltverzahnung 27; 401 ineinandergreifen kann. Der Schaltdruck kann hierzu erfindungsgemäß kurzzeitig zum Ineinandergreifen der Schaltzähne 27; 401; . . . angehoben werden bis die Kupplung geschlossen ist. Dies gilt auch für die Kupplungsausführung mit Abweisverzahnung, die im geschlossenen Zustand eine drehmomentabhängige axiale Kraftkomponente aufweist, wobei die axialen Abweiskräfte, resultierend aus den Schrägflächen 522; 521; 313; 318 unter einem Winkel γ (siehe Fig. 7 bis 7c) durch ausreichende Kolben-Schaltkraft überwunden wird.

Bei Anwendung der Kupplungsverzahnung 71, die im geschlossenen Zustand keine axiale drehmomentabhängige Kraftkomponente erzeugt, ist ein Öffnungsvorgang nur möglich, wenn die Kupplung nahezu drehmomentfrei ist. Dies bedeutet, daß in der Schaltphase nach geschlossener neuer Kupplung die alte Kupplung erst öffnet, nachdem das Drehmoment so weit abgefallen ist, bis die Feder­ kraft der Rückholfeder ausreicht, um die Reibwiderstände in der Kupplungsverzahnung und der Mitnehmerflächen zu überwinden.

Die tragende Zahnhöhe T des Kupplungsprofils kann auf ein sehr niedriges Maß von z. B. kleiner als 1 mm, je nach Größe des Drehmomentes und der baulichen Verhältnisse, bemessen werden, so daß der Öffnungsweg sehr kurz gehalten werden kann. Das Zahnspiel SV kann in den meisten Anwendungsfällen relativ groß ausgeführt werden, was den Einschaltvorgang sowie den Ausschaltvorgang der Kupplung begünstigt.

Die Abweisflächen 72 dienen auch zum raschen Entkuppeln und Zurückschieben des Kupplungsringes in Neutrallage nachdem der erste Öffnungsweg entsprechend dem Maß T über die Federkraft der Rückholfeder 28; 29 oder eine hydraulische Rückführung über Druckkolben 217; 219 erfolgt ist.

Das Kupplungsprofil 71 besitzt unter anderem den Vorteil, daß das Verdrehspiel SV sehr klein gehalten werden kann und trotzdem in der Schaltphase innerhalb der abweisenden Mitnehmerflächen 72 beider Kupplungsringe großes Verdrehspiel bei Eingriffsbeginn gegeben ist, um ein sicheres Ineinandergreifen der Kupplungsverzahnung zu gewährleisten.

Der Winkel γ kann, wie erwähnt, auch in negative Richtung - nicht dargestellt - ausgelegt werden, so daß in Abhängigkeit zum Drehmoment ein Ineinanderziehen des Kupplungsprofils bewirkt wird. Auch ein Hinterschneiden der Kupplungsverzahnung, wie aus Fig. 3d ersichtlich, ist möglich, so daß gezielt ein Verhaken gegen Ausklinken im Drehmomentzustand erreicht wird. Damit ist es möglich, daß nach erfolgtem Öffnungssignal bei drucklosem Zustand die Kupplung erst in drehmomentlosem Zustand öffnen kann. Bei ausreichendem Zahnspiel 403 in Umfangsrichtung kann diese Ausführung eine sinnvolle Lösung darstellen. Die Rückholfeder 29; 28; 63 kann hierbei auf relativ hohe Federkraft zugunsten eines sehr schnellen Öffnungsvorganges ausgelegt werden, da sie bei dieser Ausführungsform nicht bestimmend für den Öffnungszeitpunkt bzw. für eine von einem Reibungswinkel abhängige Drehmomentgröße der alten Kupplung ist.

Das Kupplungsprofil kann nach spanabhebendem Fertigungsverfahren oder für größere Serienfertigung bei nahezu allen Ausführungsformen auch spanlos durch Anwendung der Schmiedetechnik, Sintertechnik, Blechpräge-Technik, Fließpreßtechnik sehr vorteilhaft hergestellt werden. Auch das nach Fig. 3d dargestellte Kupplungsprofil mit Verhakungseffekt oder mit negativem Winkel kann spanlos hergestellt werden. Dazu wird bevorzugt im Kaltpreßverfahren der entsprechende negative Winkel γ oder der Verhakungsüberstand 406 durch eine Einprägung 402 erzielt. Die Anschrägungen der tragenden Profilflächen 404 und 405 unter einem Winkel γa und Schrägen bzw. Rundungen 407 am Zahnkopf sorgen für ein müheloses und schonendes Ineinandergreifen beim Schließvorgang sowie beim Öffnungsvorgang als Unterstützung zum schnellen Zurückführen des Kupplungsringes 408 und des drucklosen Kolbens in Neutrallage.

Der Vorteil dieser Kupplungsverzahnung liegt darin, daß nur sehr geringe Schaltkräfte und somit sehr kleine Kolbenflächen und Kupplungsdrücke erforderlich sind. Entsprechend niedrig sind auch die Befüllzeiten des Kolbenraumes innerhalb des Schließvorganges. Zur Beschleunigung des Öffnungsvorganges ist der Kolbenraum für den Druckkolben 24 mit einem Entleerungsventil 75 versehen, das den Vorteil bildet, daß nach erfolgtem Öffnungssignal, das bei dieser Kupplungsausführung spontan nach Schließen der neuen Kupplung ausgelöst wird, der Kolbenraum sofort entleeren kann durch die Rotationskräfte, so daß nach ausreichendem Drehmomentabfall der Druckkolben bzw. das Kupplungsglied 24 spontan über die Federkräfte 29 rückführbar ist.

In einer weiteren Ausführungsform nach Fig. 3b und 3c ist der Kupplungsring 70, 69 vom Kolben 61; 62 getrennt, so daß nach dem erfolgten Öffnungssignal über eigene Federn 65; 63 der Druckkolben 65; 62 spontan zurückgeführt werden kann. Der Kupplungsring 69; 70 wird über die Federelemente 29 bzw. 64 nach ausreichendem Drehmomentabfall spontan zurückgeführt.

Bei Ausführung nach Fig. 3c besitzt die Kupplung separate Rückführkolbenflächen 217; 219, die eine gezielte Rückführung des Kolbens 215 über ein entsprechendes Drucksignal nach erfolgtem Öffnungssignal innerhalb dem Kolbenraum 219 gewährleisten.

Die Kupplungsausführung nach Fig. 6 ist eine Reibkupplung mit konischen Reibflächen. Auf einen Kupplungsträger 90 sind drehfest aber axial verschiebbare Kupplungsglieder 81 bzw. 88 gelagert, die über mit Druckmedium beaufschlagbare Druckkolben axial gegen den Druck der Rückholfedern 29 bzw. 28 axial verschiebbar sind und mit seinen konischen Reibflächen 82 bzw. 84 gegen die ebenfalls konisch ausgebildeten Gegenreibflächen 83 und 85 der zu kuppelnden Kupplungsglieder 86 und 87 zum Schließen der Kupplung angedrückt werden. Der dem Druckkolben 81 bzw. 88 gegenüberliegende Kupplungsring 86 bzw. 87 wird gegen eine auf dem Kupplungsträger 90 gelagerte und axialfeste Druckscheibe 91 bzw. 92 abgestützt. Bei Ausbildung als Doppelkupplung kann vorteilhaft für beide Kupplungen eine gemeinsame Druckscheibe 91 dienen, wie in Fig. 6 dargestellt. Die Kupplung ist als Mehrfachkupplung ausführbar, wobei zwei oder mehrere Kupplungen übereinander oder nebeneinander anzuordnen sind.

Die Kupplungsausführung 80 nach Fig. 6 kann durch die konische Ausführung in Abhängigkeit zur Kolbenfläche ein relativ hohes Reibmoment bzw. Kupplungsmoment aufnehmen. Voraussetzung ist, daß die Reibleistung niedrig gehalten wird. Dies ist bei der erfindungsgemäßen Schalt- und Steuereinrichtung dadurch möglich, daß die Schaltung im Synchronzustand erfolgt und das Öffnungssignal zum Öffnen der geschlossenen Kupplung erst nach Abfall des Drehmomentes durch die innerhalb beider geschlossener Kupplungen erfolgten Hydrostatrückführung um das entsprechende Korrekturmaß Z bzw. X plus Y erfolgt. Aufgrund der nahezu reibleistungsfreien Schaltung kann die Kupplung auf relativ hohe Flächenpressung innerhalb der konischen Reibflächen und somit auf ein relativ hohes Drehmoment ausgelegt werden. Das Schleppmoment dieser Reibkupplung entfällt im Gegensatz zu den bekannten Lamellenreibkupplungen, da die Reibflächen 82, 83 bzw. 85, 84 im geöffneten Zustand gezielt voneinander im getrennten Zustand gehalten werden. Darüber hinaus können Bauraum und Kosten gegenüber einer Lamellenkupplung wesentlich reduziert werden.

Bei Anwendung stufenloser mechanischer Getriebe deren lastabhängiger Drehzahlschlupf gering und deren Getriebeelemente sehr schlupfempfindlich sind, ist diese Konuskupplung vorteilhaft.

Die Kupplungsausführung 89 Fig. 6 mit konischen Reibflächen 85, 84 kann auch mit einem Mitnahmeprofil 27; Fig. 3a ausgebildet werden. Der erfindungsgemäße Vorteil dieser Ausführung beruht darauf, daß größere Synchronabweichungen in der Schaltphase bei hoher Schaltqualität überbrückt werden können, derart, daß bis Erreichen des Synchronzustandes über die konischen Reibflächen 85, 84 vor Einrasten der Kupplungsverzahnung der Synchronlauf hergestellt werden kann. Das Mitnahme- bzw. Kupplungsprofil 27 ist hierbei zweckmäßigerweise mit in Umfangsrichtung geneigten Schrägflächen oder Rundungen 73 versehen, um insbesondere bei höheren Relativ-Drehzahlen zwischen den beiden Kupplungsringen 87, 88 nach bereits eingeleitetem Schaltvorgang den Synchronisiereffekt über die konischen Reibflächen 85, 84 vor dem Einrasten bzw. Ineinandergreifen derKupplungsverzahnung zu ermöglichen. Die Mitnahmeflächen der Kupplungsverzahnung bzw. des Kupplungsprofils können hierbei als Abweisverzahnung oder als Geradverzahnung ohne axialem Abweiseffekt ausgebildet werden. Je nach Anforderung an Schaltqualität, Schaltzeit, Kupplungsmomente und anderem kann eine weitgehend genaue Anpassung durch die Abstimmung über Kolbengeschwindigkeit, Schrägungswinkel der Schrägflächen bzw. Rundungen 73, Konuswinkel der Reibflächen erzielt werden. Die Kolbenfläche des Druckkolbens 88 kann zugunsten höherer Kolbengeschwindigkeit relativ klein ausgelegt werden, da die Haltekräfte durch die die formschlüssige Kupplungsart entsprechend klein ist. Das Kupplungsprofil ist hierbei verschiedenartig ausführbar, wie zum Beispiel in den Fig. 3a; 6a, 6b und 7 bis 7c dargestellt. Bei sorgfältiger Auslegung des Konuswinkels der Reibflächen 82, 83; 85, 84 und der Kupplungsverzahnung ist unter Berücksichtigung des Reibwinkels die Gefahr einer Selbsthemmung ausgeschlossen.

Auch bei Ausbildung des Kupplungsprofils als axiale Stirnverzahnung 27, wie in Fig. 3 und 3b dargestellt, kann ein wirksamer Synchronisierungseffekt dadurch erzielt werden, daß die Schrägflächen 97 und Rundungen 73, Fig. 3a; 6b in Umfangsrichtung entsprechend flach ausgebildet sind, so daß ein Einrasten der Kupplungsverzahnung erst stattfinden kann, nachdem die Relativdrehzahl zwischen den beiden Kupplungsringen auf entsprechend niedriges Maß gesenkt worden ist durch den Synchronisiereffekt infolge des Aufeinandergleitens der Stirnflächen 94 der Kupplungsverzahnung 27. Der Synchronisiereffekt kann weiter erhöht werden dadurch, daß gemäß der Erfindung die axiale Anlagefläche für den Kupplungsring 23a Fig. 6b als konische Reibfläche 83a, 98.

Dies gilt ebenfalls für die reine Reibkupplung nach Ausführung Fig. 6a, bei der der Kupplungsring 86a zwei konische Reibflächen 83 und 83a besitzt, wobei eine Reibfläche gegen den axial verschiebbaren Kupplungsring 81 und die andere Reibfläche gegen die Druckplatte 91a angepreßt wird. Der Kupplungsring 86a ist hierbei axial gegen ein Federelement 99 verschiebbar, so daß bei Neutralstellung die Rückführung des Kupplungsringes 86a möglich ist, um die Reibflächen 83a, 98 berührungsfrei und schleppverlustfrei zu halten. Die doppelseitige Reibflächenausbildung nach Reibkupplungsausführung Fig. 6c kann das Kupplungsmoment nahezu verdoppeln.

Da die Schaltungen bei Anwendung in stufenlosen Verzweigungsgetrieben im Synchronbereich stattfinden, ist die Kupplungsleistung bzw. Reibleistung oder Synchronisierleistung relativ niedrig, so daß die spezifische Flächenpressung relativ hoch angesetzt werden kann für alle Reib- bzw. Synchronisierflächen. Eine vorteilhafte Unterstützung wird auch durch entsprechende Motordrehzahlsteuerung innerhalb des Schaltvorganges bewirkt, indem der Kraftstoffzufluß kurzzeitig unterbrochen bzw. verringert wird.

Als Synchronisiereinrichtung kann außer den in Fig. 5 und 6 dargestellten Lösungen jede bekannte Art, z. B. zwischengelagerte Reibringe als federnde oder nichtfedernde Elemente Verwendung finden, wie bei bekannten Synchronisierungen bereits üblich.

Die Kupplungseinrichtung nach Fig. 4 und 5 ist, im Unterschied zu Ausführung nach Fig. 3, mit einer Synchronisiereinrichtung 40 ausgestattet, die dazu dient, evtl. auftretende Synchronfehler auszugleichen. Auch für Stufenschaltgetriebe mit oder ohne automatischer Schaltung bietet diese Kupplung eine sinnvolle Anwendung. Je nach den Anforderungen kann die Synchronisierung als Normalsynchronisierung oder als Sperrsynchronisierung ausgebildet werden. Der Synchronring 31 ist auf dem drehfest auf einem Kupplungsträger 30 gelagerten Kupplungsring bzw. dem Kolben 24 axial in Schaltrichtung fixiert und in die Gegenrichtung gegen Federelemente 38 unter Federkraft verschiebbar. Mitnehmerlappen bzw. Mitnehmer 32 sichern den Synchronring 31 gegen Verdrehung gegenüber dem Kupplungsring bzw. Kolben 24. Die Mitnehmer 32 des Synchronringes greifen in Ausnehmungen 37 des Kupplungsringes bzw. des Kolbens ein und werden über Mitnehmerflächen 35, 36 verdrehgesichert. Die Mitnehmerflächen 35, 36 sind in Axialrichtung entweder gerade oder schräg unter einem gewissen Winkel β ausgebildet. Bei Verdrehung wird entsprechend der Größe des Schrägungswinkels β eine axiale Kraftkomponente so groß ist, daß ein Durchschalten und Ineinandergreifen der Kupplungsverzahnung 27 so lange verhindert wird, bis der Synchronlauf hergestellt ist. Bei Anwendung in einem stufenlosen leistungsverzweigten Getriebe ist es sinnvoll, den Winkel β kleiner auszulegen, so daß die Sperrfunktion nicht erreichbar ist. Dies kann in diesem Fall als Unterstützung der Komponente so groß ist durch entsprechende Ausbildung des Winkels β, daß ein Durchschalten und Ineinandergreifen der Kupplungsverzahnung 27 so lange verhindert wird, bis der Synchronlauf hergestellt ist. Bei Anwendung in einem stufenlosen leistungsverzweigten Getriebe ist es sinnvoll, den Winkel β kleiner auszulegen, so daß die Sperrfunktion nicht erreichbar wird. Sie kann in diesem Fall als Unterstützung der Federkraft 38 dienen, die somit auf kleinere Druckkräfte ausgelegt werden kann. Sobald der Synchronlauf erreicht ist, wird bei der Sperrsynchronisierung infolge Nachlassens des Drehmomentes der Kolben bzw. Kupplungsring 24 gegen den Druck der Federn 38 zum Ineinandergreifen der Kupplungsverzahnung 27 axial bis zu seinem Anschlag durchgedrückt. Bei Ausbildung als Normalsynchronisierung wird innerhalb dem Schaltweg, sobald die Anlage der beiden Reibflächen 34 des Kupplungsringes und des Synchronringes das Reibmoment bzw. Synchronisiermoment erzeugt, das in Abhängigkeit zur Größe der Federkraft der Federelemente 38 und der aus dem kleineren Schrägungswinkel β resultierenden Axialkomponente ist. Ist der Winkel β gleich Null, so wird die gesamte axiale Synchronisierkraft über die Federelemente 38 bewirkt. Die Mitnehmerverzahnung 27 ist zweckmäßigerweise bei dieser Kupplungsausführung gemäß Fig. 3, 4 und 5 vorteilhaft als Abweisverzahnung, das heißt mit in Axialrichtung angeschrägten Mitnehmerflächen, die ein drehmomentabhängiges Aufdrücken der Kupplung bewirken, sobald der Schaltdruck ausgeschaltet wird. Es ist aber auch möglich, diese Mitnehmerverzahnung 27 als Geradverzahnung oder mit einem verhältnismäßig kleinen Winkel, zum Beispiel unter 5 Grad, auszubilden, um im lastlosen Zustand bzw. drehmomentlosen Zustand ein sicheres Ausschalten zu gewährleisten. Die Kolbenfläche des Druckkolbens 24 kann dementsprechend kleiner ausgebildet werden. Für manche Einsatzfälle ist eine Anzeige der Schaltstellung der Kupplung mittels eines mit dem Kolben 24 in Verbindung stehenden Kupplungsgliedes 30 möglich.

Der Hydrostat bzw. der stufenlose Wandler wird spontan nach Schließen der neuen Kupplung bzw. der Folgekupplung in die Gegenrichtung umgesteuert. Das nach Schließen der neuen Kupplung erfolgte Öffnungssignal zum Öffnen der alten Kupplung erfolgt nach einer gezielten Rückführung der Hydrostatverstellung bzw. des stufenlosen Wandlers um das Maß Z, um das Drehmoment von der alten auf die neue Kupplung innerhalb beider geschlossener Kupplungen auf die neue Kupplung zu verlagern.

Das nach der neu zu schließenden Bereichskupplung erfolgte Öffnungssignal zum Öffnen der zuvor geschalteten Kupplung kann auf verschiedene Weise bzw. mit verschiedenen Einrichtungen erzeugt werden. Die Wahl der jeweiligen Einrichtungsart ist abhängig von der jeweils geforderten Schaltqualität oder der vorgesehenen Art der Steuereinrichtung, die elektronisch oder/und hydraulisch- mechanisch ausführbar ist. Nach einer relativ einfachen Steuerungsart ist es möglich, das Öffnungssignal sofort nach Schließen der Folgekupplung auszulösen, wobei der Schließdruck der Folgekupplung als Öffnungssignal dienen kann. Die Öffnungszeit ist hierbei abhängig von dem Öffnungsweg und dem austretenden Drehmoment der zu öffnenden Kupplung innerhalb der Rückführzeit des Druckkolbens 24. Diese Öffnungszeit kann auch beeinflußt werden durch einen gezielten Druck-Abbau der zu öffnenden Kupplung, der nicht spontan, sondern durch einen eingebauten Drosseleffekt erzielt werden kann. Der Drosseleffekt kann auch verstellbar in Abhängigkeit geeigneter Betriebswerte, z. B. des Hydrostatdruckes vor Schaltbeginn, signalisiert werden, woraus das Maß für die Verstell-Korrekturgröße X+Y resultiert.

Eine weitere Möglichkeit für das Öffnungssignal sieht eine fest einprogrammierte Zeitgröße nach erfolgtem Schließvorgang der Folgekupplung vor, die je nach Anwendungsart, z. B. die Größe von 0,05 Sekunden haben kann. Bei Anwendung einer hydraulisch-mechanischen Steuerungsart kann hier ein Dämpfungsventil dienen, das nach einem bestimmten Ventil-Weg das Öffnungssignal auslöst.

Eine andere Lösungsmöglichkeit sieht eine fest einprogrammierte Zeitgröße von z. B. 0,1 Sekunden vor, die übersteuert werden kann durch eine oder mehrere Betriebsgrößen, z. B. eine oder beide Arbeitsdruckgrößen Δp1 und Δp2 oder/und eine Änderungsgeschwindigkeit der Getriebeübersetzung, des Gaspedals bzw. der Drosselklappe oder/und eines Bremsorgans bzw. Bremsgröße. Diese zuletztgenannte Möglichkeit ist sinnvoll, um innerhalb der Schaltphase auftretende Betriebsveränderungen, die z. B. durch spontan sich ändernde Lastzustände, Zugbetrieb, Schubbetrieb oder durch Einfluß von Nebenaggregaten, beispielsweise durch einen Zapfwellenantrieb bei Arbeitsmaschinen, Hubvorrichtungen usw. auftreten können. Im Hinblick auf eine hohe Verstellgeschwindigkeit, insbesondere innerhalb eines Bremsvorganges, wird durch den Einfluß einer Bremsgröße, z. B. Bremskraftgröße, hydraulischer Bremsdruck, der Schaltablauf dadurch beschleunigt, daß nach Schließen der Folgekupplung spontan das Öffnungssignal der anderen Kupplung erteilt wird. Eine, z. B. vorgegebene bzw. vorprogrammierte Schaltzeitgröße kann hier durch den Einfluß der Bremse übersteuert werden. Das Bremssignal löst in der Steuerlogik automatisch das entsprechende Signal nach geschlossener Folgekupplung aus. Bei hydraulisch-mechanischer Steuereinrichtung wird ein entsprechendes Ventil angesteuert. Zu der möglichen Verstellgeschwindigkeit innerhalb der Schaltphase ist somit gezielt der Zeitpunkt bzw. die Hydrostat-Verstellgröße zum Öffnen der Kupplung bestimmbar.

Im Hinblick auf ausreichende Schaltsicherheit ist die Schalteinrichtung so ausgelegt, daß bei Nichtöffnen der alten Kupplung durch den Druckaufbau im Hydrostatsystem automatisch die Hydrostatverstellung wieder zurückgeführt wird, um den drehmomentlosen Zustand der zu öffnenden Kupplung zu finden. Des weiteren ist eine Schaltsperre innerhalb der nichtschaltbaren Verstellbereiche des stufenlosen Wandlers vorgesehen.

Bei Anwendung von Reibkupplungen, Lamellenkupplungen oder insbesondere Konuskupplungen bietet die erfindungsgemäße Kupplungssteuerung den Vorteil, daß die Reibbarkeit nahezu auf Null gesenkt werden kann.

Eine weitere Verbesserung der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung sieht vor, daß innerhalb der Schaltphase vor Beginn der Bereichskupplung über die Steuereinrichtung automatisch eine Drehmomentabsenkung durch ein Signal ausgelöst wird, das die Motorregelung derart beeinflußt, daß kurzzeitig die Kraftstoffzufuhr verringert bzw. unterbrochen wird. Die lastabhängige Verstellweg- Korrektur Z bzw. X, Y wird hierbei reduziert bzw. nahezu auf Null gesenkt, wodurch die im Schaltvorgang belasteten Glieder entsprechend geringen Anforderungen unterliegen. Diese Lösung ist sinnvoll z. B. bei einem PKW zur Erzielung absolut nahtloser und nicht wahrnehmbarer Bereichskupplungen.

Unter der Bezeichnung "Synchronlauf, Synchronpunkt" wird der Synchronbereich mit geringen Drehzahlabweichungen verstanden, der im Rahmen eines allgemeinen Toleranzfeldes liegt.

Im Schließvorgang der Kupplungen ist gemäß der Erfindung die Steuereinrichtung so ausgelegt, daß kurzzeitig der Steuerdruck angehoben wird, bis die Kupplung geschlossen ist. Damit wird den erhöhten Abweiskräften der Kupplungsverzahnung beim Ineinandergleiten entgegengewirkt. Die Steuerdrücke können zugunsten des Wirkungsgrades lastabhängig, z. B. über ein Hydrostatdrucksignal, moduliert werden.

Die in der Beschreibung nicht näher beschriebenen hydraulisch- mechanischen Einrichtungen, z. B. Ventile oder hydraulische, mechanische, elektrische oder elektronische Einzelfunktionen beruhen auf bekannten Einzelelementen bzw. auf für den Durchschnittsfachmann bekannten Maßnahmen.

Die gemäß der Erfindung ausgebildeten Kupplungen nach Fig. 3 bis 6 sind vorteilhaft in automatisch schaltbaren Stufengetrieben einsetzbar. Die Schalteinrichtung ist hierfür so ausgelegt, daß die neue Kupplung erst nach geöffneter alter Kupplung schließt und der Synchronzustand der Kupplungsglieder der neuen Kupplung entweder durch Gaswegnahme innerhalb der Schaltphase auf manuellem oder automatischem Weg erfolgt oder/ und durch eine entsprechende Synchroneinrichtung, wie in Fig. 4 und 5 dargestellt, der Synchronzustand bei geöffneter Trennkupplung und geöffneter alter Kupplung hergestellt wird. Die Motorführung bzw. die erwähnte Gaswegnahme kann, wie an sich bekannt, durch eine gezielte vorprogrammierte, insbesondere elektronische Steuereinrichtung realisiert werden, wobei vorzugsweise über einen Drehzahlvergleich zweier oder mehrerer Getriebeglieder der Synchronpunkt für die Schaltung automatisch ermittelt und danach das Schaltsignal wie bei den bereits beschriebenen stufenlosen Getriebeausführungen zum Schließen der neuen Kupplung erteilt wird. Um mögliche Schaltstöße infolge möglicher Synchronfehler zu vermeiden, ist es zweckmäßig, die am Getriebeeingang oder im Getriebe alternativ vorgesehene als Reibkupplung ausgebildete Trennkupplung kurzzeitig zu öffnen. Auch die in der Kupplungsausführung nach Fig. 4 und 5 dargestellte Synchroneinrichtung ist geeignet, geringfügige Synchronfehler auszugleichen, wodurch bei bestimmten Anwendungsfällen die erwähnte Trennkupplung eingespart werden kann.

Die Kupplungsausführungen nach Fig. 3 bis 6 eignen sich auch besonders in automatischen Stufengetrieben, die wie an sich bekannt, als Doppelkupplungs-Getriebe ausgebildet sind. Das Doppelkupplungs- Getriebe unterscheidet sich vom üblichen Stufengetriebe dadurch, daß wenigstens zwei lastschaltbare Trennkupplungen vorgesehen sind, die nach einem im lastlosen Zustand vorgewählten Gang wechselweise die Leistungsübertragung übernehmen. Innerhalb eines bereits geschalteten Ganges wird hierbei der nächste Gang vorgewählt in der Art, daß bei geöffneter zweiter Trennkupplung für den nächsten Gang über eine Synchroneinrichtung der lose Triebstrang in seiner Drehzahl an die Drehzahl der neuen Kupplung bevorzugt automatisch angeglichen und geschaltet wird. Mit der gemäß der Erfindung ausgebildeten Kupplungsausführung 21 nach Fig. 4 wird der lose Triebstrang über eine Synchronisiereinrichtung 31; 40 an der neuen Kupplung 21 in Gleichlauf gebracht und danach die Kupplung in lastlosem Zustand geschlossen. Nach Abschluß dieser Kupplungsschaltung kann nun die Schaltung in den nächsten Gang eingeleitet werden durch Öffnen der alten und gleichzeitig Schließen der neuen als Reibkupplung ausgebildeten (nicht dargestellten) Trennkupplung.

Die Schalteinrichtung gemäß dieser Erfindung bietet bei Anwendung in den beschriebenen automatischen Stufengetrieben den weiteren Vorteil, daß keine Schaltgestänge und mechanischen Schalteinrichtungen, wie bei Stufengetrieben allgemein bekannt, nötig sind, wodurch eine sehr kompakte und fahrzeugfreundliche Bauweise realisierbar ist. Die Kupplungseinrichtung nach Fig. 4 und 5 ist gegenüber den bekannten mechanisch schaltbaren Synchronisier-Schalteinrichtungen kostengünstiger und auch bauraumgünstiger herstellbar. Des weiteren ist die Modulbauweise durch Wegfall des Schaltgestänges und der Schaltzylinder einfacher realisierbar und das Gehäuse kann einfacher und kostengünstiger hergestellt werden.

Die Kupplung nach Fig. 3 bis 7 kann als Mehrfachkupplung ausgebildet werden, wobei wenigstens zwei Kupplungen übereinander oder/und nebeneinander in kompakter und insbesondere kurzer und montagefreundlicher Bauweise zusammengefaßt werden. Das Drucköl kann auf einfache Art zentral von einer Welle her zugeleitet werden.

Das Kupplungsprofil 76 nach Fig. 3e ist erfindungsgemäß mit hohen Schaltzähnen 79 und niedrigen Schaltzähnen 77 ausgerüstet. Der Vorteil dieser Kupplungsverzahnung beruht darauf, daß sehr hohe Synchronlaufabweichungen überbrückt werden können, das heißt, daß noch bei hohen Relativdrehzahlen zwischen den beiden Kupplungsringen 23 und 24 eine sichere Kupplungschaltung möglich ist, was bei gleichhohen Schaltzähnen meist nicht mehr gewährleistet ist, da die axiale Kolbengeschwindigkeit nicht ausreicht, um die Schaltzähne in Eingriff zu bringen, es sei denn, es wird ein hohes Verdrehspiel SV vorgesehen, was zu den bekannten Nachteilen des Kupplungsverdrehspieles im Schub/Zug-Verhalten des Fahrzeugs führt. Die Kupplungsverzahnung 76 verbindet somit die Schaltvorteile eines großen Zahnspieles SV mit den Vorteilen einer spielfreien bzw. einer weitgehend spielfreien Schaltverzahnung. Das Zahnspiel SV kann bei dieser Kupplungsverzahnung absolut spielfrei ausgelegt werden. Gegenüber der Kupplungsverzahnung nach Fig. 7c, die ebenfalls hohes Verdrehspiel im Schaltvorgang gewährleistet, hat die Ausführung 76 den Vorteil, daß sofort nach dem Schaltvorgang Spielfreiheit gegeben ist und darüber hinaus das mehrere, in der Regel doppelt so viel Zähne in Eingriff gebracht werden können zugunsten niedriger spezifischer Belastungsverhältnisse bzw. kleinerer Zahnhöhe, kleinerer Schaltwege, niedriger Zahnhöhen u. a. Zweckmäßigerweise ist bei der Kupplungsverzahnung 76 jeder zweite Zahn 77 um ein entsprechendes Maß S1 zurückgenommen, so daß bei hohem Synchronlauffehler im Schaltvorgang der hohe Zahn 79 nicht in die nächste Zahnlücke, sondern in die übernächste Zahnlücke greifen kann, indem dieser über den Zahnkopf 78 des niedrigeren Zahnes 77 gleiten kann. Bei einem Kolbenweg bzw. Schaltweg entsprechend der Zahnrücknahme um das Maß S1 treffen die schrägen Mitnehmerflächen 72 der Schaltzähne 79 - je nach Auslegung - bereits aufeinander, so daß in diesem Zustand durch ausreichenden Schaltdruck bereits ein sichereres Einrasten möglich ist. Die tragende Zahnflanke 74 kann beliebig als abweisende oder nichtabweisende Mitnahmefläche ausgebildet werden, wobei bei einer abweisenden Mitnahmefläche ein höherer dauernder Schaltdruck und bei nichtabweisender Mitnahmefläche ein niedriger Dauerschaltdruck vorausgesetzt ist, um die Kupplung im geschlossenen Zustand zu halten.

Die Schaltverzahnung 76 kann bei allen bereits beschriebenen Kupplungsausführungen als Mitnahmeverzahnung Verwendung finden. Darüber hinaus erlaubt diese Kupplungsausführung auch die Anwendbarkeit externer Schaltbetätigungseinrichtungen, d. h. z. B. Schalteinrichtungen mittels einer Schaltgabel und einem externen Schaltzylinder anstelle der Druckkolben 81, 88. Hierbei ist jedoch zweckmäßigerweise die Schaltverzahnung mit einem nichtabweisenden Mitnahmeprofil 74 auszulegen. Die Mitnahmeflächen 74 können hierbei auch hinterschnitten werden, das heißt, mit einem negativen Winkel γ, um mögliche Axialschübe gegen die Schaltbetätigungseinrichtung auszuschließen. Auch die Schrägflächen 72 können entweder mit einem sehr kleinen Schrägungswinkel oder geraden, nicht-abweisenden, Mitnahmeflächen oder auch mit Mitnahmeflächen ausgebildet sein, die nach anfänglichen Einführungsphasen 97 oder Einführungs-Rundungen 73 in Schaltrichtung ein Ineinanderziehen der Kupplungsverzahnung bewirken durch entsprechende, an sich bekannte negative Zahnflankenform.

Die verschiedenen Ausführungsformen der Kupplungsverzahnungen, insbesondere der Ausführungsformen, die keine abweisende Kraftkomponente im geschalteten Zustand aufweisen, sind auch vorteilhaft anwendbar bei Getrieben mit externen, nicht zentral zur Kupplungsachse angeordneten Druckkolben. Zum Beispiel ein zur Kupplungsachse versetzt angeordneter Schaltzylinder kann hier vorteilhaft in Verbindung mit einer Schaltgabel den Kupplungsring, gegebenenfalls für zwei Kupplungen, betätigen, wie bei Stufengetrieben oder auch stufenlosen Lastschaltgetrieben bereits bekannt.

Die Schalteinrichtung nach Fig. 3f unterscheidet sich von der Ausführung nach Fig. 3 dadurch, daß der Zahnkupplungsring 23 nicht axial starr, sondern federnd nachgiebig gegen eine Druckplatte 91b und eine entsprechende Feder 50 gelagert ist. Der damit verbundene Vorteil besteht darin, daß im Schaltvorgang auch bei größeren Synchronlaufabweichungen ein Ineinandergreifen der Kupplungsverzahnung möglich ist. Die Kolbengeschwindigkeit des Druckkolbens 24 kann bei dieser Ausführung niedriger sein als bei Ausführung nach Fig. 3 zugunsten niedriger Schaltleistungen bzw. niedriger Steuerölmenge. Im Schaltvorgang kann also bei relativ niedriger Kolbengeschwindigkeit des Druckkolbens 24 und relativ hoher Differenzdrehzahl zwischen den beiden Kupplungsgliedern 23 und 24 der Zahnkupplungsring 23 um den Federweg F zurückgedrückt werden, wobei dann über die Feder 50 und die Feder-Geschwindigkeit die Schaltzähne 76; 71 zum Eingriff gebracht werden und nicht wie bei Ausführung Fig. 3 notwendig über die Kolbengeschwindigkeit. Die Schaltverzahnung ist hierbei vorzugsweise als Geradverzahnung, d. h. als nichtabweisende Verzahnung ausgebildet. Vorteilhaft können auch Zahnausführungen, wie in Fig. 3a und 3e dargestellt, verwendet werden, die im ersten Eingriffbereich über Schrägflächen 72 ein Zurückschieben des Zahnkupplungsringes 23 ermöglichen und nach ausreichendem Schaltweg ein Einrasten über die Feder 50 ermöglichen. Als besonders zweckmäßige Zahnform ist die Ausführung nach Fig. 3e anzusehen, die wie bereits beschrieben, hohe Schaltzähne 79 und niedrige Schaltzähne 77 besitzt und als Einführphase können Zahnschrägungen 97, 72 oder Rundungen 73 dienen, die auch im Hinblick auf Zahnabnutzung verschiedenartig ausführbar sind. Auch bei Geradverzahnung ist vorteilhaft die Ausführung mit hohen und niedrigen Zähnen, ähnlich Fig. 3e, anwendbar, wobei die abweisenden Zahnschrägen 72 entfallen.

Der Druckring 91b wird zweckmäßigerweise über eine Tellerfeder 50 gegen einen Sicherungsring 49 abgestützt. In die Gegenrichtung wird der Druckring 91b und mit ihm der Zahnkupplungsring 23 in Neutrallage, z. B. durch einen Sicherungsring 48 axial fixiert.

Die Schaltkupplung nach Fig. 6c stellt eine Reibkupplung mit konischen Reibflächen dar. Mit dieser Kupplung verbindet sich gegenüber der üblichen Lamellenkupplung der Vorteil geringer Schleppverluste im ausgeschalteten Zustand trotz hoher Drehmomentübertragungsfähigkeit. Gegenüber der Lamellenkupplung ist mit dieser Kupplung nur geringe Reib- bzw. Kupplungsarbeit möglich aufgrund der geringen Reibfläche. Diese Kupplung entspricht den Anforderungen, insbesondere stufenloser leistungsverzweigter Getriebe, deren Schaltablauf im Synchronlauf-Bereich der zu schaltenden Kupplungsglieder stattfindet. Da die Reibarbeit bei diesen Getriebeausführungen nahezu Null ist, können hohe Flächenpressungen in Kauf genommen werden, die bei der erfindungsgemäßen Kupplungsausführung nach Fig. 6c infolge der konischen Kupplungselemente 334 auf kostengünstige und bauraumsparende Weise möglich sind. Auch für Stufengetriebe, insbesondere mit automatischer Schalteinrichtung, ist diese Kupplung vorteilhaft als Schaltkupplung anwendbar. Durch den Wegfall von Schaltgestänge, Schaltgabeln, Schaltzylinder sind sehr kompakte und bauraumgünstige Getriebekonstruktionen möglich.

Die Kupplung nach Fig. 6c besteht aus einem auf einen Kupplungsträger 331 gelagerten drehfesten aber axial verschiebbaren mit einer konischen Reibfläche 337 versehenen Kupplungsring 345. Auf demselben Kupplungsträger 331 ist ein weiterer Kupplungskörper 341 mit parallel zum anderen Kupplungsring 345 verlaufenden konischen Reibfläche 339 versehen. Zwischen diesen beiden konischen Reibflächen der beiden auf dem Kupplungsträger drehfest gelagerten Kupplungsringe ist ein entsprechend mit konischen Reibflächen 338 und 336 ausgebildeter Kupplungskörper 334 angeordnet, der mit der zweiten Kupplungshälfte bzw. mit dem zu kuppelnden Kupplungsglied 19 in Drehverbindung steht. Der Kupplungskörper 334 der zweiten Kupplungshälfte ist axial beweglich. Beim Schließen der Kupplung wird der Kupplungskörper 334 zwischen die beiden konischen Reibflächen 339 und 337 der beiden Kupplungskörper 345 und 341 gepreßt. Der Kupplungsring 345 wird hierbei vorzugsweise durch ein Druckmedium in Axialrichtung über den Kolben 332 beaufschlagt. Durch Federelemente 343; 344 werden die beiden konischen Reibflächen in Neutralstellung auseinandergehalten. Der Reibkörper 334 der zweiten Kupplungshälfte wird zweckmäßigerweise als Blechprägeteil ausgebildet. Er besitzt, je nach Ausführungsform und dem anschließenden Getriebeglied 19, Mitnehmerlappen 347, die vorzugsweise in gestanzter und in beliebig angepaßter geprägter Form so ausgebildet sind, daß eine hohe Mitnahmefläche gegenüber dem anderen Getriebeglied 19 möglich ist. Die Mitnehmerlappen 347 sind hier in gekrümmter Form längs einer Mitnahmeverzahnung so gestaltet, daß eine geringe bzw. ausreichende Flächenpressung und eine weitgehend widerstandsfreie axiale Verschiebung und Anpassung an die betreffenden Schaltelemente 341, 345 möglich ist. Der Druckkörper 341 mit konischer Reibfläche 339 ist ebenfalls als Blechprägeteil auf kostengünstige Weise herstellbar. Er kann als gemeinsames Bauteil auch den Druckkörper 342 einer weiteren Kupplung 340 bilden. Hierbei wird in sehr vorteilhafter Weise der gemeinsame Druckkörper 341, 342 auf den gemeinsamen Kupplungsträger so gelagert, daß zur axialen Fixierung nur ein einziger Sicherungsring 352 nötig ist, wobei die Drehverbindung über Ausnehmungen 349 des Kupplungsträgers und 348 des Druckkörpers erfolgt. Die zweite Kupplung 340 ist hierbei als innenliegende Kupplung ausgebildet, wobei der Reibring 335 deren zweiten Kupplungshälfte mit einer innenliegenden Welle bzw. Zahnrad 353 über ein verdrehfestes aber axial verschiebbares Verbindungsglied 354 verbunden ist.

Die Konuskupplung nach Fig. 6c kann auch mit zwei oder mehreren Reibkörpern 334; 335 (nicht dargestellt) ausgebildet werden, wobei der Druckkörper 341; 342 axial zumindest begrenzt beweglich ausgeführt wird und eine weitere auf den Kupplungsträger axial und drehfest verbundene Druckplatte als Enddruckkörper vorgesehen ist. Hierbei wird die Reibflächenzahl um die Anzahl der Reibkörper 234; 335 vervielfacht und das Reibmoment bei gleichen Schaltdrücken entsprechend erhöht.

Der wesentliche Vorteil dieser Konusreibkupplung nach Fig. 6c ist, wie oben bereits erwähnt, daß sehr hohe Drehmomente durch den Konuseffekt erzielt werden, der durch die Verdoppelung bzw. Vermehrfachung der Reibflächen weiter steigerbar ist. Darüber hinaus besteht der Vorteil, daß die Schleppmomente gegenüber der Lamellenkupplung nahezu Null sind, da die Fliehkraftwirkung das Öl nicht zwischen den Reibflächen, sondern an der jeweils äußeren konischen Reibfläche so führt, daß die Gegenreibfläche ölfrei und somit schleppverlustfrei bleibt.

Zur Schmierung der Reibflächen sind Einprägungen in den als Blechprägeteile oder auch als Sinterteile ausführbaren Kupplungselemente vorgesehen, die in den Zeichnungen nicht dargestellt sind. Da die Reibarbeit sehr gering oder nahezu Null ist, ist es auch nicht erforderlich, diese Kupplung bei Anwendung in stufenlosen Verzweigungsgetrieben mit besonderen kostenaufwendigen Reibbelägen zu versehen. In den meisten Anwendungsfällen erübrigt sich eine Nachbehandlung der Reibflächen an den als Blechprägeteile ausgebildeten Kupplungselementen.

Die einzelnen Bauteile dieser Kupplung nach Fig. 6c, insbesondere die mit den konischen Reibflächen versehenen Bauteile, eignen sich besonders für die Anwendung der modernen spanlosen Fertigung, wie Schmiedetechnik, Sintertechnik, Blechtechnik.

Die Schalt-Konuskupplung nach Fig. 6d eignet sich besonders für am Getriebegehäuse zu kuppelnde Getriebeglieder 368. In dieser Kupplungsausführung wird beispielsweise ein Hohlrad 368 eines Planetengetriebes am Getriebegehäuse gekoppelt. Das Getriebegehäuse stellt gleichzeitig den Kupplungsträger 360 der Konus-Schaltkupplung dar. Das Getriebeglied bzw. Hohlrad 368 besitzt eine oder zwei gegenüberliegende konische Reibflächen 364 und 366, die mit entsprechenden konischen Reibflächen 365 am Gehäuse und 361 eines mit einem Druckkolben 369 beaufschlagbaren Kupplungsring 363 zusammenwirken. Der Doppelkonus 364 und 366 haben den Vorteil einer Verdoppelung des Reibmomentes zugunsten kleinerer Kolbenkräfte und deren damit verbundenen Schaltdrücke und Schaltleistungen. Kupplungsring 363 und Kolben 369 werden durch eine nicht dargestellte Federeinrichtung im ausgeschalteten Zustand in Neutralstellung zurückgeführt.

Im Hinblick auf hohe Schaltqualität und geringe Reibleistung kann bei Anwendung der Reibkupplung in stufenlosen Leistungsverzweigungsgetrieben ein verbesserter Schaltablauf festgelegt werden, derart, daß nach erfolgtem Synchronlauf die neue Kupplung geschlossen und darauf folgend die alte Kupplung geöffnet wird. Innerhalb beider geschlossener Kupplungen wird nun der lastabhängige Drehzahlschlupf des stufenlosen Wandlers ausgeglichen, indem eine Anpassung an den Lastzustand im neuen Schaltbereich erfolgt, wobei der stufenlose Wandler bei noch geschlossener alter Kupplung in seiner Verstellgröße korrigiert wird um das Maß X und Y bzw. Z wie in Fig. 2 und 2a dargestellt und bereits bei Anwendung von Zahnkupplungen und anderen Reibkupplungen näher beschrieben. Die Korrekturgröße Z kann aus einem Drucksignal, z. B. des hydrostatischen Wandlers oder anderen Betriebsgrößen, wie bereits beschrieben, festgelegt bzw. einprogrammiert werden. Das Öffnungssignal nach erfolgter Verstellkorrektur Z erfolgt zweckmäßigerweise bei dieser Kupplung nach vollständiger Entlastung der alten Kupplung, das heißt, nachdem die neue Kupplung das volle Drehmoment übernommen hat, was dem Schaltpunkt SK1 (siehe Fig. 2 und 2a) entspricht. Das Verstell-Korrekturmaß Y ist in der Regel größer als das Korrekturmaß X. Ausgehend von konstanten Lastverhältnissen bzw. Zugkraftverhältnissen entspricht in der Relation X dem Hydrostatdruck vor der Schaltung innerhalb des alten Schaltbereiches und Y dem Hydrostatdruck zu Beginn des neuen Schaltbereiches. Somit beträgt annäherungsweise Y=X · Δp2/Δp1. Ihre Größenverhältnisse sind von der Getriebeauslegung und im wesentlichen von ihren Bereichsgrößen-Verhältnissen abhängig. Korrekturmaß X wird aus der tatsächlichen Stellgröße αSK2 bei Synchronlauf der Kupplungselemente der neuen Kupplung und der theoretischen Stellgröße αS entsprechend dem lastlosen Zustand ermittelt. Das Synchronsignal wird vorzugsweise aus einem Drehzahlvergleich, wie bekannt und eingangs beschrieben, ermittelt. Korrekturgröße X stellt die Differenz zwischen tatsächlicher Stellgröße αSK2 des stufenlosen Wandlers und theoretischer Stellgröße αS dar. Das Öffnungssignal bestimmende Korrekturmaß Z=X+Y kann somit aus der Stellgrößendifferenz α SK2 und αS oder durch den Hydrostatdruck vor Beginn der Schaltung ermittelt und entsprechend vorgegeben bzw. einprogrammiert werden. Dies gilt sowohl für die Zahnkupplung als auch für Reibkupplungen. Bei Zahnkupplungen kann unter Berücksichtigung des Öffnungsweges zum Ausrasten der Schaltverzahnung und der damit bedingten Öffnungszeit ein entsprechend früher einsetzendes Öffnungssignal, d. h. eine entsprechende Verkleinerung des Korrekturmaßes Y berücksichtigt werden.

Lastschwankungen innerhalb der Schaltphase, d. h. nach bereits eingeleitetem Schaltvorgang erfordern eine Änderung des Korrekturmaßes Z, da auch das Kupplungsdrehmoment TK2 gegenüber TK1 vor und nach der Bereichsschaltung sich entsprechend ändert. Eine optimale Anpassung dieser betriebsverändernden Verhältnisse innerhalb der Schaltphase ist durch ein Drehmomentensignal aus dem Drehmoment der alten zu öffnenden Kupplung gegeben, wobei das Öffnungssignal aus dem drehmomentlosen Zustand der alten Kupplung signalisiert wird. Eine annähernde Anpassung kann auch, wie in der Hauptanmeldung bzw. eingangs bereits beschrieben, durch den beginnenden Arbeitsdruck Δp2 für den neuen Schaltbereich B2 sein. Bei Anwendung einer Zahnkupplung ist in den meisten Anwendungsfällen der Öffnungszeitraum, der sich zwischen dem Schaltpunkt S und dem tatsächlich geöffneten Zustand bis SK1 ausreichend zum Erzielen einer guten Schaltqualität. Bei Anwendung einer Reibkupplung kann auch ein geringfügiger Verzögerungseffekt im Öffnungsvorgang der Kupplung, z. B. durch einen gezielten Drosseleffekt im Kupplungsschaltventil erzielt werden, um den idealen Ausschaltpunkt SK1 zu erreichen bzw. nahezukommen.

Das vorprogrammierte aus X ermittelte Korrekturmaß Y kann durch äußere Betriebseinflüsse, wie Gaspedaländerungen, Bremsbetätigung oder auch äußere Laständerungen, beeinflußt bzw. übersteuert werden. Hierzu dienen die entsprechenden Signale aus Gaspedal bzw. Signal zur Änderung der Kraftstoffzufuhr, Bremssignal, Lastsignal, z. B. aus dem Hydrostatdruck oder/und weitere Signale, die den kontinuierlichen Verlauf innerhalb der Schaltphase bei gleichbleibendem Lastzustand beeinflussen.

Bei Gaswegnahme während der Schaltphase, d. h. bei bereits geschlossener neuer Kupplung wird z. B. das Öffnungssignal für die alte Kupplung sofort oder nach entsprechend kleinerem Korrekturmaß ausgelöst, wobei andere beschriebene Korrekturfunktionen übersteuerbar oder entsprechend anpaßbar sind durch das Betätigungssignal oder ein aus der Gaspedalbetätigung resultierendes Signal. Gaswegnahme kann alternativ in Steuerlogik einprogrammiert und automatisiert werden, wobei nach geschlossener neuer Kupplung die Kraftstoffzufuhr unterbrochen bzw. verringert wird durch entsprechendes Steuersignal. Die Korrekturgröße ist somit entsprechend der Größe der Gaspedalbewegung unterschiedlich dosierbar durch gleichzeitige Beeinflussung vorgegebener Korrekturfunktion.

Zur Erhöhung der Schaltsicherheit bei Einleiten des Schaltvorganges kann die Verstellrichtungsumkehr für den stufenlosen Wandler nach einer gewissen Charakteristik erfolgen, die insbesondere von Vorteil für Schalt-Zahnkupplungen ist. Hierfür ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Umstellung der Verstellrichtung nicht spontan, sondern einen weichen, allmählichen Geschwindigkeitsverlauf hat, so daß auch bei Berücksichtigung einer geringen Kolbengeschwindigkeit des Druckkolbens 24 ein sicheres Ineinandergreifen der Schaltverzahnung gewährleistet ist. Dies kann durch einen entsprechend vorgesehenen Drosseleffekt bzw. Verzögerungseffekt in der Verstelleinrichtung des stufenlosen Wandlers bewirkt werden.

Eine weitere Möglichkeit zur Schaltsicherung sieht ein zwischen die beiden Hochdruckleitungen eines hydrostatischen Getriebes vorgesehenes Bypassventil vor, das innerhalb der Schaltphase kurzzeitig geöffnet wird, wobei die Bypassleitung mit oder ohne einer zusätzlichen Drossel oder/und ein Druckbegrenzungsventil besitzt, das auf einen relativ niedrigen Druck eingestellt wird, so daß in der Schaltphase auch höhere Differenzdrehzahlen bzw. Synchronfehler, insbesondere beim Schalten mit einer Zahnkupplung schadlos überbrückt werden können.

Bei stufenlosen Leistungsverzweigungsgetrieben, wie z. B. in Fig. 8 dargestellt, fließt die in einem Summierungsplanetengetriebe 251 aufsummierte Leistung wechselweise über zwei oder mehrere Ausgangswellen 240, 242 oder 243 und wird über Zwischenglieder 245; 250; 249 bei einer oder mehreren geschlossenen weiteren Kupplungen 236, 237; 246; 248 auf die Abtriebswelle 233 übertragen. Bei bestimmten Schaltbereichen, je nach geschalteter Kupplung, rotiert eines oder mehrere der vorgenannten Getriebeglieder im lastlosen, d. h. im drehmomentfreien Zustand. Um ein unkontrolliertes Mitrotieren dieser Getriebeglieder zu vermeiden im Hinblick darauf, daß für den Schaltvorgang Synchronlauf der zu kuppelnden Glieder gewährleistet ist, wird z. B. eines oder beide der Kupplungsglieder 236, 237 am Gehäuse festgehalten. Dies geschieht durch eine nicht dargestellte Arretiereinrichtung, die von der als Zahnkupplung ausgebildeten Schaltkupplung 236, 237 unabhängig sein kann. Beim dargestellten Getriebeschema nach Fig. 8 ist die Kupplung 237 im ersten und zweiten Vorwärtsfahrbereich und die Kupplung 236 im ersten und zweiten Rückwärtsfahrbereich geschlossen. Bei Starten des Motors oder bei Leerlauf, d. h. bei Schalt-Neutralstellung würden durch innere Reib- bzw. Schleppwiderstände die jeweiligen Kupplungsglieder 250, 249 lastlos in Drehbewegung kommen und bei Schließen der jeweiligen Kupplung möglicherweise zur Beschädigung der Schaltzähne führen. Die nicht dargestellte Arretiereinrichtung kann eine von der Schaltkupplung abhängige oder unabhängige Einrichtung sein, die durch Federkraft das betreffende Getriebeglied 250 oder 237 in Form einer Bremseinrichtung oder einer formschlüssigen Einrichtung, z. B. als Zahnelement, arretiert, wobei dieses in ein entsprechendes Profil der vorgenannten Getriebeglieder eingreift, oder als Reibelement das Getriebeglied - Hohlrad 249, Steg 250 - durch Federkraft bei Starten des Motors oder/und bei Schaltneutralstellung gegenüber dem Getriebegehäuse abbremst bzw. verriegelt. Nach Starten des Motors bzw. nach Vorwahl der Fahrrichtung wird hydraulisch das entsprechende Getriebeglied entriegelt bzw. gelöst. Die Arretiereinrichtung kann eine einfache von außen auf das betreffende Getriebeglied andrückendes oder einrastendes separates Bauelement sein.

Die Erfindung sieht des weiteren zur Verbesserung der Schaltqualität und des Schaltablaufes als weitere Alternative die Kombination einer Reibkupplung 234; 235 mit einer Zahnkupplung 236, 237; 246 vor. In der Schaltphase wird hierbei nach Auslösen des Synchronsignals bzw. des Schaltsignals zuerst die Zahnkupplung 246 bzw. 237 geschaltet und danach die betreffende Reibkupplung 235 bzw. 234. Die Drehmomentbelastung trotz eines relativ hohen Synchronfehlers der zu schließenden Glieder der Zahnkupplung ist bei dieser Schalt- bzw. Kupplungskombination sehr gering, da das betreffende Zwischenglied 245 bei Schaltbeginn nur mit geringem Drehmoment oder im nahezu drehmomentfreien Zustand mit der betreffenden Ausgangswelle 240, 242 des Summierungsplanetengetriebes 251 mitrotiert und der besagte Synchronfehler durch mögliches Durchrutschen der betreffenden Reibkupplung ausgeglichen wird. Das Getriebezwischenglied, Welle 245, ist hierbei, wie erwähnt, mit einer der beiden Ausgangswellen 240, 243 drehmomentfrei, d. h. mit geringem Schaltdruck angekoppelt oder die betreffende Reibkupplung wird bei Schaltbeginn vor Einrasten der Zahnkupplung spontan geöffnet und danach, z. B. durch das Schließsignal über den Öldruck der geschlossenen Zahnkupplung sofort wieder geschlossen. Das im neuen Schaltbereich an der Leistungsübertragung beteiligte Getriebezwischenglied 245 wird im alten Schaltbereich drehmomentfrei mit der betreffenden Kupplung 235 und der betreffenden Ausgangswelle 242 bzw. 240 des Summierungsplanetengetriebes 251 lastlos mitgeführt, um bei Schließen der neuen Kupplung (Zahnkupplung 246) Synchronlauf der Kupplungselemente zu gewährleisten und unkontrolliertes Drehverhalten des Getriebezwischengliedes 245 zu vermeiden. Die Bereichskupplung 234 bzw. 235 ist alternativ als Konuskupplung, wie in Fig. 6c dargestellt, ausgeführt.

Die Erfindung sieht eine Sicherheitseinrichtung vor für den Fall, daß durch Ausfall einer Steuerfunktion oder zu hohen Synchronlaufabweichung in der Schaltphase das Schließen einer Zahnkupplung nicht möglich ist. Diese Sicherheitseinrichtung beruht darauf, daß durch Vergleich zweier oder mehrerer rotierender Getriebeglieder der Sollwert der Getriebeübersetzung in der Steuereinrichtung, insbesondere der elektronischen Einrichtung mit dem Sollwert der Verstellgröße des stufenlosen Wandlers verglichen wird. Stimmt der Verstellwert des stufenlosen Getriebes 232 nicht mit dem Sollwert überein, so wird bei Abweichung über ein zulässiges Maße automatisch ein Sicherheitssignal ausgelöst, das ein Öffnen einer oder mehrerer der Kupplungen bewirkt, um das Fahrzeug in drehmomentfreien Zustand zu versetzen oder/und daß das Verstellorgan des stufenlosen Wandlers automatisch so eingeregelt wird, daß bei der gegebenen Getriebeübersetzung ein Schließen der Kupplung wieder möglich ist.

Eine weitere Sicherheitseinrichtung gemäß der Erfindung sieht vor, daß z. B. bei zu starker Verzögerung bzw. Abbremsung des Getriebes und nicht ausreichender Verstellgeschwindigkeit der stufenlosen Regelung eine oder mehrere der Kupplungen öffnen und einen lastlosen Zustand der Getriebeglieder herstellen, wobei entweder nach diesem Vorgang das Fahrzeug auf Stillstand abgebremst werden muß oder daß nach erfolgter Änderung dieses Betriebszustandes über eine automatische Nachregelung eine Übereinstimmung der Verstellgröße des Verstellorgans des stufenlosen Wandlers mit dem Istwert der Getriebeübersetzung gesucht wird, wonach der Synchronpunkt der betreffenden Bereichskupplung hergestellt und diese Kupplung automatisch geschlossen wird.

Eine genauere Beschreibung des Getriebesystems nach Fig. 8 ist in der DE 39 29 209 A1 enthalten.

Claims (14)

1. Schalteinrichtung, insbesondere für ein automatisch schaltbares Kraftfahrzeuggetriebe, das aus mindestens zwei schaltbaren Kupplungen besteht und wenigstens eine Kupplung als Zahnkupplung ausgebildet ist, wobei ein mit einem Zahnprofil versehener Kupplungsring (24) der Zahnkupplung durch eine Schaltvorrichtung gegen einen gegengerichteten Zahnkupplungsring (23) zum Ineinandergreifen der beiden Kupplungsringe axial verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der gegengerichtete Kupplungsring (23) federnd verschiebbar in Axialrichtung gelagert ist und daß das Getriebeschalten im Synchronbereich der zu kuppelnden Schaltglieder stattfindet (Fig. 3f).

2. Schalteinrichtung, insbesondere für automatisch schaltbare Kraftfahrzeuggetriebe, zum Schalten von zwei oder mehreren Schaltbereichen, bei denen die Schaltung vorwiegend im Synchronbereich der zu schließenden Kupplungselemente erfolgt, dadruch gekennzeichnet, daß die Kupplung (330; 340) als Konuskupplung ausgebildet ist, derart, daß eine Kupplungshälfte gegeneinander durch ein Druckmedium verschiebbare mit parallel zueinanderliegende konische Reibflächen (339 und 337) versehene Kupplungselemente (341 und 345) besitzt und die andere Kupplungshälfte ein oder mehrere zwischen diesen konischen Reibflächen befindliche mit entsprechenden konischen Reibflächen (338 und 336) versehene Kupplungsglieder (334; 335) besitzt (Fig. 6c).

3. Schalteinrichtung für ein stufenloses Verzweigungsgetriebe mit zwei oder mehreren Schaltbereichen, das aus einem stufenlosen Wandler und einem Summierungsplanetengetriebe mit wenigstens zwei mit einem nachgeordneten Schaltgetriebe (247) schaltbaren Ausgangswellen (240; 242) besteht, wobei das nachgeordnete Getriebe Schaltkupplungen (237; 236, 246) besitzt, die wechselweise eine Triebverbindung über eine der Ausgangswellen des Summierungsplanetengetriebes mit der Abtriebswelle (233) herstellen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Ausgangswellen des Summierungsplanetengetriebes über eine Reibkupplung (234; 235) und eine weitere nachgeordnete als Zahnkupplung ausgebildete Kupplung (236; 237, 246) mit der Abtriebswelle (233) eine Triebverbindung herstellt, wobei zum Schalten eines neuen Schaltbereiches zuerst die Zahnkupplung und darauf folgend die Reibkupplung geschlossen wird und daß diese Reibkupplung innerhalb des alten Schaltbereiches lastlos mit einem im neuen Schaltbereich drehmomentübertragenden Getriebeglied (234) so gekoppelt ist, daß bei Schließen der Zahnkupplung ein zumindest anfängliches Durchrutschen der Reibkupplung bei niedrgiem Drehmoment möglich ist, oder daß vor Schließen der Zahnkupplung die Reibkupplung kurzzeitig öffnet (Fig. 8).

4. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsverzahnung als Abweisverzahnung (gemäß Fig. 7 bis 7c) oder als nichtabweisende Kupplungsverzahnung oder als Kupplungsverzahnung mit abweisenden Mitnahmeflächen (72) und nichtabweisenden tragenden Mitnahmeflächen (74 gemäß Fig. 3a und 3e) oder/und als Kupplungsverzahnung mit hohen und niedrigen Zähnen (79, 77, Fig. 3e) ausgebildet ist.

5. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gegengerichtete Zahnkupplungsring (23) mit gerader Anlauffläche oder konischer Anlauffläche (nicht dargestellt) an seiner Druckplatte (91) abgestützt wird.

6. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kupplungshälfte zwei oder mehrere konische Reibkörper (334) besitzt (nicht dargestellt), die mit entsprechender Anzahl an Reibelementen (341) der ersten Kupplungshälfte zusammenwirken.

7. Schalteinrichtung nach Anspruch 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einer oder mehreren konischen Reibflächen versehene Druckkörper (341, 342) ein gemeinsames Bauteil für zwei Kupplungen (330, 340) bildet.

8. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mit konischen Reibflächen versehenen Kupplungselemente zumindest teilweise spanlos hergestellt sind und spanlos eingeformte Ausnehmungen für die Schmierölversorgung besitzen (nicht dargestellt).

9. Schalteinrichtung nach Anspruch 2 und 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kupplungen eine Schaltfunktionseinheit bilden, derart, daß nach erfolgtem Synchronlauf die neue Kupplung geschlossen und darauf folgend die alte Kupplung geöffnet wird und daß bei Anwendung in einem stufenlosen Getriebe bzw. stufenlosen leistungsverzweigten Getriebe lastabhängiger Drehzahlschlupf innerhalb beider geschlossener Kupplungen durch eine entsprechende Verstellkorrektur eines stufenlose Wandlers über ein angemessenes Korrekturmaß (X+ Y bzw. Z) vor Öffnen der alten Kupplung angepaßt wird.

10. Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer Zahnkupplung in Wirkverbindung stehende Reibkupplung eine Lamellenkupplung oder eine Konuskupplung darstellt.

11. Schalteinrichtung für ein stufenlose leistungsverzweigtes Getriebe mit einem stufenlosen Wandler (232) und einem mehrwelligen Summierungsplanetengetriebe, das zum Schalten mehrerer Schaltbereiche Schaltzahnkupplungen besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß ein für den Vorwärtsfahrbereich und ein für den Rückwärtsfahrbereich zu koppelndes Getriebeglied durch eine Arretiereinrichtung automatisch bei Fahrzeugstillstand bzw. bei Neutral-Schaltstellung oder/und nach Starten des Motors gehalten wird und daß diese Getriebeglieder vorzugsweise mit dem Gehäuse verbindbare Glieder sind oder von den Kupplungselementen abhängige oder/und unabhängige Einrichtungen sind, die ein unkontrolliertes Rotieren eines oder mehrerer Getriebeglieder im lastlosen Zustand verhindern.

12. Schalteinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kontrolleinrichtung vorgesehen ist, die über einen Drehzahlvergleich verschiedener Getriebeglieder die Getriebeübersetzung ermittelt und daraus den Istwert und den Sollwert der Verstellgröße des stufenlosen Wandlers kontrolliert und daß bei Abweichung von einem zulässigen Wert ein Sicherheitssignal ausgelöst wird, das eine oder mehrere Schaltkupplungen öffnet oder/und daß über die Steuer- und Regeleinrichtung eine Anpassung der Verstellgröße automatisch vornimmt, um eine betreffende Kupplung wieder bei Synchronlauf bzw. im Synchronlaufbereich zu schließen.

13. Schalteinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstell- Korrekturgröße X die Differenz zwischen tatsächlicher Stellgröße αSK2 und der theoretischen Stellgröße αS darstellt und daß das Größenverhältnis der Korrekturgrößen X zu Y den theoretischen Hydrostatdruckverhältnissen Δp1 vor Schaltbeginn zu Δp2 nach der Bereichsschaltung entspricht.

14. Schalteinrichtung nach Anspruch 13 und einem weiteren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrekturmaß Y übersteuerbar bzw. änderbar ist durch Betriebszustandsänderung während der Schaltphase und zwar durch Änderung des Gaspedalsignals oder/und Einfluß des Bremspedal- Signals oder/und Änderung des äußeren Lastzustandes.