Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Wechselgetriebe, aufweisend mehrere, durch Ein- und Ausrücken mit Zahnrädern eines Vorgeleges in Eingriff bringbare Wechselräder.

Wechselgetriebe der genannten Art sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt und bewährt. Durch Ein- und Ausrücken von Wechselrädern erhält man verschiedene übersetzungsverhältnisse zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle, verbunden über in Eingriff befindliche Zahnräder auf einer Vorgelegewelle.

Zumeist kann nach Betätigung einer Kupplung ein derartiges Getriebe mechanisch, beispielsweise über ein Gestänge, geschaltet werden.

Derzeit finden vermehrt wieder unsynchronisierte Getriebe Verwendung. Bei diesen Getrieben ist es notwendig, dass bei einem Gangwechsel nach einem erstmaligen Betätigen einer Kupplung die Drehzahl der Vorgelegewelle erneut erhöht werden muss, in dem durch Lösen der Kupplung der Strang zur Antriebseinheit wieder freigegeben wird. Nach einem zweiten Betätigen der Kupplung kann dann der Gang eingelegt werden.

Durch das zweimalige Betätigen der Kupplung erfolgt ein Gangwechsel relativ langsam und es ist schwierig, die Drehzahl der Vorgelegewelle beim Gangwechsel genau anzupassen, bspw. durch Zwischengas bei einem Kraftfahrzeug, um eine Synchronisierung der in Eingriff zu bringenden Zahnräder zu erreichen.

Vor diesem technischen Hintergrund macht die Erfindung es sich zur Aufgabe, ein Wechselgetriebe der eingangs genannten Art derart auszugestalten, dass es exakt und einfach schaltbar ist.

Gelöst wird diese technische Problematik bei einem Wechselgetriebe, aufweisend mehrere, durch Ein- und Ausrücken mit Zahnrädern eines Vorgeleges in Eingriff bringbare Wechselräder gemäß des Anspruchs 1 durch die Maßnahmen, dass Sensoren die Drehzahl einer Vorgelegewelle, einer

Antriebswelle, einer Abtriebswelle und/oder der Wechselräder erfassen und dass ein Prozessor vorgesehen ist, der basierend auf den erfassten Drehzahlen die Vorgelegewelle auf die für einen Gangwechsel erforderliche Drehzahl mittels eines Antriebs beschleunigt oder abbremst.

Die die Drehzahlen erfassenden Sensoren sind in ihrer Ausbildung wenig kritisch. Ob mechanische, opto-elektronische oder andere Sensoren herangezogen werden, wird in erster Linie durch den Verwendungszweck des Getriebes bestimmt werden, durch seine Größe oder die Kosten.

Gleiches gilt für den Prozessor, der Bestandteil eines eine Vorrichtung im übrigen steuernde und überwachende Rechnereinheit sein kann oder beispielsweise ein eigenständiger Industrieprozessor .

Entsprechend den vorgegebenen Drehzahlen wird der Prozessor mittels eines Antriebs die Vorgelegewelle auf die für einen Gangwechsel erforderliche Drehzahl beschleunigen, gegebenenfalls abbremsen, bis eine Synchronisierung der Drehzahlen zwischen den zu schaltenden Wechselrädern, den Zahnrädern des Vorgeleges und der Antriebs- oder Abtriebswelle erfolgt ist.

Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn der Prozessor Drehzahlen aus einer Gangvorgabe berechnet, so dass beispielsweise die Umfangsgeschwindigkeit eines Wechselrades aus der Drehzahl der An- oder Abtriebswelle berechnet wird und somit auf das Erfassen der Drehzahl eines Wechselrades verzichtet werden kann. In einem solchen Falle sollte zusätzlich zu der Erfassung der Drehzahlen eine Schaltabfolge mit erfasst bzw. mit vorgegeben werden.

Auch der Antrieb der Vorgelegewelle ist wenig kritisch, sollte jedoch sehr genau steuerbar sein. Solche Antriebe bieten sich in Form eines Hydraulikmotors und insbesondere eines Elektromotors an. Deren exakte Drehzahlsteuerung ist zumeist wenig aufwendig.

Ist ein Elektromotor als Antrieb vorgesehen, kann dieser in vorteilhafter Weise während der schaltfreien Phasen als Generator betrieben werden und beispielsweise bei der Verwendung des Wechselgetriebes nach der Erfindung in einem Kraftfahrzeug die übliche Lichtmaschine ergänzen oder ersetzen.

Eine weiter bevorzugte Verwendung des erfindungsgemäßen Wechselgetriebes erfolgt in Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehbänken, Fräsvorrichtungen oder dergleichen mehr.

In an sich üblicher Weise kann das Ein- und Ausrücken der Wechselräder durch eine Schiebemuffe erfolgen, deren Betätigung durch den Prozessor synchronisiert wird. Ein schnelles Schalten ist die Folge, da die Drehzahlen dann optimal und in kürzester Zeit aufeinander abgestimmt werden können.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, in der lediglich schematisch ein Ausführungsbeispiel dargestellt

ist. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur 1 ein Wechselgetriebe 1 mit vier Gängen.

Das in Figur 1 dargestellte Wechselgetriebe 1 ist dem Grund nach konventionell aufgebaut . Die Lagerung einer Antriebswelle 2, einer Abtriebswelle 3 und einer Vorgelegewelle 4 über einer Grundplatte ist in der Zeichnung aus übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt.

Die Antriebswelle 2 wie auch die Abtriebswelle 3 weisen jeweils zwei Wechselräder 5,6 bzw. 7,8 auf. Die Wechselräder 5-8 stehen in ständigem Eingriff mit vier Zahnrädern 9-12 eines Vorgeleges 13.

Das Ein- bzw. Ausrücken der Wechselräder 5,6 bzw. 7,8 erfolgt durch Schiebemuffen 14,15, so dass wechselweise eins der Wechselräder 5,6 in festem Eingriff mit der Antriebswelle 2 und eins der Wechselräder 7,8 in festem Eingriff mit der Abtriebswelle 3 steht .

In permanent festem Eingriff mit der Vorgelegewelle 4 stehen die Zahnräder 9-12.

Dieser konstruktive Aufbau erlaubt vier unterschiedliche übersetzungen des Wechselgetriebes 1 zwischen der Antriebswelle 2 und der Abtriebswelle 3.

Die Drehzahl der Antriebswelle 2, der Abtriebswelle 3 und der Vorgelegewelle 4, gegebenenfalls auch der Wechselräder 5-8, werden von Sensoren 16-18 erfasst, hier lediglich durch

Doppelpfeile angedeutet. Ein Prozessor 19 wertet die von den Sensoren 16-18 erfassten Daten aus und steuert einen Antrieb 20, vorzugsweise einen Elektromotor, angedeutet durch den Pfeil 21, derart an, dass die Vorgelegewelle 4 die für ein Einrücken eines der Wechselräder 5,6 auf der Antriebswelle 2

oder eines der Wechselräder 7 , 8 auf der Abtriebswelle 3 nötige Drehzahl und damit für einen Gangwechsel aufweist .

Das Ein- bzw. Ausrücken der Wechselräder 5-8 mittels der beiden Schiebmuffen 14,15 kann durch den Prozessor 19 synchronisiert über ein Schaltgestänge 22 erfolgen, beispielsweise auch hydraulisch oder elektromotorisch betätigt, womit ein optimales Zeitfenster für das Ein- bzw. Ausrücken geschaffen ist .

Ist der Antrieb 20 ein Elektromotor, so kann vorgesehen sein, dass dieser während schaltfreier Phasen als Generator betrieben wird, beispielsweise als Ersatz oder Ergänzung für eine Lichtmaschine in einem Kraftfahrzeug. Die Abgabe elektrischer Energie ist durch den Pfeil 23 lediglich angedeutet .

Eine andere, bevorzugte Verwendungsmöglichkeit des Wechselgetriebes 1 nach der Erfindung erfolgt in Werkzeugmaschinen, insbesondere Dreh- und Fräsbänken.