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Zahnräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge, insbesondere Ackerschlepper
Die Erfindung betrifft ein Zahnräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge, insbesondere
für Ackerschlepper, Baumaschinen od. dgl., mit einem Fahr- und einem Nebenantrieb,
die über je eine Reibkupplung mit der Antriebsmaschinenwelle kuppelbar sind, wobei
in dem von der einen Reibkupplung abgeleiteten Fahrantrieb ein mit Rückwärtsgang
versehenes Gangschaltgetriebe mit vorgeschaltetem Zahnrädervorgelege liegt, dessen
eines Zahnrad von einer über die andere Reibkupplung und ein weiteres Zahnrädervorgelege
antreibbaren Nebenantriebswelle durchdrungen wird und durch wechselweises Schalten
der beiden Reibkupplungen ein Wendeantrieb des Gangschaltgetriebes mittels der beiden
vorgeschalteten Zahnrädervorgelege erfolgt.
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Gegenstand eines älteren Patentes ist ein Fahrzeuggetriebe der eingangs
beschriebenen Art mit einem Fahr- und einem Nebenantrieb, welches durch wechselweises
Öffnen und Schließen zweier Reibkupplungen die Wirkung eines Wendegetriebes hat.
Bei diesem Getriebe muß bei Rückwärtsfahrt mit dem Wendegetriebe der Nebenantrieb
abgeschaltet werden, da das Umkehrzahnrad der Rückwärtsstufe des Wendegetriebes
als Schieberad mit Kupplungszähnen ausgebildet ist, welche die Zapfwelle nur in
der Ausrückstellung des Schieberades mit der Nebenantriebswelle kuppelt. Daher ist
ein Wendebetrieb mit der Zapfwelle nicht möglich (deutsches Patent 1172 546).
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Aus der deutschen Patentschrift 1103148 ist ein vorzugsweise für landwirtschaftliche
Zugfahrzeuge bestimmtes Kraftfahrzeug-Triebwerk bekannt, in welchem der Antrieb
einer Getriebezapfwelle bei ausgeschalteter Fahrkupplung gleichzeitig als Zusatz-oder
Hilfsantrieb verwendbar ist. Mit diesem Triebwerk ist bei eingeschaltetem Rückwärtsgang
durch wechselweises Betätigen der Fahrkupplung und der Zapfwellenkupplung ein Wendebetrieb
nur mit einer Geschwindigkeit möglich. Auch ein Wendebetrieb mit der Zapfwelle ist
dabei nicht möglich.
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Aus der USA.-Patentschrift 2 756 600 ist ein Zahnräderwechselgetriebe
mit vorgeschaltetem Gruppenwendegetriebe bekannt. Für die Umschaltung von Vorwärts-
auf Rückwärtsstellung des Vorgeleges ist eine Klauenkupplung vorgesehen. Außerdem
ist eine Fahrkupplung vorhanden, die jeweils beim Umschalten des Vorgeleges betätigt
wird. Mit diesem bekannten Getriebe ist ein Wendebetrieb nichtmöglich. Eine über
das Wendegetriebe betätigte Zapfwelle ist nur in einer Richtung und abhängig von
der Fahrkupplung antreibbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zahnräderwechselgetriebe
der eingangs beschriebenen Art für Wendebetrieb des Fahrzeuges in allen Gängen des
Schaltgetriebes und für Vorwärtsfahrt mit einer fahrkupplungsunabhängigen Zapfwelle
zu schaffen. Außerdem soll bei stehendem Fahrzeug ein Wendebetrieb mit der Zapfwelle
möglich sein.
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Die Erfindung besteht darin, daß ein Zahnrad des einen dem Gangschaltgetriebe
vorgeschalteten Vorgeleges auf einer hohlen, von der zur Zapfwelle führenden Nebenantriebswelle
durchdrungenen Vorgelegewelle des Gangschaltgetriebes drehfest aber axial verschiebbar
angeordnet ist und mit einem auf der Nebenantriebswelle festen Zahnrad des ein Zwischenrad
aufweisenden Zahnrädervorgeleges des Nebenantriebes verbindbar ist.
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Durch die Erfindung ist die oben bezeichnete Aufgabe gelöst. Diese
tritt besonders bei Ackerschleppern mit Frontladern auf, die leicht von Vorwärts-
auf Rückwärtsfahrt geschaltet werden können. Das Zahnräderwechselgetriebe nach der
Erfindung erfordert keine zusätzliche Kupplung. Die Erfindung ermöglicht es, eine
Doppelkupplung mit Einzelbetätigung für drei voneinander unabhängige Funktionen
verwendbar zu machen, nämlich für normalen Fahrbetrieb des Ackerschleppers mit Motorzapfwelle,
für Wendebetrieb mit häufiger Fahrtrichtungsumkehr und für Zapfwellenantrieb im
Wendebetrieb bei stillstehendem Fahrzeug.
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In den Zeichnungen ist ein in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutertes Ausführungsbeispiel des Zahnräderwechselgetriebes nach der Erfindung
dargestellt.
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F i g. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform der Kupplungsanordnung
des ,Zahnräderwechselgetriebes in der Schaltstellung für normalen Fahrbetrieb mit
motorabhängig angetriebener Zapfwelle; F i g. 2 zeigt schematisch eine Ausführungsform
des Zahnräderwechselgetriebes mit dem Gangschaltgetriebe und dem Zapfwellenantrieb.
In
F i g. 1 bedeutet 1 die Antriebsmaschinenwelle, welche mit einem umlaufenden Kupplungsgehäuse
2 verbunden ist. Zwei nicht dargestellte Druckscheiben oder Hydraulikkolben können
einzeln die beiden Trockenkupplungsscheiben 4 oder 5 an das Kupplungsgehäuse 2 reibschlüssig
andrücken. Die beiden Reibkupplungen können also unabhängig voneinander aus- und
eingerückt werden. Außerdem ist eine in den Zeichnungen nicht dargestellte Einrichtung
vorhanden, um beide Reibkupplungen auch gleichzeitig zu schließen. Die Trockenkupplungsscheibe
4 ist durch eine Welle 6 mit einem Zahnrad 7 verbunden, welches in ein Zahnrad 8
eingreift. Die Trockenkupplungsscheibe 5 ist mit einer die Welle 6 umgebenden Hohlwelle
9 verbunden, welche ein Zahnrad 10 trägt. Dieses ist über ein Zwischenrad 11 mit
einem Zahnrad 12 im Eingriff.
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Das Zahnrad 12 ist mit einer Nebenantriebswelle 13 verbunden, die
über eine Klauenschaltmuffe 14 mit einem Zahnrad 15 kuppelbar ist. Dieses treibt
über ein Zahnrad 16 eine Zapfwelle 17 an. Das Zahnrad 8 ist mittels einer Keilverzahnung
drehfest aber längsverschieblich auf eine hohle Vorlegewelle 18 eines in F i g.
2 dargestellten mit Vorwärts- und Rückwärtsgängen ausgestatteten Gangschaltgetriebes
gelagert. Das Zahnrad 8 besitzt Schaltklauen 19, welche durch Verschieben des Zahnrades
8 mit entsprechenden Schaltklauen 20 des Zahnrades 12 in Eingriff gebracht werden
können.
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In F i g. 1 sind die Reibkupplungen auf normalen Fahrbetrieb mit Zapfwellenantrieb
geschaltet. Das Fahrzeug wird über die Trockenkupplungsscheibe.4, die Zahnräder
7 und 8 und die Vorlegewelle 18 des Gangschaltgetriebes angetrieben. Die einzelnen
Vor-oder Rückwärtsgänge werden im Gangschaltgetriebe eingelegt. Für den Antrieb
der Zapfwelle ist die Klauenschaltmuffe 14 eingerückt. Die Zapfwelle 17 wird dann
über die Trockenkupplungsscheibe 5, die Zahnräder 10, 11 und 12, die Nebenantriebswelle
13, die Klauenkupplung und die Zahnräder 15 und 16 angetrieben. Die durch die Schaltklauen
19 und 20 gebildete Kupplung bleibt ausgerückt, so daß kein Verspannen der beiden
Reibkupplungen eintritt.
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Für den Fahrbetrieb ohne Zapfwelle wird die Klauenschaltmufffe 14
außer Eingriff mit den Klauen des Zahnrades 15 gebracht.
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Zum Übergang auf Wendebetrieb wird die durch die Schaltklauen 19 und
20 gebildete Kupplung eingerückt. Damit sind die Zahnräder 8 und 12 zwangläufig
miteinander verbunden. Gleichzeitig wird die bbenerwähnte und nicht gezeichnete
Schalteinrichtung für die Reibkupplungen wirksam, und zwar in der Weise, daß die
beiden Betätigungselemente, z. B.-Schaltkolben, dieser Reibkupplungen nur abwechselnd
wirksam werden; so daß immer die eine Reibkupplung erst eingerückt wird, wenn die
andere vollkommen ausgerückt ist. Die durch die Schaltldauenmuffe 14 und die Klauen
des Zahnrades 15 gebildete Kupplung ist geöffnet, die durch die Schaltklauen 19
und 20 gebildete Kupplung geschlossen.
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Wird die durch das Kupplungsgehäuse 2 und die Trockenkupplungsscheibe
4 gebildete Reibkupplung 4 eingerückt, so wird das Fahrzeug über die Welle 6, die
Zahnräder 7 und 8, die Vorgelegewelle 18 und das Gangschaltgetriebe vorwärts angetrieben.
Die durch das Kupplungsgehäuse 2 und die Trockenkupplungsscheibe 5 gebildete Reibkupplung
ist dabei geöffnet, und die Trockenkupplungsscheibe 5 wird über die 4 Zahnräder
10, 11 und 12 in entgegengesetzter Drehrichtung wie die Trockenkupplungsscheibe
4 leer angetrieben.
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Zum Übergang von Vorwärts- auf Rückwärtsfahrt wird die die Trockenkupplungsscheibe
4 aufweisende Reibkupplung geöffnet und statt dessen die die Trockenkupplungsscheibe
5 aufweisende Reibkupplung geschlossen. Der Antrieb geht jetzt über die Hohlwelle
9, die Zahnräder 10, 11 und 12, die durch die Schaltklauen 19 und 20 gebildete Kupplung,
die hohle Vorlegewelle 18 und das Gangschaltgetriebe in umgekehrter Fahrtrichtung.
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Bei mit den Klauen des Zahnrades 15 im Eingriff befindlicher Klauenschaltmuffe
14 ist ein Wendebetrieb mit eingeschalteter Zapfwelle 17 möglich, indem wechselweise
die Reibkupplung mit der Trockenkupplungsscheibe 4 und die Reibkupplung mit der
Trockenkupplungsscheibe 5 eingerückt wird. Eine solche Betriebsweise ist vorteilhaft
bei Fahrzeugen mit Seiltrommeln, die beispielsweise in der Forstwirtschaft Anwendung
finden.
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In F i g. 2 sind die mit der Darstellung in F i g. 1 übereinstimmenden
Teile 6 bis 12 und 15 bis 20 mit den gleichen Ziffern versehen. Auf der hohlen Vorlegewelle
18 sind Zahnräder 21 und 23 befestigt. Diese sind dauernd im Eingriff mit Wechselzahnrädern
22 und 24, welche durch eine Doppelklauenkupplung 25 wahlweise mit einer Hohlwelle
26 gekuppelt werden können. Auf der Hohlwelle sind die beiden Zahnräder 27 und 29
befestigt, welche mit Zahnrädern 28 und 30 im Dauereingriff stehen. Diese Zahnräder
28 und 30 sind durch eine Doppelklauenkupplung 31 wahlweise mit der Vorlegewelle
18 kuppelbar.
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Die Hohlwelle 26 kann durch eine Kupplung 32 mit dem Zahnrad 7 und
mit der mit dem Zahnrad 7 fest verbundenen Welle 6 gekuppelt werden. Das Zahnrad
30 kann durch eine Kupplung 33 mit einem Zahnrad 34 gekuppelt werden, welches lose
drehbar auf der Vorlegewelle 18 gelagert ist und einen Teil eines nachgeschalteten
Gruppengetriebes 29, 30, 34, 35 bildet. Das Zahnrad 35 steht in dauerndem Eingriff
mit dem Zahnrad 34 und ist mit der Ausgangswelle 36 des Gangschaltgetriebes fest
verbunden. Die Zahnräder 29 und 35 sind durch eine Klauenkupplung 37 miteinander
kuppelbar.
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Das Zahnrad 29 steht über ein Zwischenrad 38 mit einem Zahnrad 39;
und das Zahnrad 35 mit einem Zahnrad 40 in ständigem Eingriff. Die beiden Zahnräder
39 und 40 sind durch eine Klauenkupplung 41 miteinander kuppelbar und sind auf einer
Welle 42 drehbar gelagert. Die Zahnräder 29, 38, 39, 35, 40 bilden zusammen mit
der Klauenkupplung 41 eine zweistufige Rückwärtsgruppe. Vorteilhaft an dieser Anordnung
ist, daß das Zahnrad 29 drei verschiedene Funktionen hat, und zwar: 1. als Teil
des nachgeschalteten Gruppengetriebes 29, 30, 34, 35 in allen fünf Kriechgängen,
2. als Wechselzahnrad des Zahnräderpaares 30, 29 im vierten Straßengang, 3. als
Teil der Rückwärtsganggruppe 29, 38, 39, 40, 35 in allen fünf Rückwärtsgängen.
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Ein Vorgelege, bestehend aus den Zahnräderpaaren 43, 44 und 45, 15
und der Kupplung 47, vermittelt zwei verschiedene motorabhängige Drehzahlen der
Nebenantriebswelle 13a, wobei die Zapfwelle 17
durch das in das
Zahnrad 15 eingreifende Zahnrad 16 angetrieben wird. Durch Schalten der Kupplung
47 nach links erfolgt der Zapfwellenantrieb über die Zahnräderpaare 43, 44 und 45,
46. Durch Schalten der Kupplung 47' nach rechts wird das Zahnrad 15 direkt mit der
Nebenantriebswelle 13a gekuppelt. Dargestellt ist die Leerlaufstellung der Kupplung
47.
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In den fünf Kriechgängen ist folgender Kraftfloß:
| I. Zahnräderpaare 7, 8; 21, 22; 29, 30; 34, 35; |
| II. Zahnräderpaare 7, 8; 23, 24; 29, 30; 34, 35; |
| III. Zahnräderpaare 7, 8; 28, 27; 29, 30; 34, 35; |
| IV. Zahnräderpaare 7, 8; Hohlwelle 18; 34, 35; |
| V. Kupplung 32; 29, 30; 34, 35. |
In den fünf Straßengängen ist folgender Kraftfiuß:
| I. Zahnräderpaare 7, 8; 21, 22; |
| II. Zahnräderpaare 7, 8; 23, 24; |
| III. Zahnräderpaare 7, 8; 28, 27; |
| IV. Zahnräderpaare 7, 8; 30, 29; |
| V. Kupplung 32. |
Für die fünf Rückwärtsgänge werden außer der Rückwärtsgruppe (Zahnräder 29, 38,
39, die Klauenkupplung 41, die Zahnräder 40 und 35) noch folgende Teile verwendet:
| 1. Zahnräderpaare 7, 8; 21, 22; |
| II. Zahnräderpaare 7, 8; 23, 24; |
| III. Zahnräderpaare 7, 8; 28, 27; |
| IV. Zahnräderpaare 7, 8; 30, 29; |
| V. Kupplung 32. |
Sämtliche Gänge in allen drei Getriebegruppen werden durch Einlegen der Reibkupplung
mit der Trockenkupplungsscheibe
4 hergestellt. Die Kupplung mit der Trockenkupplungsscheibe
5 dient unabhängig davon zum Antrieb der Zapfwelle 17 während der Fahrt oder bei
Stillstand.