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Zahnräderwechselgetriebe für straßen- und geländegängige Sonderfahrzeuge,
insbesondere für landwirtschaftliche Zwecke Die Erfindung betrifft ein Zahnräderwechselgetriebe
für straßen- und geländegängige Sonderfahrzeuge, insbesondere für landwirtschaftliche
Zwecke, mit mindestens je einer Haupt-, Vorgelege- und Vorstufenwelle und einem
auf der Vorstufenwelle in drei verschiedene wirksame Stellungen bewegbaren Schieberad,
das in seiner ersten Endstellung ein Zahnrad der Hauptwelle, in seiner zweiten Endstellung
ein Zahnrad der Vorgelegewelle und in seiner Mittelstellung über mehrere auf Zwischenachsen
bzw. -wellen angeordnete Zwischenräder ein auf der Vorgelegewelle gelagertes Zahnrad
antreibt.
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Zahnräderwechselgetriebe der vorstehend genannten Art sind an sich
bekannt. Bei .diesem bekannten Getriebe ergibt die über die Zwischenachsen bzw.
-wellen laufende Zahnräderfolge einen sogenannten Kriechgang, der durch das Hauptgetriebe
in zwei Gänge multipliziert wird.
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Es ist außerdem ein Getriebe bekannt, bei dem ein in ein Zahnrad der
Hauptwelle eingreifendes Rad wahlweise über zwei Zahnräderfolgen antreibbar ist.
Dieses Getriebe hat aber keine Vorstufenwelle, sondern einen ganz anderen Grundaufbau.
Es ergibt keine Multiplikation des wahlweise einschaltbaren Ganges, und außerdem
ändert sich dadurch auch konstruktiv das Getriebe in seiner Länge.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zahnräderwechselgetriebe
der eingangs .genannten Art zu verbessern und dazu mit Gängen besonders großer übersetzung
ins Langsame auszurüsten, in denen sich die Fahrgeschwindigkeit nur noch in der
Größenordnung von einigen Metern in ,der Stunde bewegt. Diese geringen Geschwindigkeiten
werden fürSonderzwecke, z. B. beim Grabenziehen, Rübenpflanzen und zu ähnlichen
Zwecken, benötigt.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei den eingangs genannten Zahnräderwechselgetrieben
dadurch gelöst, daß das in das Zahnrad auf der Vorgelegewelle eingreifende Zahnrad
wahlweise in an sich bekannter Weise noch durch eine zweite, auf denselben Zwischenachsen
bzw. -wellen angeordnete und stärker ins Langsame übersetzende Zahnräderfolge antreibbar
ist.
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Bei einem Zahnräderwechselgetriebe mit auf einer Zwischenachse und
zwei Zwischenwellen angeordneten und vom Schieberad auf der Vorstufenwelle angetriebenen
Zahnrädern zum Schalten der Kriechganggruppe, von denen eine ausrückbare Zahnrädergruppe
auf der Zwischenachse, ein erstes Zahnrad und ein zweites Zahnrad auf der ersten
Zwischenwelle und ein Zahnrad auf der zweiten Zwischenwelle angeordnet ist, wird
nach der Erfindung das mit dem Zahnrad kämmende zweite Zahnrad durch eine an sich
bekannte Wechselkupplung wahlweise mit dem ersten Zahnrad oder mit einem dritten
Zahnrad auf .der ersten Zwischenwelle gekuppelt, wobei -dieses dritte Zahnrad über
eine auf der zweiten Zwischenwelle angeordnete Zahnrädergruppe angetrieben wird.
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Die Ausbildung gemäß der Erfindung ergibt weitere hoch ins Langsame
übersetzte sogenannte »Schneckengänge« für die eingangs erwähnten Sorrderzwecke.
Ein besonderer Vorteil ist dabei die Beibehaltung der bisherigen Kriechgänge jund
der hierfür erforderlichen Teile. Die ohnehin vorhandenen Zwischenachsen bzw. Zwischenwellen
werden auch zum Unterbringen der zusätzlichen Zahnräder für die Schneckengänge benutzt,
so daß kein weiterer Raumaufwand entsteht.
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Nach der Erfindung ist auf der ersten Zwischenwelle ein viertes Zahnrad
angeordnet und mit dem ersten Zahnrad auf dieser Welle verbunden, und außerdem kämmt
das vierte Zahnrad mit einem Zahnrad einer aus zwei Zahnrädern bestehenden Zahnrädergruppe
auf der zweiten Zwischenwelle, wobei das zweite Zahnrad dieser Zahnrädergruppe mit
dem dritten Zahnrad auf der ersten Zwischenwelle .im Eingriff steht.
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Dieses vierte Zahnrad auf der ersten Zwischenwelle kann bei einer
Ausführungsform nach der Erfindung mit dem ersten Zahnrad auf .dieser Zwischenwelle
starr verbunden sein und gegebenenfalls eine aus einem Stück bestehende Zahnrädergruppe
bilden. In diesem Fall erhält man ein einfaches Vorgelegegetriebe für den Schneckengang.
Bei einer anderen Ausführungsform dagegen steht das vierte Zahnrad auf der ersten
Zwischenwelle durch einen ins Langsame irbe@setzenden Planetenrädertrieb mit dem
ersten Zahnrad auf dieser Zwischenwelle in Verbindung. Diese Ausführungsform
ergibt
eine wesentlich größere Übersetzung ins Langsame für den Schneckengang. In beiden
Fällen werden diese Gänge durch das Hauptgetriebe vervielfacht.
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Bei der letztgenannten Ausführungsform dient das erste Zahnrad der
ersten Zwischenwelle zugleich als Planeten räderträger. Hierfür sind mehrere achsparallele
Tragzapfen für mindestens ein Planetenzahnrad und Stützzahnräder am ersten Zahnrad
angeordnet. Jedes Planetenzahnrad greift in zwei innenverzahnte Ringräder ein, deren
erstes undrehbar im Gehäuse abgestützt und deren zweites mit dem vierten Zahnrad
auf der ersten Zwischenwelle verbunden ist. Das erstgenannte Ringrad weist dabei
einen Zahn weniger auf als das zuletzt genannte Ringrad. Das erstgenannte Ringrad
ist auf den Planetenzahnrädern gelagert, durch das erste Zahnrad und das zweite
Ringrad seitlich geführt und durch einen in eine Axialnut eingreifenden, im Gehäuse
befestigten Kugelkopf od. dgl. undrehbar fixiert. Die Stützzahnräder sind jeweils
paarweise auf dem Tragzapfen angeordnet, und jedes von ihnen kämmt nur mit einem
Ringrad.
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Auf der ersten Zwischenwelle ist das zweite und dritte Zahnrad lose
drehbar, aber axial unverschiebbar gelagert. Beide haben einander zugekehrte Nabenansätze
mit einer Keilnutverzahnung od. dgl. In diese Verzahnungen ist die entsprechende
Innenverzahnung einer die Nabenansätze übergreifenden Schaltmuffe einschiebbar.
Zwischen den beiden Nabenansätzen liegt ein mit derselben Außenverzahnung versehener
Zahnring, der mit dem ersten Zahnrad auf der ersten Zwischenwelle drehfest verbunden
ist. Durch die Schaltmuffe wird jetzt in der einen Endstellung dieser Zahnring und
in der anderen Endstellung das dritte Zahnrad mit dem zweiten Zahnrad drehfest gekuppelt.
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Nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens sind die Zwischenachsen,
Zwischenwellen, Zahnräder usw. von Schneckengängen mit verschieden hoher Übersetzung
ins Langsame mit derselben Kriechgangübersetzung jeweils zu einheitlichen Baugruppen
in gleichen oder zumindest annähernd -gleichen Gehäuseteilen zusammengefaßt, die
am eigentlichen Getriebegehäuse auswechselbar befestigt sind. Diese Ausbildung ergibt
eine sehr günstige und billige Fertigung, Montage und Lagerhaltung. Es ist auf diese
Weise auch .dem Fahrzeugbesitzer möglich, mehrere komplett montierte Einheiten auf
Lager zu haben und je nach Bedarf gegeneinander auszuwechseln.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigen Fig. 1 und 2 zwei verschiedene Ausführungen von Zahnräderwechselgetrieben
nach der Erfindung im Schnitt (alle Wellen sind dabei in die Zeichenebene verlegt).
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Bei der Anordnung nach Fig.l ist die normale Kriechgangzahnrädergruppe
auf einer Zwischenachse 10 und zwei Zwischenwellen 11 und 12 angeordnet. Der Antrieb
erfolgt von -der Vorstufenwelle 13 aus, die durch ein großes Zahnrad 14 von -der
nicht mehr dargestellten Antriebswelle aus angetrieben wird. Auf der Vorstufenwelle
ist ein Schieberad 15 angeordnet, das axial in drei wirksame Stellungen verschiebbar
ist. In der vorderen Erdstellung wird durch den Antrieb eines Zahnrades der Hauptwelle
in bekannter Weise der erste und der zweite Vorwärtsgang erzielt und in der hinteren
Endstellung 15' durch Antrieb eines Zahnrades der Vorgelegewelle der erste und zweite
Rückwärtsgang erreicht. In der Mittelstellung 15" wenden die auf der bereits erwähnten
Zwischenachse 10 und den Zwischenwellen 11'und 12 angeordneten Zahnräder der Kriechgangzahnrädergruppe
angetrieben. Auf der Zwischenachse 10 ist eine Zahnrädergruppe 16 längsverschiebbar
und lose drehbar angeordnet. Diese besteht aus einem Zahnrad 17, das in der Mittelstellung
15" zum Eingriff in das Schieberad 15 der Vorstufenwelle gebracht werden kann. Ein
mit dem Zahnrad 17 fest verbundenes Zahnrad 18 dieser Zahnrädergruppe 16 ist zum
Eingriff in ein erstes Zahnrad 19 auf der ersten Zwischenwelle 11 bestimmt. Die
Schaltung der Zahnrädergruppe 16 und eines später noch beschriebenen Zahnrades 21
und damit die Ausschaltung der ganzen Kriech- bzw. Schneckenganggruppe erfolgt durch
eine Schaltmuffe 16", die in nicht mehr dargestellter Weise von einem Schalthebel
betätigt wird. Dieses Ausschalten vermeidet im Normalbetrieb das unnütze Mitlaufen
von Zahnrädern. Dadurch wird der Wirkungsgrad erhöht und der Verschleiß herabgesetzt.
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Auf der ersten Zwischenwelle 11 ist ein zweites Zahnrad 20 angeordnet,
das mit einem Zahnrad 21 auf der zweiten Zwischenwelle 12 -im Eingriff steht. Das
letztgenannte Zahnrad 21 bildet das Abtriebszahnrad der Kriech- und Schneckenganggruppe
und steht seinerseits mit einem Zahnrad 22 auf der Vorgelegewelle des Zahnräderwechselgetriebes
im Eingriff. Dieses Zahnrad 22 kann identisch sein mit dem Zahnrad der Vorgelegewelle,
in das das Schieberad 15 in seiner hinteren Endstellung 15' unmittelbar eingreift.
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Das zweite Zahnrad20 auf der ersten Zwischenwelle 11 ist durch eine
Wechselkupplung23 wahlweise mit einem dritten Zahnrad 24 oder einem Zahnring 25
auf derselben Zwischenwelle 11 koppelbar. Bei eingerückter Zahnrädergruppe
16 wird das erste Zahnrad 19 auf der ersten Zwischenwelle 11 von der Vorstufenwelle
angetrieben. Dieses erste Zahnrad 19 bildet das eine Zahnrad einer aus zwei
Zahnrädern bestehenden Zahnrädergruppe 26, deren zweites Zahnrad 27 das vierte Zahnrad
auf der ersten Zwischenwelle 11 bildet und mit einem Zahnrad 28 auf
der zweiten Zwischenwelle 12
kämmt.
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Die Zahnrädergruppe 26 auf der ersten Zwischenwelle 11 steht mit dem
Zahnring 25 in ständiger drehfester Verbindung, z. B. dadurch, daß beide Teile auf
der ersten Zwischenwelle 11 starr festgelegt sind. Es ist aber auch möglich, beide
Teile lose auf der Welle zu lagern und durch eine Hülse drehfest miteinander zu
verbinden.
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Das Zahnrad 28 gehört zu einer Zahnrädergruppe 29 auf der zweiten
Zwischenwelle 12, deren zweites Zahnrad 30 wiederum mit dem dritten Zahnrad 24 auf
der ersten Zwischenwelle 11 im Eingriff steht, das unmittelbar neben dem ersten
Zahnrad 19 lose drehbar angeordnet ist. Sowohl dieses dritte Zahnrad 24 als auch
das zweite Zahnrad 20 sind mit hülsenförmigen Nabenansätzen 31 bzw. 32 versehen,
die einander zugekehrt sind. Zwischen diesen beiden Nabenansätzen 31 und 32 befindet
sich der Zahnring 25. Der Nabenansatz 31 sowie auch der Zahnring 25 sind außen mit
j e einer Keilnutverzahnung 33 und der Nabenansatz 32 ist mit einer Keilnutverzahnung
33' versehen.
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In diese Keilnutverzahnungen 33 und 33' kann eine Schaltmuffe34 mit
entsprechenden Innenverzahnungen 34' und 34" eingreifen. Die Schaltmuffe 34 übergreift
beide Nabenansätze 31 und 32. Ihre Innenverzahnung 34' am vorderen Ende ist genauso
breit wie jede Keilnutverzahnung 33, während die Innenverzahnung 34" am hinteren
Ende etwa die doppelte Breite aufweist. Die Keilnutverzahnung 33' am Nabenansatz
32 hat mindestens die doppelte Breite der Keilnutverzahnun-;en 33. Der freie Raum
zwischen den Innenverzahnun-;en 34' und 34" an der Schaltmuffe 34 ist doppelt so
breit wie die Innenverzahnung 34'.
In der dargestellten vorderen
Endstellung wird durch die Innenverzahnung 34" an der Schaltmuffe 34 der Zahnring
25 und das zweite Zahnrad 20 drehfest miteinander verbunden. In diesem Fall verläuft
der Kraftfluß vom Schieberad 15 auf der Vorstufenwelle über die Zahnrädergruppe
16 auf das erste Zahnrad 19 der ersten Zwischenwelle 11. Mit diesem fest verbunden
ist der Zahnring 25, so daß das Drehmoment von diesem unmittelbar auf das zweite
Zahnrad 20 und von diesem auf das Zahnrad 21 der Kriechgangzahnrädergruppe übertragen
wird. Letzteres ist mit einer Schaltmuffe 35 versehen und kann gemeinsam mit der
Zahnrädergruppe 16 .außer Eingriff gebracht werden. In .der dargestellten Stellung
ist die Kriechganggruppe zwischen dem Schieberad 15 auf der Vorstufenwelle und dem
Zahnrad 22 auf der Vorgelegewelle eingeschaltet.
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Wird die Schaltmuffe 34 in ihre strichpunktiert gezeichnete hintere
Endlage gebracht, dann wird damit das dritte Zahnrad 24 mit dem zweiten Zahnrad
20 auf der ersten Zwischenwelle 11 verbunden. In diesem Fall verläuft das Drehmoment
von der Vorstufenwelle in bereits beschriebener Weise bis zum ersten Zahnrad 19
auf der ersten Zwischenwelle 11. Von dort aus verläuft es jedoch über die Zahnrädergruppen
26 und 29 auf das dritte Zahnrad 24 der zweiten Zwischenwelle 11. Dieses
ist nunmehr mit dem zweiten Zahnrad 20 verbunden. Von dort aus erfolgt die Weiterleitung
in bereits beschriebener Weise. Dieser Übersetzungszug dient als Schneckengang mit
wesentlich größerer Übersetzung ins Langsame.
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Bei der Ausführung nach Fig.2 ist auf der Zwischenachse 10 eine im
Prinzip gleich ausgebildete Zahnrädergruppe 16' angeordnet und in der hinteren Stellung
in beschriebener Weise mit dem Schieberad 15 in seiner Mittelstellung 15" und dem
ersten Zahnrad 19 auf der ersten Zwischenwelle 11 im Eingriff. Auch die Anordnung,der
Zahnräder 20 und 24 sowie Anordnung und Ausbildung der Wechselkupplung 23 auf der
ersten Zwischenwelle 11 ist im Prinzip .dieselbe wie bei Fig.l. Die Weiterleitung
des Drehmomentes vom zweiten Zahnrad 20 der zweiten Zwischenwelle erfolgt wieder
durch das Zahnrad 21 auf das Zahnrad 22 der Vorgelegewelle.
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Während jedoch bei der Ausführung nach Fig. 1 das erste Zahnrad
19 und das vierte Zahnrad 27 auf der ersten Zwischenwelle 11 zu einer
starr miteinander verbundenen Zahnrädergruppe zusammengefaßt sind, ist bei der Ausführung
nach Fig.2 zwischen beiden ein hoch ins Langsame übersetzender Planetenzahnrädertrieb
36 angeordnet. Zu diesem Zweck dient das erste Zahnrad 19 zugleich als Planetenräderträger
und ist mit mehreren, z. B. drei achsparallelen Tragzapfen 37 versehen, die durch
eine Trägerscheibe 38auf der ersten Zwischenwelle 11 abgestützt sind. Auf einem
Tragzapfen 37 ist das für die Momentenübertragung wirksame Planetenzahnrad 39 frei
drehbar angeordnet. Auf den anderen Tragzapfen37 sind je zwei Stützzahnräder 39'
freidrehbar angeordnet, die zum Vermeiden von Unwuchten, zur Zentrierung des ersten
Ringrades 40 sowie zur Abstützung des Ringrades 40 und der Trommel 42 (mit dem zweiten
Ringrad 41) dienen.
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Das Planetenzahnrad 39 und die Stützzahnräder 39' stehen im gleichzeitigen
Eingriff mit zwei innenverzahnten Ringrädern 40 und 41, deren ersteres im Gehäuse
undrehbar festgelegt ist, während das letztere von einer Trommel 42 am vierten Zahnrad
27 gebildet wird oder in ähnlicher Weise mit diesem fest verbunden ist. Das erste
Ringrad 40 hat dabei einen Zahn weniger als das zweite Ringrad 41. Die Festlegung
im Gehäuse erfolgt dadurch, daß außen eine Axialnut in dem ersten Ringrad 40 vorgesehen
ist, in die ein im Gehäuse befestigter Kugelkopf od. dgl. eingreift. Das erste Ringrad
40 ist also gewissermaßen auf dem Planetenzahnrad 39 und den Stützzahnrädern 39'
frei einstellbar gelagert und wird durch den besagten Kugelkopf lediglich undrehbar
festgehalten. Die seitliche Führung erfolgt durch das erste Zahnrad 19 und das zweite
Ringrad 41.
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Das vierte Zahnrad 27 ist auf .der ersten Zwischenwelle 11 lose gelagert
und steht in bereits beschriebener Weise im Eingriff mit dem Zahnrad 28 der auf
der zweiten Zwischenwelle 12 angeordneten Zahnrädergruppe 29, deren Zahnrad 30 die
Kraftübertragung auf das dritte Zahnrad 24 übernimmt. Diese Zahnräder können natürlich
zurÄnderung derGesamtübersetzung mit herangezogen werden.
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In der dargestellten vorderen Endstellung der Schaltmuffe 34 ist der
Zahnring 25 mit dem zweiten Zahnrad 20 fest verbunden. Es ist daher die Kriechganggruppe
eingeschaltet, wie nach Fig. 1. Wird nun die Schaltmuffe 34 in ihre hintere strichpunktiert
gezeichnete Endstellung bewegt, dann wird damit das dritte Zahnrad 24 .und das zweite
Zahnrad 20 starr miteinander verbunden, während der Zahnring 25 freigegeben wird.
In diesem Fall erfolgt die Kraftübertragung vom ersten Zahnrad 19 aus zunächst auf
die Tragzapfen 37. Das Planetenzahnrad 39 wälzt sich am gehäusefesten ersten Ringrad
40 ab. Da das zweite Ringrad 41 einen Zahn mehr aufweist als das gehäusefeste erste
Ringrad 40, wird bei jeder Umdrehung des Planetenradträgers das zweite Ringrad 41
um einen Zahn in Vorwärtsdrehrichtung weiter bewegt. Diese Drehung wird vom vierten
Zahnrad 27 über die Zahnrädergruppe 29 auf der zweiten Zwischenwelle 12 auf das
Zahnrad 24 übertragen. Von diesem übernimmt das zweite Zahnrad 20 das Drehmoment
und überträgt es in bereits beschriebener Weise über das Zahnrad 21 auf das Zahnrad
22 der Vorgelegewelle.
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Es leuchtet ein"daß man durch Wahl der Zahnrädergrößen Schneckengänge
verschieden hoher übersetzungen ins Langsame erzielen kann. Die Zwischenachse 10
und die Zwischenwellen 11 und 12 sind in einem gemeinsamen Gehäuse zusammengefaßt.
Dieses Gehäuse wird als Ganzes an das eigentliche Getriebegehäuse angebaut. Man
hat also in einer dieser Anbaueinheiten z. B. jeweils zwei Kriechgänge und zwei
Schneckengänge verfügbar, wenn das Hauptgetriebe z. B. mit der beschriebenen Achsanordnung
zwei verschiedene Gänge einschalten läßt. Die ganze Anbaueinheit ist leicht gegen
eine andere auswechselbar, so daß - für jeden beliebigen Anwendungszweck - in kurzer
Zeit eine andere Anbaueinheit mit anderen Schneckengängen und gegebenenfalls denselben
Kriechgängen angebaut werden kann. Übrigens ist es von der jeweiligen Bauart abhängig,
ob die ,dargestellte Ausführungsform der Zwischenachsen und Zwischenwellen gewählt
wird. Im Prinzip kann jedes Glied als Achse oder Welle ausgebildet sein.