-
Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung
bezieht sich auf ein Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
mit einem vorgeschalteten, durch Reibungskupplungen entweder für die Vorwärts- oder
für die Rückwärtsbewegung schaltbaren Zusatzgetriebe, wobei ein für die Vorwärtsbewegung
bestimmtes, unmittelbar in ein Eingangsrad des Zahnräderwechselgetriebes eingreifendes
Zahnrad mit der Antriebswelle durch eine Reibungskupplung kuppelbar ist und ein
weiteres, für die Rückwärtsbewegung bestimmtes, auf der Antriebswelle angeordnetes
Zahnrad in ein auf einer Umkehrwelle angeordnetes Vorgelege eingreift.
-
Es sind bereits Zahnräderwechselgetriebe bekannt, bei denen verschiedene
Übersetzungen jeweils mechanisch vorgewählt und dann durch zu beiden Seiten einer
Getriebeinnenwelle angeordnete, ebenfalls mechanisch betätigte Reibungskupplungen
geschaltet werden, wobei eine Drehrichtungsumkehr durch auf einer Zwischenwelle
verschiebbare Kegelräder erzielt wird. Zur Schaltung derartiger Getriebe ist ein
beträchtliches Maß an Geschicklichkeit und Aufmerksamkeit seitens des Bedienenden
erforderlich. Solche Getriebe erfordern ferner eine verhältnismäßig große Anzahl
von Zahnrädern.
-
Andere bekannte Wechselgetriebe weisen mehrere auf einzelnen Zwischenwellen
angeordnete, sogenannte Verteilräder auf, die das Drehmoment von einem auf der treibenden
Welle befindlichen Antriebsrad abnehmen. Die einzelnen. Übersetzungen werden durch
hydraulisch betätigte Reibungskupplungen an den Enden der Zwischenwellen geschaltet.
Für die Rückwärtsbewegung ist bei diesen Getrieben nur eine einzige Drehzahl vorgesehen,
die über eine besondere Zwischenwelle erreicht wird.
-
Außerdem sind schon Zahnräderwechselgetriebe bekannt, bei denen vor
dem Übersetzungsgetriebe eine Drehrichtungsumkehr durch zwei mechanisch zu betätigende
Reibungskupplungen bewirkt werden kann, wobei jeweils eine Hälfte dieser Kupplungen
auf einer in ihrer Längsachse verschiebbaren Antriebswelle angeordnet ist. Durch
Verschieben dieser Antriebswelle in der einen oder der anderen Richtung wird jeweils
die eine oder die andere Kupplung geschaltet und dadurch das Drehmoment entweder
unmittelbar auf den einen Zahnkranz oder über ein Vorgelegerad auf den anderen Zahnkranz
eines das Eingangsrad des Wechselgetriebes bildenden Doppelzahnrades übertragen,
wodurch eine Umkehr der Drehrichtung bewirkt wird. Eine derartige Getriebeausbildung
beansprucht einen verhältnismäßig großen Raum, besonders in der Breite, d. h. in
Richtung der Antriebswelle, und stellt wegen der erforderlichen Büchsen und anderen
eine Verschiebung der Antriebswelle ermöglichenden Elemente sowie wegen der zum
Teil schwierigen Lagerverhältnisse eine Aufwand bedürfende und viele Einzelteile
aufweisende Konstruktion dar.
-
Das Zahnradwechselgetriebe nach der Erfindung weist bei einem einfachen
Aufbau eine gedrungene Bauweise mit geringem Platzbedarf in axialer Richtung auf.
Es besitzt ein auf der Antriebswelle angeordnetes und mit dieser durch eine Reibungskupplung
kuppelbares Zahnrad für die Vorwärtsbewegung, welches in ein als einfaches Zahnrad
ausgebildetes Eingangsrad des Wechselgetriebes eingreift, und ein weiteres, auf
der Antriebswelle befestigtes Zahnrad für die Rückwärtsbewegung, welches in ein
auf einer Umkehrwelle angeordnetes Vorgelege eingreift, wobei eine die Rückwärtsbewegung
schaltende Reibungskupplung auf der Umkehrwelle des Vorgeleges angeordnet ist und
ein Zahnrad des Vorgeleges unmittelbar in das Eingangszahnrad des Zahnräderwechselgetriebes
eingreift.
-
Das Zahnradwechselgetriebe enthält mehrere Übersetzungen. Sein Aufbau
ist derart, daß die Zahl der Zahnräder und Kupplungen für die verschiedenen Getriebezüge
gegenüber derjenigen wesentlich herab,-gesetzt ist, die bei bekannten Getrieben
für die gleiche Aufgabe erforderlich ist.
-
Bei dem Zahnräderwechselgetriebe nach der Erfindung ist es möglich,
zu beiden Seiten jedes Getriebezahnrades Lager vorzusehen, wodurch sich ein starrer
Aufbau
ergibt. Es können. einfache und einheitliche Bauteile verwandt werden, so daß sieh
das Getriebe fertigungstechnisch günstig herstellen läßt. Von besonderem Vorteil
ist der geringe Platzbedarf des Getriebes in axialer Richtung.
-
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
Fig. 1 .gibt einen Querschnitt durch das Zahnräderwechselgetriebe
wieder, wobei alle Getriebewellen der größeren Deutlichkeit wegen in eine Ebene
gelegt sind; Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht des Zahnräderwechselgetriebes
nach Fig. 1 mit der geometrisch richtigen Lage der Getriebewellen.
-
Die Antriebswelle 10 ist in Kegelrollenlagern 12 und 13 gelagert,
die in. der Vorderwand und einer Zwischenwand des Gehäuses 14 angeordnet sind. Sie
steht über eine Scheibenkupplung oder ein Flüssigkeitsgetriebe mit dem Hauptantrieb,
beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine, in Verbindung.
-
Auf der Antriebswelle 10 sitzt eine Hülse 16, die in Kegelrollenlagern
20 und 18 gelagert ist, welche sich in der Zwischenwand und der Rückwand des Gehäuses
14 befinden. Auf der Hülse 16 ist zweckmäßig mittels eines Keiles ein Zahnrad 22
befestigt, welches zusammen mit der Hülse 16 durch eine Kupplung 24 mit der Antriebswelle
10 verbunden. werden kann.
-
Die Kupplung 24 ist abnehmbar an der Rückwand des Getriebegehäuses
angeordnet und. enthält eine innere Kupplungsnabe 26; die auf das hintere Ende der
Antriebswelle 10 aufgekeilt ist und durch eine Schraube 28 mit Unterlegscheibe in
ihrer Lage gehalten wird. Der äußere Umfang der Kupplungsnabe 26 weist Nuten. auf,
in denen eine Anzahl ringförmiger Kupplungsscheiben 30 axial beweglich angeordnet
sind. Jeweils zwischen diesen Kupplungsscheiben 30 befinden sich ringförmige Kupplungsscheiben
32, die axial in den. Nuten des äußeren. ringförmigen Kupplungsteils 34 beweglich
sind. Der Kupplungsteil 34 ist durch Bolzen 36. mit dem Flansch 38 verbunden, der
zweckmäßig mit der Hülse 16 verkeilt ist. Der äußere Kupplungsteil 34 und. der Flansch
38 bilden eine ringförmige Flüssigkeitskammer 40; in. der sich ein. ringförmiger
Kolben 42 axial bewegen kann. Der Flüssigkeitskammer 40 kann Druckflüssigkeit durch
einen Kanal 44 zugeführt werden" der über ein, geeignetes Regelventil mit einer
Druckflüssigkeitsquelle in Verbindung steht. Das Regelventil ist nicht dargestellt,
da es nicht zum Gegenstand der Erfindung gehört.
-
Wird der Kammer 40 Druckflüssigkeit zugeleitet, so bewegt sich der
Kolben. 42 nach rechts, wodurch die Scheiben 30 und 32 gekuppelt werden und, dementsprechend,
nun das Zahnrad 22 und die Hülse 16 zusammen mit. der Antriebswelle 10 umlaufen.
Durch Ablassem der Druckflüssigkeit aus der Kammer 40 wird das Zahnrad 22. von der
Antriebswelle 10 abgekuppelt, wobei die Feder 46 die Scheiben 30 und 32 auseinanderdrückt.
-
Unterhalb der Antriebswelle 10, und, zwar auf einer Seite der durch
die Achse der Antriebswelle 10 gehenden Mittelebene (Fig.2), ist eine Welle 48 angeordnet,
die an ihrem rückwärtigen Ende in dem durch den Deckel 52 gehaltenem. Schrägrollenlager
50 und in ihrer Mitte in dem Schrägrollenlager 54 in der Zwischenwand des Gehäuses
14 gelagert ist. Unmittelbar neben der Rückwand des Gehäuses ist auf der Welle 48
das Eingangsrad des Zahnräderwechselgetriebes befestigt, das mit dem Zahnrad 22
im Eingriff ist und bei eingerückter Kupplung 24 von diesem getrieben wird, wodurch
eine Vorwärtsbewegung entsteht. Auf der Antriebswelle 10, unmittelbar an der Vorderwand
des Getriebegehäuses 14, ist ein weiteres Zahnrad 58 angeordnet, das ständig mit
dem auf der Hülse 62 sitzenden Vorlegerad 60 im Eingriff steht. Die Hülse 62 ist
in den Schrägrollenlagern 64 und 66 in der Vorderwand und der Zwischenwand des Getriebegehäuses
gelagert und umgibt die Umkehrwelle 68, welche, wie es Fig. 2 zeigt, unterhalb der
Antriebswelle 10 auf der der Welle 48 entgegengesetzten Seite der Mittelebene durch
die Antriebswelle liegt.
-
Die Hülse 62 kann mit der Umkehrwelle 68 durch die Reibungskupplung
70 gekuppelt werden, die abnehmbar auf der Vorderwand des Getriebegehäuses befestigt
ist. Die Kupplung 70 ist von gleicher Bauart und arbeitet in der gleichen. Weise
wie die Kupplang 24.
-
Die Umkehrwelle 68 ist an ihrem Ende in. dem durch den Deckel 73 gehaltenen
Schrägrollenlager und. in der Mitte in dem Schrägrollenlager 74 gelagert. Unmittelbar
an der Rückwand des Getriebegehäuses 14 ist auf der Umkehrwelle 68 das Vorgelegerad
76 befestigt, das mit dem Eingangsrad 56 des Zahnräderwechselgetriebes im Eingriff
steht.
-
Das Zahnrad 56 wird also bei der Vorwärtsbewegung durch das Zahnrad
22 angetrieben, wenn die Kupplung 24 eingerückt ist, und bei der Rückwärts-Bewegung
durch das Vorgelegerad 76, wenn die Reibungskupplung 70 eingerückt ist.
-
Bei dem durch das Eingangsrad 56 getriebenen Wechselgetriebe trägt
die Welle 48 eine Hülse 78, die in den. in der Vorderwand und der Zwischenwand des
Getriebegehäuses 14 vorgesehenen Schrägrollenlagern 80 und 82 gelagert ist. Auf
der Hülse 78 ist ein Zahnrad 84 aufgekeilt, das zusammen mit der Hülse 78 durch
die Reibungskupplung 86 mit der Welle 48 gekuppelt werden kann. Die Reibungskupplung
86 ist abnehmbar an. der Vorderwand des Getriebegehäuses befestigt und ist in Bau-
und Wirkungsweise gleich der oben. beschriebenen Kupplung 24.
-
Das Zahnrad 84 steht im Eingriff mit dem auf einer weiteren Welle
90 aufgekeilten Zahnrad 88. Die Welle 90 ist an ihrem vorderen Ende in, dein Schrägrollenlager
92 gelagert, das in. der Vorderwand des Getriebegehäuses 14 durch einen geeigneten
Deckel 94 gehalten wird. Die Welle 90 liegt unterhalb der Welle 48 parallel zu dieser,
und zwar seitlich einer Mittelebene durch die Welle 48 entgegengesetzt zu der Umkehrwelle
68, wie es Fig. 2 zeigt. Auf der Welle 90 sitzt eine Hülse 96 mit einem Zahnrad
98, das im Eingriff mit dem Eingangsrad 56 steht. Die Hülse 96 ist beiderseits des
Rades 98 in Schrägrollenlagern 100 und 102 gelagert. Die in. Bau und Wirkungsweise
der Reibungskupplung 24 gleiche Reibungskupplung 104 ist abnehmbar an der Rückwand
des Getriebegehäuses befestigt und. dient dazu, das Zahnrad 98 und die Hülse 96
mit der Welle 90 zu kuppeln.
-
Die Welle 90 kann durch, entsprechende Betätigung der Kupplungen 24
und 70 in beiden Drehrichtungen getrieben werden. Weiterhin kann die Welle 90 mit
zwei verschiedenen Drehzahlverhältnissen, bezogen auf die Drehzahl der Antriebswelle
10, getrieben werden. Die eine Drehzahl wird erreicht, wenn die Kupplung 86 ein-
und die Kupplung 104 ausgerückt ist und die Welle 90 über das Eingangsrad. 56, die
Welle 48 und die Räder 84 und 88 getrieben wird. Die zweite Drehzahl ergibt sich
über das Eingangsrad und das Zahnrad 98, wenn die Kupplung 104 eingerückt und die
Kupplung 86 ausgerückt ist.
-
Das Getriebe enthält ferner ein Zahnrad 106, das auf der Mitte der
Welle 90 aufgekeilt ist. Das Zahnrad
106 ist einerseits in. dem
bereits genannten. Schrägrollenlager 100 und andererseits in dem Schrägrollenlager
108 in der Zwischenwand des Getriebegehäuses gelagert. Es steht im Eingriff mit
dem Zahnrad 110, das unmittelbar auf dem Ende der Abtriebswelle 112 befestigt ist.
-
Die Abtriebswelle 112 liegt parallel zu den anderen Getriebewellen.
Ihre Achse befindet sich unterhalb der Welle 90 zwischen den Mittelebenen durch
die Achsen der Wellen 48 und 90. Die Abtriebswelle 112 steht in geeigneter Weise
beispielsweise mit der Antriebsachse eines Fahrzeuges in. Verbindung, in welches
das Getriebe eingebaut ist.
-
Das Zahnrad 88 auf der Welle 90 steht in ständigem Eingriff mit dem
Zahnrad 114, das auf der Abtriebswelle 112 nahe ihrem Ende angeordnet ist. Die mit
ihren Enden in Schrägrollenlagern 116 und 118 gelagerte Abtriebswelle 112 trägt
in ihrer Mitte eine axial verschiebbare Kupplungshülse 120. Diese Kupplungshülse
120 weist in seitlichem Abstand voneinander angeordnete Zahnkränze 12.2 und 124
auf, die mit den Zähnen 126 und 128 wechselweise in Eingriff gebracht werden können.
Die axiale Verschiebung der Kupplungshülse 120 kann durch eine geeignete Verstellgabel
erfolgen.
-
Die Abtriebswelle 112 kann mit zwei Übersetzungsverhältnissen, bezogen
auf die Welle 90, betrieben werden. Wenn die Kupplungshülse 120 aus der in Fig.
1 gezeigten Lage nach rechts bewegt wird, dann ist das Zahnrad 110 mit der Abtriebswelle
112 gekuppelt und erfolgt der Antrieb in dem einen Übersetzungsverhältnis über die
Wellen 90 und 112 durch die Zahnräder 106 und 110. Wenn die Kupplungshülse aus der
in Fig. 1 gestellten Stellung nach links bewegt wird, dann ist das Zahnrad 114 mit
der Abtriebswelle 112 gekuppelt und erfolgt der Antrieb in dem anderen Übersetzungsverhältnis
über die Wellen 90 und 112 durch die Zahnräder 88 und 114.
-
Durch das Zahnräderwechselgetriebe nach der Erfindung kann die Abtriebswelle
in jeder Drehrichtung mit mehreren Drehzahlen getrieben werden. Es ist hierdurch
ein Getriebe mit mehreren Vorwärts- und Rückwärtsgängen geschaffen., bei dein der
Wechsel der Drehrichtung und der Übersetzungsverhältnisse durch die Anwendung von
Flüssigkeitsreibungskupplungen schnell und sanft erfolgt. Zur Erzielung einer kräftigen
Konstruktion sind auf beiden Seiten der Zahnräder Lager vorgesehen. Die Reibungskupplungen
sind außerhalb des Getriebegehäuses angeordnet, um den Zusammenbau und die Überwachung
zu erleichtern.