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Zahnräderwechßelgetriebe in Gruppenbauweise, insbesondere für land-
und/oder bauwirtschaftlich nutzbare Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein Zahnräderwechselgetriebe
in Gruppenbauweise, insbesondere für land- und/oder bauwirtschaftlich nutzbare Kraftfahrzeuge
mit einem einer Hauptschaltgruppe vorgeschalteten Gruppengetriebe mit einer dem
Rückwärtsfahrsinn und zwei dem Vorwärtsfahrsinn dienenden, unter Last schaltbaren
Schaltstufe bzw. Schaltstufen, zu deren Schaltung zwei reibungsschlüssige Schaltkupplungen
vorgesehen sind.
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Bei der Bodenbearbeitung und Durchführung von Erntearbeiten mittels
landwirtschaftlich nutzbarer Kraftfahrzeuge mit einem Zahnräderwechselgetriebe vorgenannter
Gattung besteht das Problem, mit optimal ausgelasteter Antriebsmaschine eine größtmögliche
Flächenleistung zu erzielen. Dieses Problem ist insbesondere bei Arbeiten auf langgestreckten
welligen Äckern und bei der Bodenbearbeitung von Äckern mit stark wechselnder Bodendichte
gegeben.
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Darüber hinaus besteht sowohl in der Land- als auch in der Bauwirtschaft
bei Ladearbeiten mit front- und/oder heckseitig angebautem Ladegerät bzw. angebauten
Ladegeräten das Problem, kurze Ladezeiten durch schnelles Anfahren an das Ladegut
und nach Umkehr der Fahrtrichtung durch schnellen Abtransport des Ladegutes mit
schneller Vorwärtsfahrt zu erzielen. Zur Lösung der vorgeschilderten Probleme ist
bereits ein Zahnräderwechselgetriebe der eingangs vorausgesetzten Gattung bekanntgeworden
(DT-AS 1 181 558), bei dem das
mit nur einer Eingangswelle versehene
Gruppengetriebe über eine Fahrkupplung antreibbar ist, wobei eine erste reibungsschlüssige
Schaltkupplung wahlweise die Eingangswelle direkt mit der Ausgangswelle des Gruppengetriebes
verbindet und die zweite reibungsschlüssige Schaltkupplung ebenfalls koaxial zur
Ausgangswelle angeordnet ist. Die zweite reibungsschlüssige Schaltkupplung des Gruppengetriebes
ist dabei über die ein- und ausrückbare Fahrkupplung über ein wahlweise einschaltbares
Vorwärtsvorgelege und ein Umkehrvorgelege antreibbar. Nachteilig bei diesem bekanntgewordenen
Zahnräderwechselgetriebe ist, daß bei diesem zur Schaltung der zwei Vorwärtsschal@tstufen
und der einzigen Rückwärtsschaltstufe des Gruppengetriebes neben den beiden reibungsschlüssigen
Schaltkupplungen zusätzlich eine Fahrkupplung erforderlich ist. Ferner ist bei dem
bekanntgewordenen Zahnräderwechselgetriebe von Nachteil, daß durch die umlaufenden
Massen der großen Anzahl an Reibungskupplungen die Schaltung des dem Gruppengetriebe
nachgeschalteten Hauptschaltgetriebes behindert wird. Hierdurch werden insbesondere
bei der Anwendung von Synchronisiermitteln für die Schaltglieder des Hauptschaltgetriebes
groß dimensionierte Synchronisierglieder erförderlich und damit hohe Kosten verursacht.
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Ausgehend von diesen Erkenntnissen ist es Aufgabe der Erfindung, ein
Zahnräderwechselgetriebe der vorausgesetzten Gattung unter Vermeidung der zu dem
bekannten Zahnräderwechselgetriebe geschilderten Nachteile dahingehend zu verbessern,
daß bei Ausnutzung der Fahrkupplung als zweite reibungsschlüssige Schaltkupplung
des
Gruppengetriebes ein wahlweises Umschalten unter Last von Vorwärts-auf Rückwärtsfahrt
bzw. langsamer Vorwärtsfahrt auf schnelle Vorwärtsfahrt und umgekehrt je nach Vorwahl
eines Vorwärts- bzw. Umkehrvorgeleges durchführbar ist.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß eine der
reibungsschlüssigen Schaltkupplungen als die Ausgangswelle des Gruppengetriebes
direkt mit einer Antriebsquelle verbindende Fahrkupplung ausgebildet ist und daß
die andere reibungsschlüssige Schaltkupplung auf einer durch die Antriebsquelle
unter Umgehung des Kraftflusses der Fahrkupplung antreibbares Eingangsvorgelege
antreibbaren Vorgelegewelle angeordnet ist, von der über die zweite reibungsschlüssige
Schaltkupplung über je ein ein- und ausschaltbares Vorwärts- und Umkehrvorgelege
wahlweise die Ausgangswelle des Gruppengetriebes im Vorwärts- oder Rückwärtsfahrsinn
antreibbar ist. Mittels eines solchen Zahnräderwechselgetriebes wird insbesondere
erreicht, daß bei relativ geringen umlaufenden Massen und lediglich zwei reibungsschlüssigen
Schaltkupplungen je nach Einschaltung des- Vorwärts- bzw.
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Umkehrvorgeleges eine Umschaltung unter Last auf eine Vorwärtsschaltstufe
bzw. Umkehrstufe durchführbar ist.
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In.Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Eingangsvorgelege
das Gruppengetriebes bleibend kraftschlüssig mit einem die Fahrkupplung direkt oder
indirekt aufnehmenden Antriebselement der Antriebsquelle verbunden ist. Der Gesamtaufbau
des
Gruppengetriebes wird ferner günstig dadurch beeinflußt, daß
die auf der Vorgelegewelle des Gruppengetriebes angeordnete reibungsschlüssige Schaltkupplung
als druckmittelbetätigte Lamellenkupplung ausgeführt ist, deren Sekundärteil mit
einem auf der Vorgelegewelle gelagerten Hohlwellenteil verbunden ist, das der frei
drehbaren Lagerung eines Zahnrades des Vorwärtsvorgeleges und frei drehbaren Lagerung
eines benachbartenZahnrades des Umkehrvorgeleges zum Antrieb der Ausgangswelle des
Gruppengetriebes dient und daß letztere beiden Zahnräder mittels eines zwischen
beiden angeordneten Schaltgliedes wahlweise mit dem Hohlwellenteil kuppelbar sind.
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Ein besonders kostengerechter und einfacher Aufbau des Zahnräderwechselgetriebes
ergibt sich nach einem weiteren Gedanken der Erfindung dadurch, daß das Umk ehrvorgelege
ein drehfest auf der Ausgangswelle des Gruppengetriebes angeordnetes Zahnrad aufweist,
das zugleich das Eingangsvorgelege des diesem nachgeschalteten Hauptschaltgetriebes
mitbildet.
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Für den Fall, daß das Zahnräderwechselgetriebe mit einem parallel
zum Kraftfluß des Gruppengetriebes durch die Antriebsquelle antreibbaren Nebenantrieb
mit einer ein- und ausrückbaren Reibungskupplung versehen ist, wird nach der Erfindung
ferner vorgeschlagen, daß der Nebenantrieb eine durch das Eingangsvorgelege des
Gruppengetriebes antreibbare Nebenwelle aufweist, die dem direkten oder indirekten
Antrieb der Reibungskupplung des Nebenantriebes dient. Dabei ergibt sich eine besonders
herstellungstechnisch
einfache Lösung dadurch, daß die Nebenwelle
des Nebenantriebes parallel zur Ausgangswelle des Gruppengetriebes gelagert ist
und ein drehfestes Zahnrad aufweist, das mit einem drehfesten Zahnrad der Eingangswelle
des Gruppengetriebes kämmt. Falls das Zahnräderwechselgetriebe mit einer koaxial
zur Ausgangswelle des Gruppengetriebes angeordneten Ausgangswelle des Hauptschaltgetriebes
ausgeführt ist, wird zur baulich einfachen Lagerung des Nebenantriebes vorgeschlagen,
daß der Nebenantrieb eine koaxial zur Ausgangswelle des Hauptschaltgetriebes angeordnete
und durch die Nebenwelle angetriebene Zwischenwelle aufweist, die drehfest mit dem
Primärteil der Reibungskupplung des Nebenantriebes verbunden ist.
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Zur kostengünstigen Bildung der Umkehrstufe im Gruppengetriebe bei
gleichzeitiger Ausnutzung einer Nebenwelle des Nebenantriebes als Lagerung ist nach
der Erfindung außerdem vorgesehen, daß das Umkehrzahnrad des Umkehrvorgeleges des
Gruppengetriebes auf der Nebenwelle des Nebenantriebes gelagert ist.
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Weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
können der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung, welche ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung vereinfacht darstellt, entnommen werden.
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Nach der Zeichnung ist das Schwungrad 1 einer nicht näher dargestellten,
als Brennkraftmaschine ausgebildeten Antriebsquelle
bleibend kraftschlüssig
mit einer Eingangswelle 2 eines Vorgeleges 3 des Gruppengetriebes 4 von dem erfindungsgemäßen
Zahnräderwechselgetriebe verbunden. Dieses besteht neben dem Gruppengetriebe 4 aus
einem diesem nachgeschalteten Hauptschaltgetriebe 5 und einer durch dieses angetriebenen
Nachschaltgruppe 6, über das ein Kegel trieb 7 antreibbar ist. Dem Kegeltrieb 7
ist ein Differential 8 nachgeschaltet, von dem über je ein Vorgelege 9 je eine Treibachswelle
10 mit einem zugeordneten Treibrad 11 antreibbar ist. Das Vorgelege 3 des Gruppengetriebes
4 besitzt neben einem drehfest auf der Eingangswelle 2 angeordneten Zahnrad 12 ein
mit diesem kämmendes Zahnrad 13, das drehfest auf einer ortsfest drehbar gelagerten
Vorgelegewelle 14 sitzt. Auf der Vorgelegewelle 14 ist drehfest ein Primärteil 15
einer vorzugsweise als druckmittelbetätigbare Lamellenkupplung ausgeführten reibungsschlüssigen
Schaltkupplung 16 angeordnet. Die reibungsschlüssige Schaltkupplung 16 besitzt einen
Sekundärteil 17, der drehfest auf einer Hohlwelle 18 gelagert ist, die frei drehbar
auf der Vorgelegewelle 14 lagert. Auf der Hohlwelle 18 lagert wiederum neben der
reibungsschlüssigen Schaltkupplung 16 frei drehbar und wahlweise mit dieser kuppelbar
ein Zahnrad 19, das mit einem drehfest auf einer Ausgangswelle 20 des Gruppengetriebes
4 sitzenden Zahnrad 21 im Eingriff steht und mit diesem das wahlweise einschaltbare
Vorwärtsvorgelege 22 des Gruppengetriebes 4 bildet. Außerdem besitzt das Gruppengetriebe
4 ein Umkehrvorgelege 23. Das Umkehrvorgelege 23 besteht aus einem frei-drehbar
und wahlweise kuppelbar auf der Hohlwelle 18 sitzenden Zahnrad 24 und einem mit
diesem kämmenden Umkehrzahnrad 25,
das wiederum mit einem drehfest
auf der Ausgangswelle 20 sitzenden Zahnrad 26 im Eingriff steht. Zur wahlweisen
Vorwahl einer Kraftübertragung über das Vorwärts- bzw. Umkehrvorgelege 22 bzw.-23
in einer langsamen Vorwärtsschaltstufe N bzw Rückwärtsschaltstufe R dient eine zwischen
den beiden Zahnrädern 19 und 24 drehfest und axial verschiebbar auf der Hohlwelle
18 angeordnete Doppelschaltmuffe 27, die im Bedarfsfalle mit Synchronisiermitteln
versehen werden kann. Außerdem ist die Ausgangswelle 20 in einer direkten Schaltstufe
H des Gruppengetriebes über eine mit dem Schwungrad 1 verspannte Fahrkupplung 28
direkt antreibbar. Zur Schaltung des Gruppengetriebes 4 kann dabei eine Steuerung
und Schaltung gewählt sein, wie sie bei dem Gruppengetriebe nach der DT-OS 1 951
428 gewählt ist.
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Das Hauptschaltgetriebe 5 weist eine koaxial zur Ausgangswelle 20
des Gruppengetriebes 4 im nicht dargestellten Getriebegehäuse gelagerte Ausgangswelle
29 auf, deren wahlweiser Antrieb durch ein von dem Zahnrad 26 mitgebildetes Eingangsvorgelege
30 über ein mit diesem kämmendes Zahnrad 31 erfolgt, das drehfest auf einer Vorgelegewelle
32 sitzt. Das Zahnrad 31 ist vorzugsweise mit gleichem oder größerem Teilkreisdurchmesser
wie das Zahnrad 26 ausgeführt. Auf der Vorgelegewelle 29 sind ferner drehfeste Zahnräder
33, 34 und 35 angeordnet. Das Zahnrad 33 kämmt mit einem frei drehbar und wahlweise
kuppelbar auf der Ausgangswelle 29 sitzenden Zahnrad 36 und bildet mit diesem die
Gangstufe III des Hauptschaltgetriebes 5. Für die Schaltung der
Gangstufe
III und Kupplung der Ausgangswelle 20 mit der Ausgangswelle 29 zur Einschaltung
der Gangstufe IV des Hauptschaltgetriebes 5 ist zwischen den Zahnrädern 26 und 36
drehfest und axial verschiebbar auf der Ausgangswelle 29 eine mit Synchronisiergliedern
versehene Doppelschaltmuffe 37 vorgesehen. Der Bildung der Gangstufe II des Hauptschaltgetriebes
5 dient neben dem Zahnrad 34 ein mit diesem kämmendes, frei drehbar und wahlweise
kuppelbar auf der Ausgangswelle 29 sitzendes Zahnrad 38. Die Gangstufe I des Hauptschaltgetriebes
5 wird durch das Zahnrad 35 und ein mit diesem kämmendes Zahnrad 39 gebildet, das
ebenfalls frei drehbar und wahlweise kuppelbar auf der Ausgangswelle 29 sitzt. Zur
Einschaltung der Gangstufen I und II ist zwischen den Zahnrädern 38 und 59 eine
mit Synchronisiergliedern versehene Doppelschaltmuffe 40 vorgesehen. Die Doppelschaltmuffe
37 soll über eine nicht dargestellte Schaltstange gleich der Doppelschaltmuffe 40
mit einem gemeinsamen Schalthebel des Hauptschaltgetriebes 5 in Wirkverbindung stehen.
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Neben den vorgeschilderten Kraftübertragungselementen der Ausgangswelle
29 ist zwischen dem Zahnrad 36 und 38 drehfest ein gegenüber dem Zahnrad 36 im Teilkreisdurchmesser
kleineres Zahnrad 41 vorgesehen, das mit einem frei drehbar und wahlweise kuppelbar
auf einer Ausgangswelle 42 der Nachschaltgruppe 6 sitzenden Zahnrad 43 kämmt. Das
Zahnrad 41 bildet mit dem Zahnrad 43 eine für die Hauptackerarbeiten dienende Schaltstufe
Z, deren Einschaltung mittels einer drehfest und axial verschiebbar auf der
Ausgangswelle
42 sitzenden Schaltmuffe 44 erfolgt. Für die Bildung einer dem schnellen Straßenbetrieb
dienenden Schaltstufe S der Nachschaltgruppe 6 ist zwischen dem Zahnrad 41 und dem
Zahnrad 38 auf der Ausgangswelle 29 drehfest ein gegenüber dem Zahnrad 41 mit einem
größeren Teilkreisdurchmesser versehenes Zahnrad 45 angeordnet, das mit einem frei
drehbar und wahlweise kuppelbar auf der Ausgangswelle 42 sitzenden Zahnrad 46 im
Eingriff steht. Ferner ist die Ausgangswelle 29 auf ihrem rechten Ende mit einem
drehfesten, gegenüber ihren anderen Zahnrädern im Teilkreisdurchmesser kleineren
Zahnrad 47 versehen, das mit einem frei drehbar auf der Ausgangswelle 42 gelagerten
Zahnrad 48 im Eingriff steht. Das Zahnrad 48 bildet mit dem Zahnrad 47 eine dem
langsamen Ackerbetrieb dienende Schaltstufe L der Nachschaltgruppe 6 und ist über
einen Hohlwellenteil 49 drehfest mit einem benachbarten Zahnrad 50 eines Kriechgangvorgeleges
51 verbunden.
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Die Einschaltung der Schaltstufe S und L erfolgt über eine zwischen
den Zahnrädern 46 und 50 drehfest und axial verschiebbar auf der Ausgangswelle 42
angeordnete Doppelschaltmuffe 52. Das Kriechgangvorgelege 51 weist ein mit dem Zahnrad
50 kämmendes, drehfest auf einer Nebenwelle 53 sitzendes Zahnrad 54 auf, von dem
über ein weiteres drehfestes Zahnrad 55 der Nebenwelle 53 ein frei drehbar und wahlweise
kuppelbar auf der Ausgangswelle 42 sitzendes Zahnrad 56 in einer Kriechgangstufe
K antreibbar ist.
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Die Einschaltung der Kriechgangstufe K der Nachschaltgruppe 6 geschieht
mittels einer Schaltmuffe 57, die drehfest und axial verschiebbar auf der Ausgangswelle
42 sitzt.
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Die Ausgangswelle 42 der Nachschaltgruppe 6 soll vorzugsweise koaxial
zur Vorgelegewelle 14 des Gruppengetriebes 4 gelagert sein. Außerdem soll die Ausgangswelle
42 zwischen ihrem dem Zahnrad 24 zugekehrten Lager und der Schaltmuffe 57 mit einem
drehfesten Zahnrad 58 für einen wegabhängigen Nebenantrieb, wie beispielsweise einen
Frontachsantrieb, versehen sein.
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Darüber hinaus weist das Zahnräderwechselgetriebe einen antriebsmaschinendrehzahlabhängig
angetriebenen Nebenantrieb 59 auf, der ein drehfest auf einer Nebenwelle 60 sitzendes
Zahnrad 61 hat, das mit dem Zahnrad 12 kämmt Auf der Nebenwelle 60 ist dabei vorzugsweise
das Umkehrzahnrad 25 des Umkehrvorgeleges 23 des Gruppengetriebes 4 gelagert. Ferner
besitzt der Nebenantrieb 59 ein drehfest mit der Nebenwelle 60 verbundenes Zahnad
62, das mit einem Zahnrad 63 im Eingriff steht und direkt oder indirekt mit einem
weiteren Zahnrad 64 kämmt, wobei die Zahnräder 63, 64 dem Antrieb einer Hilfspumpe
bzw. eines Kompressors dienen sollen.
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Außerdem weist der antriebsmaschinendrehzahlabhängig angetriebene
Nebenantrieb 59 ein drehfest auf der Nebenwelle 60 sitzendes Zahnrad 65 auf, das
mit einem Zahnrad 66 kämmt, das wiederum drehfest auf einer koaxial zur Ausgangswelle
29 gelagerten Hilfswelle 67 angeordnet ist. Die Hilfswelle 67 ist auf ihrem der
Ausgangswelle 29 abgewandten Ende drehfest mit dem Primärteil 68 einer als druckmittelbetätigten
Lamellenkupplung ausgeführten Reibungskupplung 69 verbunden, deren Sekundärteil
70 drehfest auf einer Hilfswelle 71 sitzt. Die Hilfswelle 71 weist ein
drehfestes
Zahnrad 72 und 73 auf, wobei das Zahnrad 72 mit einem zugeordneten Zahnrad 74 für
die Abtriebsdrehzahl n = 540 des Nebenantriebes kämmt. Das Zahnrad 74 sitzt dabei
frei drehbar und wahlweise kuppelbar auf einer Zapfwellenhilfswelle 75. Für den
Antrieb der Zapfwellenhilfswelle 75 mit einer Drehzahl von n = 1 000 ist frei drehbar
und wahlweise kuppelbar auf dieser ein mit dem Zahnrad 73 kämmendes Zahnrad 76 vorgesehen.
Zur Vorwahl der beiden möglichen Abtriebsdrehzahlen, der mit einem nicht dargestellten
Zapfwellenstummel kuppelbaren Hilfswelle 75 ist eine drehfest und axial verschiebbar
auf der Zapfwellenhilfswelle 75 angeordnete Doppelschaltmuffe 77 vorgesehen.