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Die Erfindung handelt von einem Antriebsstrang für einen Schlepper oder dergleichen, mit einer Vorschaltgetriebeeinheit und einem nachgeordneten Schaltgetriebe, wobei die Vorschaltgetriebeeinheit aus einem Lastschaltgetriebe und einem als Planetengetriebe ausgebildeten lastschaltbaren Wendegetriebe besteht, welches Wendegetriebe ein erstes und ein zweites Sonnenrad, und einen Planetenträger mit ersten und zweiten miteinander kämmenden Planeterädern aufweist.
In Antriebssträngen von Schleppern sind zwei Getriebe hintereinander angeordnet, um eine hohe Zahl von Getriebegängen zu erhalten. Beide Getriebe sind üblicherweise Getriebe mit ortsfesten Wellen, wobei das Vorschaltgetriebe ein Lastschaltgetriebe ist und die Rückwärtsgänge im Hauptgetriebe geschaltet werden. Wenn, beispielsweise für da Einsatz des Fahrzeuges als Radlader, auch Shuttle-Betrieb möglich sein soll, wird auch ein Rückwärtsgang in das Lastschaltgetriebe aufgenommen. Die neuere Entwicklung geht dahin, das Vorschaltgetriebe als Planetengetriebe auszuführen.
In einem Prospekt von MASSEY FERGUSON (6100 - 52 kW bis 88 kW, MF Dynashift-Vollsynchron- Wendegetriebe, MF German 1196/4m) ist eine Getriebeeinheit bekannt, die aus einem als Planetengetriebe ausgebildeten viergängigen lastschaltbaren Vorschaltgetriebe und einem nachgeordneten synchronisierten Wadegetriebe mit weiter nachgeordnetem Schaltgetriebe besteht. Das vierstufige Lastschaltgetriebe, zusammen mit dem in Vorgelegebauweise ausgeführten Wendegetriebe ergibt eine erhebliche Baulänge und erfordert eine grosse Anzahl von hydraulisch zu schaltenden Kupplungen. Das Synchron-Wendegetriebe ist für den Shuttle-Betrieb wenig geeignet.
Aus der EP 0 476794 A 1 ist ein Getriebe mit einem vorgeschaltetem Wendegetriebe in Planetenbauweise bekannt. Bei dem Getriebe handelt es sich allerdings um ein hydrostatischmechanischesLastschaltgetriebe und das Wendegetriebe ist ein Doppelplanetengetriebe, dessen eine Sonne treibt und dessen andere getrieben wird. Bei dem Wendegetriebe wird in beiden Fahrtrichtungen das Moment über die Planetenräder übertragen, in einer der beiden sogar ohne Abrollen der Planetenräder, was ein besonders ungünstiger Belastungsfall ist. Insgesamt ist das Verhältnis Bauvolumen zu übertragbarem Moment ungünstig.
Es ist daher Ziel der Erfindung, einen gattungsgemässen Antriebsstrang so zu verbessern, dass bei insgesamt verringerter Baulänge und verringertem Betätigungsaufwand ein höherer Wirkungsgrad erhalten wird, auch im Shuttle-Betrieb.
Dazu weist erfindungsgemäss das Wendegetriebe weiters eine Rückwärtsbremse für den Planetenträger und eine Vorwärtskupplung für die beiden Sonnenräder auf, wobei das erste Sonnenrad mit der einen Kupplungshälfte und das zweite mit der anderen Kupplungshälfte der Vorwärtskupplung in Verbindung steht und das Wendegetriebe ist im Kraftfluss nach dem Lastschaltgetriebe angeordnet.
Das Lastschaltgetriebe ist somit auf der Seite hoher Drehzahl und kleiner Drehmomente, was an sich schon kleine Dimensionen und geringe Verluste bedeutet. Durch die Ausführung des Wendegetriebes als Planetengetriebe und die Vereinigung mit dem Lastschaltgetriebe entsteht eine sowohl im Durchmesser als in der Baulänge besonders kleine und insgesamt sehr einfache Vorschalteinheit.
Dadurch dass das Wendegetriebe aus einem ersten und einem zweiten Sonnenrad, einem Planetenträger mit ersten und zweiten miteinander kämmenden Planetenrädern, einer Rückwärtsbremse für den Planetenträger und einer Vorwärtskupplung für die beiden Sonnenräder besteht und das erste Sonnenrad mit der einen Kupplungshälfte und das zweite mit der anderen Kupplungshälfte der Vorwärtskupplung in Verbindung steht, erfolgt bei Blockumlauf Antrieb und Abtrieb im gleichen Drehsinn und ohne Übertragung des Antriebsmomentes über Zahnräder, wird also direkt durchgetrieben.
Ersteres hat den Vorteil, dass bei der viel häufigeren Vorwärtsfahrt (deshalb mit Blockumlauf) der Drehsinn ungeändert bleibt, so als gäbe es kein Wendegetriebe. Somit braucht nicht die Gesamtkonzeption eines bestehenden Getriebes geändert werden. Zweiteres hat den Vorteil, dass der Verschleiss im Wendegetriebe minimal ist. Das Wendegetriebe baut durch diesen Vorteil wesentlich kleiner, beziehungsweise kann bei gleicher Grösse ein höheres Moment übertragen. Ausserdem braucht das Lastschattgetriebe im ShuttleBetrieb nicht gewendet zu werden, was zur Schonung der Kupplungen des Wendegetriebes beiträgt. Es besteht auch die Möglichkeit, einen weiteren Antrieb mit vom Wendegetriebe unabhängigem Drehsinn abzuzweigen.
Bemerkenswert ist, dass die Vorwärtskupplung dem Wendegetriebe nachgeordnet ist, sodass (soferne nicht eine zusätzliche Trennkupplung vorgesehen ist) Vorschalt- und Wendegetriebe auch rotieren, wenn kein Gang eingelegt ist. Für die aus Lastschaltgetriebe und Wendegetriebe bestehende Baueinheit ergibt sich der Vorteil dass deren Kupplungen und Bremsen jeweils am vorderen und am hinteren Ende liegen, sodass sie gut zugänglich und leichter zu montieren sind.
In Weiterbildung der Erfindung, ist die andere Kupplungshälfte der Vorwärtskupplung mit dem Ausgangsglied des Lastschaltgetriebes mittels einer Hohlwelle antriebsverbunden (Anspruch 2). So kann ein Nebenabtrieb mit nicht veränderlichem Drehsinn verwirklicht werden. Die Hohlwelle kann mit Vorteil eine zu einer Zapfwelle führende Zentralwelle aufnehmen (Anspruch 3). Auf diese Weise ist ein Zapfwellenantrieb mit minimalem Bauaufwand möglich. Die Zentralwelle kann direkt an die Eingangswelle des Lastschaltge-
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triebes anschliessen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen beschrieben und erläutert. Es stellen dar :
Fig. 1 : Das Schema eines Antriebsstranges eines Schleppers,
Fig. 2 : Den erfindungsgemässen Teil des Antriebsstranges,
Fig. 3 : Ein Betätigungsschema für beide Ausführungsformen.
In dem in Figur 1 schematisch dargestellten Antriebsstrang ist der Antriebsmotor mit 1 bezeichnet, der darauffolgende Antriebsstrang besteht der Reihe nach aus einer Vorschaltgetriebeeinheit 2. einem Schaltgetriebe 3 und einem Hinterachsantrieb 4. Mit 5 ist eine Nebenabtriebswelle angedeutet, die über ein Zapfwellengetriebe 6 eine Zapfwelle 7 antreibt.
Figur 2 zeigt die Vorschaltgetriebeeinheit 2 (siehe Fig. 1), die in einem gemeinsamen, nur angedeuteten und mit 9 bezeichneten Gehäuse untergebracht ist. Sie besteht aus einem Wendegetriebe 10 und einem vorgeordneten Lastschaltgetriebe 11, die beide als Planetengetriebe ausgeführt sind, wobei das Wendegetriebe 10 vom Typ ohne Hohlrad ist. Es besteht aus einem ersten Sonnenrad 12, einem zweiten Sonnenrad 13, einem ersten Planetenrad 14, einem zweiten Planetenrad 15 und einem Planetenträger 16. Das erste Planetenrad kämmt mit dem ersten Sonnenrad und mit dem zweiten ebenfalls im Planetenträger 16 gelagerten Planetenrad 15. Letzteres kämmt mit dem zweiten Sonnenrad 13.
Weiters gehört zum Wendegetriebe 10 eine Vorwärtskupplung (KV) 17 und eine Rückwärtsbremse (KR) 21, ihre Bezeichnung soll nur ihre Funktion erläutern. Die Vorwärtskupplung 17 wird von einer ersten Kupplungshälfte 18 und einer zweiten Kupplungshälfte 19 gebildet, die von einer Feder 20 aneinander gedrückt werden. Eine Wendegetriebeausgangswelle 50 führt von der einen Kupplungshälfte 18 der Vorwärtskupplung 17 zum Schaltgetriebe 3 (Fig. 1) ; eine Wendegetriebeeingangswelle 51 ist als Hohlwelle ausgebildet und mit dem Ausgangsglied des Lastschaltgetriebes 11 - dessen Hohlrad 36 - antriebsverbun- den. Die Eingangswelle 48 des Lastschaltgetriebes wird direkt vom Antriebsmotor 1 angetrieben und kann direkt in einer Hilfsantriebswelle 52 ihre ununterbrochene Fortsetzung finden.
Diese Hilfsantriebswelle 52 setzt sich hinter dem Schaltgetriebe 3 als Nebenabtriebswelle 5 (Fig. 1) fort. Wenn keine Zapfwelle vorgesehen ist, kann sie aber auch weggelassen werden, dann braucht die Wendegetriebeeingangswelle 51 keine Hohlwelle mehr zu sein. Die Rückwärtsbremse 21 wirkt zwischen dem Gehäuse 9 und dem Planetenträger 16. Sie wird nur für die Rückwärtsfahrt eingerückt, wenn die Kupplung 17 ausgerückt ist. Für Vorwärtsfahrt ist die Kupplung 17 eingerückt.
Das Lastschaltgetriebe 11 besteht aus einem ersten Sonnenrad 30, einem zweiten Sonnenrad 31, einem Planetenträger 33 mit aus einem ersten Teil 35 und einem zweiten Teil 34 bestehenden Doppelplaneten 35, 34 und einem Hohlrad 36. das mit dem ersten Teil 35 kämmt Das erste Sonnenrad 30 ist mit einer ersten Kupplungswelle 37 und das zweite Sonnenrad 31 mit einer zweiten Kupplungswelle 38 drehfest verbunden.
Erstere (37) führt zu einer ersten Kupplung (K1) 39, zweitere zu einer zweiten Kupplung (K2) 46. Die erste Kupplung besteht aus einem mit der ersten Kupplungswelle 37 in Verbindung stehenden Primärteil 40 und aus einem Sekundärteil 41, der Federn 43 enthält und mit einem Federträger 42 drehfest verbunden ist. Eine erste Bremse (K3) 44 hat ihren Primärteil 45 baulich mit dem Sekundärteil 41 der ersten Kupplung vereint ; ihr Sekundärteil ist gehäusefest. Eine zweite Kupplung (K2) 46 und eine zweite Bremse (K4) 47 sind genauso aufgebaut. Der Primärteil der zweiten Kupplung 46 ist über die zweite Kupplungswelle 38 mit dem zweiten Sonnenrad 31 drehfest verbunden und der Federträger 42 ist beiden Kupplungen 39. 46 gemeinsam und in axialer Richtung nicht verschiebbar.
Das Eingangsglied des Lastschaltgetriebes 11 ist eine Eingangswelle 48, die mit dem Planetenträger 33 drehfest verbunden ist. Das Ausgangsglied ist eine Ausgangswelle 51, die mit dem Hohlrad 36 drehfest verbunden ist.
Die Funktionsweise wird aus Figur 4 deutlich, in der für die drei Bereiche, vorwärts und rückwärts, angegeben ist, welche Kupplungen geschlossen sind. In den Vorwärtsgängen ist die Vorwärtskupplung des Wendegetriebes geschlossen, in den Rückwärtsgängen dessen Rückwärtsbremse. In der ersten Fahrstufe sind die erste und zweite Kupplung K1, K2 geschlossen und über den gemeinsamen Federträger 42 verbunden. Das bedeutet, dass sich die beiden Sonnenräder 30, 31 mit derselben Drehzahl drehen müssen.
Und somit Blockumlauf des Lastschaltgetriebes 11. Im zweiten Bereich ist die zweite Kupplung K2 geöffnet, was wegen der Zwangsverbindung mit der zweiten Bremse (K4) 47 bedeutet, dass diese, beispielsweise durch einen nicht dargestellten Hydraulikzylinder, eingerückt ist. Im dritten Bereich wird die erste Bremse (K3) 44 angezogen und somit automatisch die erste Kupplung (K1) 39 gelöst.
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