DE1200630B

DE1200630B - Zahnraederwechsel- und -wendegetriebe

Info

Publication number: DE1200630B
Application number: DEP14411A
Authority: DE
Inventors: Arthur Lewis Lee
Original assignee: Consolidation Coal Co
Current assignee: Consolidation Coal Co
Priority date: 1955-07-04
Filing date: 1955-07-04
Publication date: 1965-09-09

Description

Zahnräderwechsel- und -wendegetriebe Die Erfindung betrifft ein Zahnräderwechsel- und -wendegetriebe, das aus einem Wechselgetriebeteil und einem Wendegetriebeteil gebildet ist.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Zahnräderwechsel- und -wendegetriebe zu schaffen, bei welchem mit möglichst wenigen gleichmäßig belasteten Getriebeteilen und einem entsprechend geringeren Raumbedarf drei Vorwärts- und drei Rückwärtsgänge erzielt werden, die über außerhalb des Getriebegehäuses angeordnete, hydraulisch betätigte Kupplungen geschaltet werden.
Erfindungsgemäß wird dieses Aufgabe dadurch gelöst, daß der Wechselgetriebeteil in bekannter Weise aus drei parallelen, im Dreieck zueinander angeordneten Wellen besteht, deren eine die An-oder Abtriebswelle des Gesamtgetriebes ist und über je zwei Zahnräderpaare und schaltbare Kupplungen mit den anderen beiden Wellen in Verbindung steht, daß ferner der Wendegetriebeteil aus zwei durch ein Zahnräderpaar miteinander verbundenen parallelen Hohlwellen besteht, die über schaltbare Kupplungen mit den Wellen des Wechselgetriebeteils wechselweise kuppelbar sind, daß weiterhin alle Kupplungen in bekannter Weise an den Enden der Getriebewellen außerhalb des Getriebegehäuses angeordnet und durch stirnseitig angeschlossene Druckölzuführungsleitungen hydraulisch betätigbar sind, wobei die das eine Rad mit der einen Welle verbindende Kupplung auf der gleichen Seite wie die Kupplungen des Wendegetriebeteils liegt, während die ein zweites Rad mit der zweiten Welle verbindende Kupplung und außerdem die ein drittes Rad mit der dritten Welle verbindende Kupplung auf der gegenüberliegenden Getriebeseite angeordnet sind, und daß schließlich das eine der beiden miteinander kämmenden Räder des Wendegetriebeteils mit einem als An- oder Abtriebszahnrad für das Gesamtgetriebe dienenden Rad im Eingriff steht.
Durch diese Merkmalskombination wird ein Zahnräderwechsel- und -wendegetriebe erzielt, das entsprechend der gestellten Aufgabe nur relativ wenige Getriebeteile und geringen Platzbedarf aufweist. Es sind zwar Zahnräderwechsel- und -wendegetriebe mit mehreren Vorwärts- und Rückwärtsgängen bekannt, doch weisen diese Getriebe nicht die Eigenschaft auf, daß alle Getriebeteile beim Betrieb in beiden Drehrichtungen in gleicher Weise an der Kraftübertragung teilnehmen und daß zum Umschalten der Drehrichtung und der Geschwindigkeitsstufen außerhalb des Getriebegehäuses angeordnete Kupplungen verwendet sind. Solche Eigenschaften sind aber bei Getrieben mit großer Schalthäfigkeit in beiden Drehrichtungen erwünscht, insbesondere wenn größere Leistungen zu übertragen sind und das Umschalten unter Last vorgenommen werden muß.
So ist ein Getriebe bekannt, das zwei Vorwärts-und zwei Rückwärtsgänge hat und drei parallel zueinander verlaufende Wellen aufweist. Abgesehen davon, daß bei dem Getriebe nach der Erfindung drei Vorwärts- und drei Rückwärtsgänge mit der gleichen Anzahl von parallelen Wellen erzielt werden, ist bei dem bekannten Getriebe eine der Wellen als Umkehrwelle nur bei den Rückwärtsgängen eingesetzt. In den Vorwärtsgängen übt diese Welle dagegen keine Funktion aus, während beim erfindungsgemäß ausgebildeten Getriebe die drei Wellen in beiden Antriebsrichtungen Kräfte übertragen.
Es ist auch ein Zahnräderwechsel- und -wendegetriebe bekannt, das vier Wellen aufweist und mit nur wenigen Getriebeteilen und geringem Platzbedarf vier Vorwärts- und vier Rückwärtsgänge schalten läßt und bei dem die Getriebeteile sowohl bei Vorwärts- als auch bei Rückwärtsbetrieb eingesetzt sind. Dieses Getriebe läßt jedoch nach seinem Aufbau nicht die Anordnung hydraulisch betätigter Kupplungen außerhalb des Getriebegehäuses zu.
Bei dem Getriebe gemäß-- der Erfindung wird bei Verwendung von hydraulisch betätigten und außerhalb des Getriebes angeordneten Kupplungen und geringem Platzbedarf eine optimale Ausnutzung aller Getriebeteile durch die genannte Merkmalskombination erzielt. Wechselgetriebeteil und Wendegetriebeteil sind in bekannter Weise in einem gemeinsamen Getriebegehäuse vereinigt.
In der folgenden Beschreibung ist in Verbindung mit der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäß ausgebildetes Getriebe behandelt. Es zeigen F i g. 1 a bis 1 c eine schematische Darstellung der Kraftübertragungswege durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Zahnräderwechsel- und -wendegetriebe, wobei die Blickrichtung und der Schnittverlauf für F i g. 1 a in F i g. 2 durch die strichpunktierte Linie 1-1 angegeben sind, und F i g. 2 eine schematische Stirnansicht des Getriebes gemäß F i g. 1 a, welche die gegenseitige Lage der Wellenachsen erkennen läßt.
Im dargestellten Beispiel erfolgt der Antrieb des Gesamtgetriebes am Wendegetriebeteil bei 21, also am Antriebszahnrad 24. Der Wendegetriebeteil weist zwei parallele, in entgegengesetztem Drehsinn umlaufende Hohlwellen 26, 65 auf, die über ein Zahnräderpaar 25, 67 drehfest miteinander verbunden sind.
Der Wechselgetriebeteil weist drei im Dreieck angeordnete parallele Wellen 28, 54 und 35 auf, von denen die beiden erstgenannten wechselweise über hydraulisch betätigte Mehrscheibenkupplungen 27, 66 mit den Wellen 26, 65 des Wendegetriebeteils kuppelbar und je nach der einzuschaltenden Gangstufe über hydraulisch betätigte Kupplungen 57, 32, 60 und Hohlwellen 58, 31, 52 mit der Abtriebswelle 35 verbindbar sind.
Die Wellen des Zahnräderwechsel- und -wendegetriebes sind in einem durch die gestrichelte Linie 20 angedeuteten Gehäuse gelagert. Das Antriebszahnrad 24 steht mit dem drehfest an der Hohlwelle 26 befestigten Stirnrad 25 im Eingriff. Die Hohlwelle 26 kann mittels der Vorwärtsgangkupplung 27 mit der die Hohlwelle 26 durchsetzenden Vollwelle 28 verbunden werden. Die Welle 28 durchsetzt auch die Hohlwelle 31, mit der sie mittels der für die mittlere Gangstufe vorgesehenen Schaltkupplung 32 verbindbar ist. Die Hohlwelle 31 trägt drehfest ein Stirnrad 33, das mit einem Stirnrad 34 im Eingriff steht, welches seinerseits drehfest auf der Abtriebswelle 35 befestigt ist. Ein drehfest mit der Welle 28 verbundenes Stirnrad 50 steht mit einem drehfest auf der Hohlwelle 52 befestigten Stirnrad 51 im Eingriff. Die Hohlwelle 52 ist von der Abtriebswelle 35 durchsetzt. Das genannte Zahnrad 51 steht noch mit einem Stirnrad53 im Eingriff, das drehfest auf der zur Vollwelle 28 und zur Abtriebswelle 35 parallelen, die Hohlwelle 65 der Rückwärtsgangkupplung 66 durchsetzenden Vollwelle 54 befestigt ist. Die Welle 54 kann mittels der für die niedrigste Gangstufe vorgesehenen Schaltkupplung 57 mit der Hohlwelle 58 verbunden werden. An der Welle 58 ist drehfest ein Stirnrad 59 befestigt, das mit einem drehfest an der Abtriebswelle 35 befestigten Stirnrad 36 im Eingriff steht. Die Hohlwelle 52 ist mittels der für die höchste Gangstufe vorgesehenen Schaltkupplung 60 mit der Abtriebswelle 35 verbindbar. Die Vollwelle 54 durchsetzt die Hohlwellen 58 und 65 und ist mittels der Rückwärtsgangkupplung 66 mit der Hohlwelle 65 und dem darauf befestigten Stirnrad 67 verbindbar. Das Rad 67 steht mit dem Stirnrad 25 im Eingriff.
Obwohl in F i g. 1 a schematisch Mehrscheibenkupplungen eingezeichnet sind, können die Kupplungen 27, 60, 66, 32 und 57 auch anderer Art sein.
Vom Antrieb 21 werden über das dauernd im Eingriff stehende, aus dem Antriebszahnrad 24, dem Zahnrad 25 für Vorwärtsgang und dem Zahnrad 67 für Rückwärtsgang bestehende Zahnradvorgelege die primären Kupplungshälften der Vorwärtskupplung27 und, mit entgegengesetzter Drehrichtung, der Rückwärtsgangkupplung 66 angetrieben. Die die sekundären Kupplungshälften dieser beiden Kupplungen tragenden, die Hohlwellen 26, 65 durchsetzenden Vollwellen 28, 54 sind über die Stirnräder 50, 51, 53 untereinander derart verbunden, daß sie sich in gleicher Richtung drehen. Ist die Vorwätsgangkupplung 27 eingerückt, so werden die Welle 28 von der Antriebswelle 21 über die Räder 24, 25, die Hohlwelle 26, die Kupplung 27 und die Welle 54 von der Welle 28 über die Räder 50, 51, 53 in der gleichen Richtung angetrieben. Ist dagegen die Rückwärtsgangkupplung 66 eingerückt, so wird die Welle 54 von der Antriebswelle 21 über die Zahnräder 24, 25, 67, die Hohlwelle 65, die Kupplung 66 und die Welle 28 von der Welle 54 über die Räder 53, 51, 50 angetrieben, wobei die Drehrichtungen der Wellen 28, 54 wieder einander gleich, jedoch entgegengesetzt zu ihren Drehrichtungen beim Antrieb über die Vorwärtsgangkupplung 27 sind.
Es ergeben sich drei Vorwärts- und drei Rückwärtsgänge: I. Langsamer Vorwärtsgang (F i g. 1 b oben) Antrieb bei 21, Zahnräder 24, 25, Hohlwelle 26, Kupplung 27, Welle 28, Zahnräder 50, 51, 53, Welle 54, Kupplung 57, Hohlwelle 58, Zahnräder 59, 36, Abtriebswelle 35. TI. Mittlerer Vorwärtsgang (F i g. 1 b Mitte) Antrieb bei 21, Zahnräder 24, 25, Hohlwelle 26, Kupplung 27, Welle 28, Kupplung 32, Hohlwelle 31, Zahnräder 33, 34, Abtriebswelle 35.
11I. Schneller Vorwärtsgang (F i g. 1 b unten) Antrieb bei 21, Zahnräder 24, 25, Hohlwelle 26, Kupplung 27, Welle 28, Zahnräder 50, 51, Hohlwelle 52, Kupplung 60, Abtriebswelle 35.
R I. Langsamer Rückwärtsgang (F i g. 1 c oben) Antrieb bei 21, Zahnräder 24, 25, 67, Hohlwelle 65, Kupplung 66, Welle 54, Kupplung 57, Hohlwelle 58, Zahnräder 59, 36, Abtriebswelle 35.
R TI. Mittlerer Rückwärtsgang (F i g. 1 c Mitte) Antrieb bei 21, Zahnräder 24, 25, 67, Hohlwelle 65, Kupplung 66, Welle 54, Zahnräder 53, 51, 50, Welle 28, Kupplung 32, Hohlwelle 31, Zahnräder 33, 34, Abtriebswelle 35.
R 111. Schneller Rückwärtsgang (F i g. 1 c unten) Antrieb bei 21, Zahnräder 24, 25, 67 Hohlwelle 65, Kupplung 66, Welle 54, Zahnräder 53, 51, Hohlwelle 52, Kupplung 60, Abtriebswelle 35.
Aus den F i g. 1 b und 1 c ist ersichtlich, daß die für die Geschwindigkeitsstufen vorgesehenen Zahnräder 50, 51, 53, 33, 34, 59 und 36 ebenso wie die Wellen 21, 28, 54 und 35 in jeder der beiden Drehrichtungen benutzt werden. Das beschriebene Zahnräderwechselgetriebe ist von gedrängtem Aufbau, und die Kupplungen sind leicht zugänglich. Wie bei allen Zahnräderwechselgetrieben mit drehrichtungsunabhängigen Kupplungen sind An- und Abtrieb vertauschbar, d. h., der Antrieb kann an der Welle 35, der Abtrieb bei 21 erfolgen.

Claims

Patentansprüche: 1. Zahnräderwechsel- und -wendegetriebe, bestehend aus einem Wechselgetriebeteil und einem Wendegetriebeteil, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) Der Wechselgetriebeteil besteht in bekannter Weise aus drei parallelen, im Dreieck zueinander angeordneten Wellen (28, 35, 54), deren eine (35) die An- und Abtriebswelle des Gesamtgetriebes ist und über je zwei Zahnräderpaare (51/50, 34/33 und 51/53, 36/59) und schaltbare Kupplungen (60, 32, 57) mit den anderen beiden Wellen (28,54) in Verbindung steht; b) der Wendegetriebeteil besteht aus zwei durch ein Zahnräderpaar (25, 67) miteinander verbundenen parallelen Hohlwellen (26, 65), die über schaltbare Kupplungen (27, 66) mit den Wellen (28, 54) des Wechselgetriebeteils wechselweise kuppelbar sind; c) alle Kupplungen sind in bekannter Weise an den Enden der Getriebewellen außerhalb des Getriebegehäuses angeordnet und durch stirnseitig angeschlosseneDruckölzuführungsleitungen hydraulisch zu betätigen, wobei die das Rad (51) mit der- Welle (35) verbindende Kupplung (60) auf der gleichen Seite wie die Kupplungen (27, 66) des Wendegetriebeteils liegt, während die das Rad (31) mit der Welle (28) verbindende Kupplung (32) und die das Rad (59) mit der Welle (54) verbindende Kupplung (57) auf der gegenüberliegenden Getriebeseite angeordnet sind; d) das eine der beiden miteinander kämmenden Räder (25, 67) des Wendegetriebeteils steht mit einem als An- oder Abtriebszahnrad für das Gesamtgetriebe dienenden Rad (24) im Eingriff.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselgetriebeteil und der Wendegetriebeteil in bekannter Weise in einem gemeinsamen Getriebegehäuse vereinigt sind.
3. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Hohlwelle (26) des Wendegetriebeteils mit der Welle (28) des Wechselgetriebeteils verbindende Kupplung (27) in allen Vorwärtsgängen des Gesamtgetriebes und die die entgegengesetzt laufende Hohlwelle (65) des Wendegetriebeteils mit der Welle (54) des Wechselgetriebeteils verbindende Kupplung (66) in allen Rückwärtsgängen des Gesamtgetriebes eingeschaltet ist.
4. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise in jeder übersetzungsstufe des Wechselgetriebeteils eine der Stufenwechselkupplungen (60, 32, 57) eingeschaltet ist, und zwar in den einander entsprechenden Vorwärts- und Rückwärtsgängen dieselbe Stufenwechselkupplung. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 454 998, 506 222, 572 002, 653127, 660 994, 720 884, 821305, 851734, 884139, 893 275, 898 245, 916 808, 946 207; französische Patentschriften Nr. 688 727, 968 924, 989 662, 1006 533, 1087 041; britische Patentschrift Nr. 506 861; USA.-Patentschrift Nr. 2 220 542.