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Zahnräderwechselgetriebe für geländegängige Kraftfahrzeuge Die Erfindung
bezieht sich auf ein Zahnräderwechselgetriebe für geländegängige Kraftfahrzeuge,
bestehend aus einem Hauptwellenzug, einem Nebenwellenzug und einem Vorgelege, wobei
der Haupt-und Nebenwellenzug in durch Kupplungen miteinander verbindbare An- und
Abtriebswellenteile unterteilt und zwischen beiden Antriebswellenteilen ein Zahnräderpaar
vorgesehen ist, dessen auf dem Nebenwellenzug drehbar gelagertes Zahnrad mit dem
Antriebswellenteil desselben kuppelbar ist.
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Bedingt durch die Weiterentwicklung der Landtechnik werden für bestimmte
landwirtschaftliche Arbeiten Getriebeausführungen mit einer sehr feinen Gangabstufung,
d. h. mit einem kleinen Stufensprung gefordert. Außerdem werden einerseits schnelle
Transportgeschwindigkeiten, z. B. 30 km/h, zum anderen langsame Kriechgeschwindigkeiten,
etwa bis zu 0,3 km/h, bei voller Motordrehzahl verlangt, was also einem Einstellbereich
bis zu 100 entspricht. Bei den heute üblichen Antriebsmaschinendrehzahlen sind zur
Erfüllung der obigen Erfordernisse Gesamtübersetzungen von über 2500 erforderlich.
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Es sind bereits Zahnräderwechselgetriebe nach dem eingangs genannten
Gattungsbegriff bekannt, bei denen durch das zwischen den beiden Antriebswellenteilen
des Haupt- und Nebenwellenzuges vorgesehene Zahnräderpaar der Antrieb aller zu schaltenden
Gänge erfolgt. Lediglich der direkte Gang wird durch Verbinden des An- und Abtriebswellenteiles
des Hauptwellenzuges erreicht. Alle anderen Gänge müssen somit ausschließlich durch
entsprechendes Ineingriffbringen von diesem Zahnräderpaar nachgeschalteten Zahnrädern
eingestellt werden. Die erwähnten Einstellbereiche mit den hohen Gesamtübersetzungen
können bei einem solchen Zahnräderwechselgetriebe nur durch Anordnungvon entsprechend
vielen in Eingriff zu bringenden Zahnrädern erhalten werden. Solche Getriebe werden
dadurch sehr umfangreich im Aufbau und in ihren Abmessungen und stellen beim Schalten
hohe Anforderungen an den Fahrer.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in weiterer Ausbildung eines
Zahnräderwechselgetriebes der eingangs genannten Art mit einem Regelbereich von
etwa 20 und einem Stufensprung von 1,65 ein Zahnräderwechselgetriebe für geländegängige
Kraftfahrzeuge zu schaffen, das die die geforderten Höchst- und Kleinstgeschwindigkeiten
mit einem sehr großen Einstellbereich bei feiner Gangabstufung erfüllt, wobei der
zusätzliche bauliche Aufwand gering und der erzielte Getriebewirkungsgrad gut ist.
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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen
den Antriebswellenteilen des Haupt und Nebenwellenzuges vor dem Zahnräderpaar ein
zweites Zahnräderpaar vorgesehen ist, das auf dem Nebenwellenzug ein drehbar gelagertes
und mit dessen Antriebswellenteil kuppelbares Zahnrad und auf dem Antriebswellenteil
des Hauptwellenzuges ein über ein Planetenrädergetriebe antreibbares Zahnrad aufweist.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Planetenrädergetriebe
schaltbar ausgebildet, wobei das Zahnrad mit dem Antriebswellenteil des Hauptwellenzuges
bei gleichzeitiger Freigabe des Hohlrades über eine Klauenschaltmuffe drehfest verbindbar
ist.
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Nach einem anderen Merkmal ist das Planetenrädergetriebe zwischen
den auf dem Antriebswellenteil des Hauptwellenzuges angeordneten Zahnrädern der
beiden Zahnräderpaare in dem durch die zwischen den Zahnrädern auf dem Antriebswellenteil
des Nebenwellenzuges vorgesehene Klauenschaltmuffe vorhandenen Zwischenraum vorgesehen.
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Das Zahnräderwechseigetriebe nach der Erfindung zeigt somit den Vorteil,
daß die zu schaltenden Zahnräder von vornherein in stark unterschiedlichen Drehzahlbereichen
antreibbar sind, in denen jeweils die vorhandene Gangzahl zur Verfügung steht. Dadurch
wird auf einfache Weise der Einstellbereich erweitert, so daß eine größere Feinabstufung
vorgenommen werden kann. Weiterhin kann das Planetenrädergetriebe infolge seiner
Anordnung auf dem von der Antriebsmaschine direkt angetriebenen Antriebswellenteil
des Hauptwellenzuges klein gehalten werden, so daß es in dem durch die Klauenschaltmuffe
bedingten Zwischenraum untergebracht werden kann. Auf diese Weise erhöht sich der
Platzbedarf des erfindungsgemäßen Zahnräderwechselgetriebes
trotz
erheblicher Erhöhung des Einstellbereiches nur unwesentlich: # - ' In der Zeichnung
ist ein Ausführungsbeispiel des Zahnräderwechselgetriebes nach der Erfindung schematisch
dargestellt; es zeigt F i g. 1 das erfindungsgemäße Zahnräderwechselgetriebe mit
einem.,:zy6scheü zwei Zahnrädern auf denAniriebswellentelendesHaupt-undNebenwellenzuges
eingeschalteten lanetenrädergetriebe zur Erweiterung des Gesamteinstellbereiches
und der Fein-Abstufung F i g. 2 einen Teilausschnitt einer vereinfachten Ausführungsform
des Zahnräderwechselgetriebes nur für den Gesamteinstellbereich.
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Der Kraftguß soll von einer als Kurbelwelle angedeuteten, an sick
bekannten Antriebsmaschine über eine Fahrk@pplimg ausgehen; die' beide nicht näher
bezeichnet sind. Das sich anschließende Zahnräderwechselgetrebe besteht aus einem
Hauptwellenzug 1, giuem Nebenwellenzug 2 und einer Vorgelegewelle 3. Letztere ist
im Dreieck zum Hauptwellenzug 1 und Nebenwellenzug 2" gelagert, in F i g: 1 jedoch
in einer Ebene gezeichnet. Der Häuptwellenzug 1 setzt sich aus einem An- und einem
Abtriebswellenteil zusammen, von denen der Antriebswellenteil eine drehfeste und
axial verschiebbare Klauenschaltmuffe 4 trägt, während mit-dem Abtriebswellenteil
eine Schaltklaue 5 fest verbunden ist. In gleicher Weise besteht der Nebenwellenzug
2 auch aus einem An- und einem Abtriebswellenteil, wobei auf dessen Antriebswellenteil
eine mit einem Zahnrad 6 verbundene drehfeste und axial verschiebbare Klauenschaltmuffe
7 angeordnet ist, die in Eingriff mit einer Schaltklaue 8 des Abtriebswellenteiles
gebracht werden kann.. Mit dem Antriebswellenteil des Hauptwelienzuges 1 ist ein
Zahnrad 9 fest verbunden, das ständig mit einem drehbar auf dem Antriebswellenteil
des Nebenwellenzuges 2 angeordneten Zahnrad 10 kämmt. Das Abtriebswellenteil des
Nebenwellenzuges 2 trägt fest angeordnete Zahnräder 11, 12 und 13, die mit je einem
drehfesten und axial verschiebbaren Zahnrad 14, 15 oder 16 des Abtriebswellenteiles
des Hauptwellenzuges 1 in Eingriff gebracht werden können. und von denen das Zahnrad
12 außerdem finit einem Zahnrad 17 der Vorgelegew'elle 3 ständig kämmt. Mit einem
weiteren Zahnrad 18 der Vorgelegewelle 3 kann das Zahnrad 6 in Eingriff gebracht
werde: Am Ende des Abtriebswellenteiles des Hauptwellenzüges 1 ist ein an sich bekanntes
Antriebsorgan 19 für die Triebachse fest angebracht.
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Vox dem Zahnräderpaar 9, 10 ist ein weiteres Zahnräderpaar 20, 21.
vorgesehen, von dem das auf dem -Antriebswellenteil des Nebenwellenzuges 2 drehbar
gelagerte Zahnrad 211: mit einer Schaltklaue 21' versehen ist. Eine entsprechende
Schaltklaue 10' trägt auch das Zahnrad 10. Zwischen den beiden Zahnrädern 10 und
21 ist auf dem: Antriebswellenteil des Nebenwellenzages 2 eine drehfest und axial
vervetrschiebbare Mauenschaltmuffe 22 angebracht, die aus einer mittleren Nullstellung
»0« heraus mit jeweils einer der Schaltklauen 10' oder 21' in Eingriff gebracht
werden kann. Das auf dem Antriebswellenteil des Hauptwellenzuges 1 angeordnete
Zahnrad 20
des Zahnrädexpaares 20, 21 ist von diesem Antriebswellenteil über
ein Planetenrädergetriebe 23, 24, 25, 26- antreibbar. Das. Sonnenrad 23 des Planetenrädergetriebes
23; 24; 25, 26 ist mit dem Antriebswellenteil des Hauptwellenzuges 1 fest
verbunden, während die Planetenräder 224 mit dem Planetenräderträger 26 drehbar
gelagert sind. Das Hohlrad 25 ist gemäß F i g. 1 mit dem Gehäuse, das nicht näher
dargestellt ist, fest verbindbar. Das Zahnrad 20 ist mit dem Planetenräderträger
26 fest verbunden bzw. mit diesem einstückig ausgebildet und über eine Klauenschaltmuffe
27 mit dem Antriebswellenteil des Haupt wellenzugesl kuppelbar.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 ist das Hohlrad 25 des Planetenrädergetriebes
23, 24, 25, 26 mit dem ebenfalls nicht dargestellten Getriebegehäuses fest verbunden.
Das Zahnrad 20 ist hierbei mit dem Antriebswellenteil des Hauptwellenzuges 1 nicht
kuppelbar. In beiden Ausführungsbeispielen weist das Zahnräderpaar 20, 21 zweckmäßigerweise
ein um annähernd 28% größeres Übersetzungsverhältnis als das Zahnräderpaar 9, 10
auf. Durch diese Ausbildung ergeben sich sechs weitere Gänge, wobei der Wirkungsgrad
des Zahnräderwechselgetriebes durch die gleiche Zahl von Zahneingriffen unverändert
bleibt. Der Stufensprung wird hierbei für zwölf Gänge von 1,65 auf 1,28 verbessert.
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Um die Spezial-Kriechgänge unter Beibehaltung des Schnellganges zu
erreichen, d. h. also, den eingangs erwähnten Regelbereich von annähernd 100 sowie
eine maximale Gesamtübersetzung von annähernd 2500 im gesamten Schleppergetriebe
einschließlich Triebachsantrieb zu erzielen, wird das Zahnrad 20 über das Planetenrädergetriebe
23, 24, 25, 26 mit dem erforderlichen übersetzungsverhältnis von etwa vier angetrieben.
Da die Dimensionierung nur in Abhängigkeit vom Rutschmoment der Triebräder vorgenommen
zu werden braucht, ergeben sich infolge der großen Übersetzung sehr kleine Abmessungen
für das Planetenrädergetriebe 23, 24, 25, 26, so daß dieses in dem durch die zwischen
den Zahnrädern 10 und 21 auf dem Antriebswellenteil des Nebenwellenzuges 2 vorgesehene
Klauenschaltmuffe 22 an sich vorhandenen Zwischenraum vorgesehen werden kann.
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Die erreichte Feinabstufung und Erweiterung des Gesamtregelbereiches
können dadurch miteinander verbunden werden, daß das Planetenrädergetriebe 23, 24,
25, 26 schaltbar ausgebildet ist, wobei das Zahnrad 20 mit dem Antriebswellenteil
des Hauptwellenzuges 1 über die Klauenschaltmuffe 27 bei gleichzeitiger Freigabe
des Hohlrades 25 drehfest verbindbar ist.
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Bei dem Zahnräderwechselgetriebe kann weiterhin der direkte Gang als
Spezial-Schnellgang verwendet werden, wobei der Stufensprung zum nächstniederen
Gang zwar annähernd 1,4 bis 1,5 beträgt, was aber durch den guten Wirkungsgrad weitestgehend
ausgeglichen wird. Letzterer kann besonders gut gestaltet werden, wenn der Antrieb
durch die Zahnräderpaare 9, 10 und 20, 21 ausgeschaltet wird. Dies kann durch Verschieben
der Klauenschaltmuffe 22 in ihre Nullstellung »0« erfolgen, wodurch die sonst umlaufenden
Teile nicht angetrieben werden und somit keine Leerlaufverluste verursachen. Diese
Nullstellung kann außerdem zum leichten Anlassen der Antriebsmaschine benutzt werden.
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Für insgesamt einundzwanzig Gänge - einschließlich fünf Rückwärtsgänge
- mit dem Gesamtregelbereich von annähernd 100 benötigt das Zahnräderwechselgetriebe
nach der Erfindung einschließlich Planetenfädergetriebe nur siebzehn Zahnräder.
Der
genannte Gesamtregelbereich ergibt sich dabei wie folgt: Der
Kraftfluß für die niedrigste Fahrgeschwindigkeit erfolgt über die nicht näher bezeichnete
Kurbelwelle und die Fahrkupplung zum Planetenrädergetriebe 23, 24, 25, 26 und über
den Planetenräderträger 26 zum Zahnräderpaar 20, 21, weiter über den Antriebswellenteil
des Nebenwellenzuges 2 zum Zahnräderpaar 6, 18, die Vorgelegewelle 3 zum Zahnräderpaar
17, 12, über das Abtriebswellenteil des Nebenwellenzuges 2, das Zahnräderpaar 11,
14 zum Abtriebswellenteil des Hauptwellenzuges 1 und damit zum Antriebsorgang 19
für die Triebachse.
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Der Kraftfluß für die schnellste Fahrgeschwindigkeit erfolgt bei geschlossener
Klauenschaltmuffe 4 direkt über den Hauptwellenzug 1 zum Antriebsorgan 19 der Triebachse.