DE102015217267A1

DE102015217267A1 - Mehrgängiges Lastschaltgetriebe

Info

Publication number: DE102015217267A1
Application number: DE102015217267.8A
Authority: DE
Inventors: Norman Regenscheit
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-09-10
Filing date: 2015-09-10
Publication date: 2017-03-16

Abstract

Ein mehrgängiges Lastschaltgetriebe für Arbeitsmaschinen, insbesondere Baggerlader oder Teleskopfahrzeuge, weist eine Antriebswelle (2) auf, auf welcher eine Kupplung für Vorwärtsfahrt (28) angeordnet ist. Dadurch verringern sich die Zahneingriffe in der Vorwärtsfahrtrichtung, wodurch der Wirkungsgrad verbessert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein mehrgängiges Lastschaltgetriebe nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Gattungsgemäße Lastschaltgetriebe werden vorzugsweise in Arbeitsmaschinen, wie beispielsweise Baggerlader oder Telehandler-Fahrzeuge verwendet.
Die DE10330157A1 und die DE10330159A1 offenbaren ein mehrgängiges Lastschaltgetriebe für Arbeitsmaschinen, insbesondere Baggerlader oder Telehandler-Fahrzeuge, bei welchen die Rückwärtskupplung koaxial zur Antriebswelle angeordnet ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad eines mehrgängigen Lastschaltgetriebes weiter zu verbessern.
Die Aufgabe wird mit einem auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden gattungsgemäßen mehrgängigen Lastschaltgetriebe gelöst.
Erfindungsgemäß weist das Lastschaltgetriebe eine Antriebswelle auf, wobei koaxial zu dieser Antriebswelle entweder die Kupplung für Vorwärtsfahrt oder eine Kupplung für die zu schaltenden Gänge angeordnet ist. Durch diese Anordnung sind bei den Gängen für Vorwärtsfahrt weniger Zahneingriffe unter Last nötig, wodurch der Wirkungsgrad weiter verbessert wird.
Die Antriebswelle ist drehfest mit einem ersten und einem zweiten Festrad verbunden, wobei eines dieser Festräder mit einem weiteren Festrad für einen Rückwärtsgang kämmt und das andere dieser Festräder mit einem Losrad kämmt. Das Lastschaltgetriebe weist mindestens eine Abtriebswelle auf. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, eine weitere Abtriebswelle anzuordnen, um einen Allradantrieb zu verwirklichen. Neben der Antriebswelle und der oder den Abtriebswellen weist das Lastschaltgetriebe zu der Antriebswelle beabstandete Wellen auf, wobei auf jeder dieser Wellen eine einzige Kupplung angeordnet ist. Auch auf der Antriebswelle und der Abtriebswelle ist jeweils eine einzige Kupplung angeordnet. Durch die Verwendung einer Kupplung für Vorwärtsfahrt, einer Kupplung für Rückwärtsfahrt und vier Gangschaltkupplungen, besteht die Möglichkeit ein Lastschaltgetriebe zu schaffen, welches bis zu sechs Gängen für Vorwärtsfahrt und bis zu drei Gängen für Rückwärtsfahrt ermöglicht. Werden einzelne Kupplungen nicht angesteuert so besteht die Möglichkeit, statt der möglichen sechs Gänge für Vorwärtsfahrt das Getriebe als Fünfgang oder Viergang für Vorwärtsfahrt auszuführen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Lastschaltgetriebe nur ein einziges Festrad auf der Antriebswelle auf. Dieses Festrad kämmt mit einem Zahnrad, welches mit der Kupplung für Vorwärtsfahrt drehfest verbunden ist und gleichzeitig mit einem Zahnrad, welches mit der Kupplung für Rückwärtsfahrt verbunden ist.
Vorzugsweise ist auf der Antriebswelle eine Gangkupplung angeordnet, insbesondere die vierte Gangkupplung. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit auf der Antriebswelle die Kupplung für die Vorwärtsfahrtrichtung anzuordnen.
Weitere Merkmale sind der Figurenbeschreibung zu entnehmen.
Es zeigen:
1 den schematischen Getriebeaufbau; und
2 die Anordnung der Räder des Getriebes nach 1.
Die 1 zeigt einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 1, welcher die Antriebswelle 2 antreibt, wobei die Antriebswelle 2 als Hohlwelle ausgebildet, und eine Welle 3 für einen Nebenabtrieb durch das Getriebe hindurchzuführen. Ein erstes Zahnrad 4 ist als Festrad ausgebildet und drehfest mit der Antriebswelle 2 verbunden. Ein zweites Zahnrad 5 ist als Festrad ausgebildet und drehfest mit der Antriebswelle 2 verbunden. Ein drittes Zahnrad 6 ist als Festrad ausgebildet und drehfest mit einer ersten Welle 7 verbunden. Das vierte Zahnrad 8 ist als Losrad ausgebildet und auf der zweiten Welle 9 angeordnet und kämmt mit dem zweiten Zahnrad 5. Das erste Zahnrad 4 kämmt mit dem dritten Zahnrad 6. Das fünfte Zahnrad 10 ist als Losrad ausgebildet und auf der ersten Welle 7 angeordnet. Über die Kupplung für Rückwärtsfahrt 11 lässt sich das fünfte Zahnrad 10 mit dem dritten Zahnrad 6 drehfest verbinden. Das sechste Zahnrad 12 ist auf der zweiten Welle 9 angeordnet und als Festrad ausgebildet. Festrad bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Zahnrad drehfest mit der Welle verbunden ist. Losrad bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Zahnrad drehbar auf der Welle angeordnet ist. Das sechste Zahnrad 12 kämmt mit dem fünften Zahnrad 10 und gleichzeitig mit dem siebten Zahnrad 13. Die Kupplung für Vorwärtsfahrt 14 verbindet im geschlossenen Zustand das sechste Zahnrad 12 mit dem vierten Zahnrad 8. Das achte Zahnrad 15 ist als Festrad ausgebildet und kämmt mit dem sechsten Zahnrad 12 und ist auf der dritten Welle 18 angeordnet. Das neunte Zahnrad 16 ist als Losrad ausgebildet und auf der dritten Welle 18 angeordnet. Über die erste Gangkupplung 17 ist das achte Zahnrad 15 mit dem neunten Zahnrad 16 verbindbar. Das zehnte Zahnrad 19 ist als Losrad ausgebildet und auf der Abtriebswelle 22 angeordnet. Das elfte Zahnrad 20 ist als Festrad ausgebildet und auf der Abtriebswelle 22 angeordnet. Über die zweite Gangkupplung 21 ist das zehnte Zahnrad 19 mit dem elften Zahnrad 20 verbindbar. Das dreizehnte Zahnrad 24 kämmt mit dem zwölften Zahnrad 23 und ist auf der vierten Welle 25 als Losrad angeordnet. Das vierzehnte Zahnrad 26 ist als Festrad ausgebildet und auf der vierten Welle 25 angeordnet. Über die dritte Gangkupplung 27 ist das vierzehnte Zahnrad 26 mit dem dreizehnten Zahnrad 24 verbindbar. Über die vierte Gangkupplung 28 ist das siebte Zahnrad 13 mit dem ersten Zahnrad 4 verbindbar. Optional besteht die Möglichkeit das fünfzehnte Zahnrad 29, welches als Losrad ausgebildet ist, auf der weiteren Abtriebswelle 30 anzuordnen. Das fünfzehnte Zahnrad 29 kämmt mit dem zwölften Zahnrad 23 und ist über die Kupplung 31 mit der weiteren Abtriebswelle 30 verbindbar. Um die Gänge in Vorwärtsfahrtrichtung zu schalten, kann entweder die Kupplung für Vorwärtsfahrt 14 im Schließsinne betätigt werden und die vierte Gangkupplung 28 und die Kupplung für Rückwärtsfahrt 11 im Öffnungssinne betätigt werden, wodurch Leistung vom zweiten Zahnrad 5 über das vierte Zahnrad 8 zum sechsten Zahnrad 12 gelangt oder es kann die vierte Gangkupplung 28 im Schließsinne und die Kupplung für Rückwärtsfahrt 11 und die Kupplung für Vorwärtsfahrt 14 im Öffnungssinne betätigt werden, so dass Leistung von der Antriebswelle 2 über die vierte Gangkupplung 28 zum siebten Zahnrad 13 und von dort zum sechsten Zahnrad 12 gelangt. Um einen Gang für die Rückwärtsfahrt zu schalten, wird die Kupplung für Rückwärtsfahrt 11 im Schließsinne betätigt und die vierte Gangkupplung 28 und die Kupplung für Vorwärtsfahrt 14 im Öffnungssinne betätigt. Dabei gelangt Leistung vom ersten Zahnrad 4 über das dritte Zahnrad 6 zum fünften Zahnrad 10 und von dort zum sechsten Zahnrad 12. Die weiteren Gänge sind durch jeweiliges Schalten der ersten Gangkupplung 17, der zweiten Gangkupplung 21 oder der dritten Gangkupplung 27 möglich.
Die 2 zeigt die Anordnung der Zahnräder 4, 6, 12, 15, 19, 26 und 29.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Räder wird in der Vorwärtsfahrtrichtung der Wirkungsgrad erheblich verbessert. Insbesondere bei den höheren Gängen für Vorwärtsfahrt, somit bei den höheren Endgeschwindigkeiten, ist der Wirkungsgrad durch die Verringerung der Zahneingriffe erheblich verbessert.
Bezugszeichenliste

1: hydrodynamischer Drehmomentwandler
2: Antriebswelle
3: Welle
4: erstes Zahnrad
5: zweites Zahnrad
6: drittes Zahnrad
7: erste Welle
8: viertes Zahnrad
9: zweite Welle
10: fünftes Zahnrad
11: Kupplung für Rückwärtsfahrt
12: sechstes Zahnrad
13: siebtes Zahnrad
14: Kupplung für Vorwärtsfahrt
15: achtes Zahnrad
16: neuntes Zahnrad
17: erste Gangkupplung
18: dritte Welle
19: sechstes Zahnrad
20: elftes Zahnrad
21: zweite Gangkupplung
22: Abtriebswelle
23: zwölftes Zahnrad
24: dreizehntes Zahnrad
25: vierte Welle
26: vierzehntes Zahnrad
27: dritte Gangkupplung
28: vierte Gangkupplung
29: fünfzehntes Zahnrad
30: weitere Abtriebswelle
31: Kupplung

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

DE 10330157 A1 [0003]
DE 10330159 A1 [0003]

Claims

Mehrgängiges Lastschaltgetriebe für Arbeitsmaschinen mit einer Antriebswelle (2), welche mit einem Antriebsmotor in Verbindung bringbar ist und mindestens einer Abtriebswelle (22, 30), welche mit Fahrzeugräder in Verbindung bringbar ist und mit weiteren Wellen (7, 9, 18, 25), welche beabstandet von der Antriebswelle (2) angeordnet sind und mit Kupplungen (11, 14, 17, 21, 27, 28), mittels welchen die Drehrichtung oder die Drehzahl der Abtriebswelle (22, 30) schaltbar ist, wobei auf jeder Welle (7, 9, 18, 25) nur eine einzige Kupplung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (11) für die Drehrichtung Rückwärtsfahrt auf einer weiteren Welle (7) angeordnet ist und auf der Antriebswelle (2) entweder die Kupplung (14) für die Drehrichtung Vorwärtsfahrt oder die Kupplung (28) für eine schaltbare Drehzahl in der Drehrichtung Vorwärtsfahrt angeordnet ist.
Mehrgängiges Lastschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Wellen mindestens vier Wellen (7, 9, 18, 25) mit Kupplungen (11, 14, 17, 27) aufweisen, wobei eine Kupplung davon die Kupplung (11) für die Drehrichtung Rückwärtsfahrt ist und die anderen Kupplungen (14, 17, 27) auf diesen Wellen (9, 18, 25) die Kupplungen für die schaltbaren Drehzahlen sind, wobei mit diesen Kupplungen (14, 17, 27) und der Kupplung (21) auf der Abtriebswelle (22) und der Kupplung (28) auf der Eingangswelle (2) sechs Gänge in einer Vorwärtsfahrtrichtung und drei Gänge in einer Rückwärtsfahrtrichtung möglich sind.
Mehrgängiges Lastschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Abtriebswelle (30) beabstandet zur Abtriebswelle (22) angeordnet ist und ebenfalls eine Kupplung (31) trägt.
Mehrgängiges Lastschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein hydrodynamischer Drehmomentwandler (1) der Antriebswelle (2) vorgeschaltet angeordnet ist.
Mehrgängiges Lastschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Festrad (4) und ein zweites Festrad (5) mit der Antriebswelle (2) drehfest in Wirkverbindung stehen und ein erstes Losrad (13) koaxial zur Antriebswelle (2) angeordnet ist.
Mehrgängiges Lastschaltgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Festrad (4) mit einem dritten Festrad (6) im Eingriff steht und das zweite Festrad (5) mit einem zweiten Losrad (8) im Eingriff steht.
Mehrgängiges Lastschaltgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Festrad (6) mit der Kupplung (11) für die Drehrichtung Vorwärtsfahrt verbindbar ist.
Mehrgängiges Lastschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Antriebswelle (2) ein einziges Festrad angeordnet ist, welches mit einem Festrad und einem Losrad kämmt.