DE2634317A1

DE2634317A1 - Mechanisches mehrganggetriebe

Info

Publication number: DE2634317A1
Application number: DE19762634317
Authority: DE
Inventors: James Edward Shellberg
Original assignee: Clark Equipment Co
Current assignee: Doosan Bobcat North America Inc
Priority date: 1975-07-30
Filing date: 1976-07-30
Publication date: 1977-02-17
Also published as: IT1067921B; US4031762A

Description

Patentanwälte

Dipl.-ing. E. Eder

Dipl.-Ing. K. Schieschke

8 München 4S, Elis£bethstra3e34

Clark Equipment Company, Buchanan, Michigan/USA

Mechanisches Mehrganggetriebe

Die Erfindung "betrifft ein mechanisches, unter Last schaltbares Mehrganggetriebe mit dauernd im Eingriff stehenden Zahnrädern für Yorwärts- und Rückwärtsfahrto

Bei derartigen reversiblen Mehrganggetrieben ist es zweckmäßig, die Hauptteile bzw_o die Grundkonstruktion so anzuordnen, daß sich Modifikationen möglichst einfach realisieren lasseno Getriebe dieser Art verwendet man hauptsächlich in Geräten und Fahrzeugen, die sich im Gelände bewegen und die für spezielle Anforderungen meist nur in geringer Stückzahl angefertigt werden. Von Ausschlag gebender Bedeutung ist es deshalb, eine Getriebegrundkonstruktion zu besitzen, die sich an bestimmte Kriterien

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anpassen läßt. Dies verringert die Herstellungskosten und erhöht die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit. Eine solche Gruppe von Getriebegrundkonstruktionen zeigt die US-Patentschrift 3 893 34-5 vom 8_O Juli 1975 des gleichen Anmelders.

Aufgabe der Erfindung ist eine weitere Modifikation dieser Getriebegrundkonzeption nach der genannten Patentschrift, damit diese besser an weitere Bedürfnisse anpaßbar ist. Einen gemeinsamen Nenner dieser Getriebe bildet die Anordnung der Getriebewellen in einer gemeinsamen, vorzugsweise vertikalen Ebene, unabhängig von der Anzahl der Wellen. Man kann so eine Gruppe von Getrieben gleicher Breite fertigen, was nicht nur den Getriebeeinbau erheblich vereinfacht, sondern auch die Verwendung vieler gleicher Teile gestattet. Bei einer besonderen Ausführungsform dieser Getriebe, dem Reihengetriebe oder "Inline"-Getriebe, fluchten Antriebs- und Abtriebswellen.

Das Grundkonzept des erfindungsgemäßen Getriebes umfaßt somit eine Eingangswelle, eine erste Welle oder eine Gegenwelle, die mit der Eingangswelle in einer gemeinsamen Ebene liegt, eine mit der Antriebswelle kraftschlüssig verbundene und mit ihr fluchtende Zapfwelle, eine erste zur Zapfwelle konzentrische Hohlwelle, die mit der Eingangswelle ebenfalls fluchtet, eine zweite zur Zapfwelle konzentrische und mit der ersten Hohlwelle fluchtende Hohlwelle und eine Ausgangswelle, die mit der ersten Welle fluchtet, wobei sämtliche Wellen in einer gemeinsamen Ebene liegen. Ein Eingangszahnrad ist mit einem auf der ersten Welle drehbar gelagerten ersten Zahnrad kraftschlüssig verbunden, wobei eine erste Kupplung das erste Zahnrad mit der ersten Welle und eine zweite Kupplung die Eingangswelle mit der ersten Hohlwelle verbindet, so daß

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sich diese gemeinsam drehen,= An der ersten Hohlwelle und der ersten Welle sind ein zweites bzw. ein drittes Zahnrad festgemacht, die dauernd miteinander im Eingriff stehen. Eine dritte Kupplung verbindet die Ausgangswelle mit der ersten Welle, wobei ein viertes Zahnrad auf der Ausgangswelle drehbar gelagert ist und eine vierte Kupplung das vierte Zahnrad mit der Ausgangswelle kuppelt. Dieses vierte Zahnrad greift dauernd in ein fünftes Zahnrad, das auf der ersten Hohlwelle festgemacht ist. Konzentrisch zur Zapfwelle liegt eine zweite Hohlwelle, die über eine fünfte Kupplung mit der ersten Hohlwelle verbindbar ist, wobei ein sechstes Zahnrad, das auf der zweiten Hohlwelle festgemacht ist, dauernd in ein mit der Ausgangswelle fest verbundenes Zahnrad greift.

Das erfindungsgemäße Getriebe baut auf der G-etriebegrundkonzeption nach Fig. 8 der US-Patentschrift 3 893 34-5 auf. Bei diesem bekannten "Inline"-Getriebe liegen Eingangsund Ausgangswelle in einer Linie, während zwei fluchtende Gegenwellen vertikal versetzt sind. Beim erfindungsgemäßen Getriebe ist die zweite Gegenwelle so weiterentwickelt, daß sie als Ausgangswelle dient ("Drop"-Getriebe), während die ursprüngliche Ausgangs- und die Zwischenwelle als Hohlwellen ausgeführt werden, so daß darin eine Zapfwelle angeordnet werden kann. Diese Zapfwelle ist kraftschlüssig mit der Eingangswelle verbunden und kann zum Antrieb von Hilfseinrichtungen oder anderem Zubehör verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Getriebe ist mindestens als unter Last schaltbares Zwei- oder Dreigangsgetriebe ausführbar.

Die ausführlichere Erläuterung der Erfindung erfolgt unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel ο Dieses zeigt in schematischer Darstellung

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ein reversibles Mehrgangsgetriebe mit einer fluchtenden
Zapfwelle.

Die Zeichnung zeigt ein reversibles Mehrgangsgetriebe 10
mit einer Reihe von Wellen, Zahnrädern und in beiden
Eichtungen schaltbaren Kupplungen. Dieses als Ausführungsbeispiel dargestellte Getriebe 10 geht somit über die Anordnung nach Fig. 7 und 10 der US-Patentschrift 3 893 34-5 vom 8. Juli 1975 hinaus.

Bereits die schematische Darstellung des Getriebes 10
zeigt, daß Eingangs- und Ausgangswelle zwar in der gleichen vertikalen Welle liegen, daß jedoch beide Wellen gegeneinander vertikal versetzt sindo

In dem (nicht gezeigten) Gehäuse des Getriebes 10 befinden sich eine Eingangswelle 14-, eine Ausgangswelle 16 und die Wellen 18, 20, 22 und 24, alle drehbar gelagert. Die Eingangswelle 14- wird beispielsweise von der Turbine eines
(nicht gezeigten) hydrodynamischen Drehmomentwandlers angetrieben, wobei der Drehmomentwandler seinerseits mit
einer geeigneten Antriebsmaschine in Verbindung steht,
beispielsweise einer (nicht gezeigten) Verbrennungskraftmaschine. Das Laufrad des Drehmomentwandlers kann außerdem in an sich bekannter Weise eine oder mehrere (nicht gezeigte) Pumpen antreiben, wobei mindestens eine Pumpe
Druckflüssigkeit für die hydraulisch betätigbaren Kupplungen sowie zur Schmierung der Zahnräder und Lager des Getriebes 10 liefert.

Mit der Eingangswelle 14- ist ein Eingangs zahnrad 34- verbunden, das über ein (nicht gezeigtes) Zwischenzahrrrad in ein Zahnrad 36 greift, das auf der Welle 20 drehbar gelagert ist. Die Eingangswelle 14- ist mit der Zapfwelle 18

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kraft schlüssig verbunden, d. h_D beide Wellen fluchten und drehen sich gemeinsam. Um die Welle 18 und fluchtend zur Eingangswelle 14- liegt eine Hohlwelle 22, die mit der Eingangswelle 14- über eine Kupplung 38 verbindbar ist. Diese Kupplung J8 ist vorzugsweise eine an sich bekannte, hydraulisch betätigbare Mehrscheibenkupplung, wie sie beispielsweise die genannte US-Patentschrift zeigt. Die Kupplung 38 enthält eine Reihe von Reibungsplatten, die abwechselnd mit der Nabe bzw. der äußeren Trommel der Kupplung verbunden sind. Die Kupplung 38 greift, wenn einem Kolben Druckflüssigkeit zugeführt wird, der die abwechselnd aufeinanderfolgenden Reibungsplatten zusammendrückt und dadurch Nabe und Trommel der Kupplung über die Platten in an sich bekannter Weise durch, den ReibungsSchluß verbindet.

Das Zahnrad 36 läßt sich zur gemeinsamen Drehung mit der Welle bzwβ Gegenwelle 20 über eine hydraulisch betätigbare Mehrscheibenkupplung 50 verbinden, die praktisch ebenso wie die Kupplung 38 aufgebaut ist.

Das Zahnrad 52 besteht mit der Trommel der Kupplung 38 aus einem Stück und kämmt mit einem Zahnrad 54-, das mit der Trommel der Kupplung 50 aus einem Stück besteht. Die Wellen 18 und 22 fluchten axial mit der Eingangswelle 14-, während die Welle bzw. Gegenwelle 20 mit der Eingangswelle 14- in der" gleichen vertikalen Ebene liegt. Die Wellen 20 und 22 sind über die kämmenden Zahnräder 54- und 52 verbunden, so daß bei Drehung einer Welle in einer Richtung die andere Welle in der entgegengesetzten Richtung läuft. Da außerdem das Zahnrad 34- über ein Zwischenrad mit dem Zahnrad 36 kraftschlüssig verbunden ist, laufen sie in der gleichen Richtung. Das Getriebe 10 arbeitet somit beim Greifen der Kupplung 38 beispielsweise in "Vorwärts-

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— Ό —

richtung" und beim Greifen der Kupplung 50 in "Rückwärtsrichtung", abhängig von der Drehzahl der Eingangswelle 14.

Die mit der Gegenwelle 20 fluchtende Ausgangswelle 16 ist mit der Welle 20 über eine weitere hydraulisch betätigbare Mehrscheibenkupplung 58 verbindbar, die entsprechend zur Kupplung 50 aufgebaut ist und mit dieser durch einen gemeinsamen Teil oder Steg verbunden ist. Auf der Ausgangswelle 16 ist ein Zahnrad 62 drehbar gelagert, das über eine weitere Kupplung 64 mit der Welle kuppelbar ist, wobei die Kupplung ähnlich der bereits beschriebenen Kupplung 38 aufgebaut ist. Außerdem ist mit der Ausgangswelle 16 ein Zahnrad 66 fest verbunden. Das Zahnrad 62 steht mit dem auf der Hohlwelle 22 festgemachten Zahnrad 68 dauernd in Eingriff.

Axial fluchtend zur Welle 22 und konzentrisch um die Welle 18 liegt eine weitere Hohlwelle 24 mit einem daran festgemachten Zahnrad 70, das dauernd in das Zahnrad 66 der Ausgangswelle greift. Die Hohlwelle 24 ist mit der Hohlwelle . 22 über eine weitere Kupplung 72 verbindbar, die der bereits beschriebenen Kupplung 38 gleicht.

Beim Greifen der Kupplung 38 läuft das Getriebe in Vorwärt srichtung, während es beim Lösen der Kupplung 38 und beim Greifen der Kupplung 50 in Bückwärtsrichtung läuft. Da sämtliche Zahnräder immer in Eingriff stehen, erhält man eine erste Drehzahlübersetzung, sowohl in Vorwärtsais auch in Rückwärtsrichtung, wenn die Kupplung 64 greift, so daß die Ausgangswelle 16 über die Zahnräder 68 und 62 bzwo 34, 36, 54, 52, 68 und 62 angetrieben wird. Eine zweite, höhere Drehzahlübersetzung, ebenfalls in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung, ergibt sich beim Greifen der Kupplung 58, wobei die Ausgangswelle 16 über die Zahnräder 52

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und 54- oder" 34 "^UI1^ 36 angetrieben wird. Ebenso erhält man eine dritte, noeh höhere Drehzahlübersetzung ebenfalls in beiden Drehrichtungen beim Greifen der Kupplung 72, wobei die Ausgangswelle 16 entweder über die Zahnräder 70 und oder 34-j 36, 54, 52, 70 und 68 angetrieben wird.

Man erhält somit eine erste Vorwärtsübersetzung beim Greifen der Kupplungen 38 und 64, eine zweite, höhere Drehzahlübersetzung bei weiterem Greifen der Kupplung 38, während anstelle der Kupplung 64 die Kupplung 58 greift, und eine dritte Drehzahlübersetzung beim weiteren Greifen der Kupplung 38, während anstelle der Kupplung 58 die Kupplung 72 greift ο Durch das Greifen der Kupplungen 50 und 64· ergibt sich eine niedrige Eückwärtsübersetzungo Durch Lösen der Kupplung 64 und Greifen der Kupplung 58 entsteht eine zweite Rückwärtsübersetzung. Eine dritte Rückwärtsübersetzung erhält man beim Greifen der Kupplungen 50 und 72.

Es wird nochmals darauf hingewiesen, daß beim Getriebe 10 Ein- und Ausgangswelle in einer gemeinsamen vertikalen Ebene parallel angeordnet sind, in der auch alle anderen Wellen liegen.

Die Zapfwelle 18 fluchtet mit der Eingangswelle 14 und dreht sich konstant mit dieser. Außerdem liegt diese Zapfwelle 18 in der gleichen vertikalen Ebene wie die Ausgangswelle 16.

Es wurde bereits gesagt, daß das Getriebe 10 gemäß der Erfindung eine Weiterentwicklung des Grundkonzepts nach ]?ig. 8 der genannten US-Patentschrift darstellt. Bereits das bekannte Getriebe ist· ein sogenanntes "Inline"-Getriebe, bei dem Eingangs- und Ausgangswelle fluchten und bei dem dazu versetzt zwei ebenfalls fluchtende Gegenwellen

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angeordnet sind_o Dem gegenüber ist beim erfindungsgemäßen Getriebe die zweite Gegenwelle als Ausgangswelle 16 und die ursprüngliche Ausgangs- und Zwischenwelle sind als Hohlwellen 24- bzw_o 22 ausgeführt, so daß in ihnen die Zapfwelle 18 konzentrisch angeordnet werden kann. Die Zapfwelle 18, die mit der Eingangswelle 14 fluchtet und kraftschlüssig mit ihr verbunden ist, wird somit mit der Drehzahl des Wandlerlaufrades angetrieben und kann entsprechende Hilfs- oder Zubehöreinrichtungen antreiben.

Wenn für einen bestimmten Anwendungsfall nur ein Zweistufengetriebe benötigt wird, so kann man entweder - je nach dem gewünschten Drehzahlübersetzungsverhältnis - die Welle 24- (zusammen mit der Kupplung 72 sowie die Zahnräder 70 und 68) oder die Kupplung 64- (zusammen mit den Zahnrädern 62 und 68) weglassen.

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Claims

Dlpl.-tng. E. Eder _ 9 _

Dipl.-lng. K. Schieschke

₈München 40, Eiisab8thstra3e34

Patentansprüche

M.) Reversibles Mehrgangsgetriebe, bei dem eine Reihe von Zahnrädern, Wellen und Kupplungen kraftschlüssig verbindbar sind, gekennzeichnet

a) durch eine Eingangswelle (14),

b) durch ein auf der Eingangswelle festgemachtes, erstes Zahnrad (34),

c) durch eine vertikal zur Eingangswelle ausgerichtete Gegenwelle (20),

d) durch ein auf der Gegenwelle drehbar gelagertes zweites Zahnrad (36), das mit dem ersten Zahnrad so verbunden ist, daß es sich in der gleichen Richtung dreht,

e) durch eine mit der Eingangswelle fluchtende und mit ihr kraftSchlussig verbundene Zapfwelle (18),

f) durch eine zur Zapfwelle konzentrische Hohlwelle (22), gegenüber der Eingangswelle in beiden Richtungen drehbar,

g) durch eine erste Kupplung (38) zur Verbindung der Eingangswelle mit der Hohlwelle,

h) durch eine zweite Kupplung (50) zur Verbindung des zweiten Zahnrades mit der Gegenwelle,

i) durch ein auf der Hohlwelle festgemachtes drittes Zahnrad (52),

j) durch ein auf der Gegenwelle festgemachtes viertes

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Zahnrad (54-), das mit dem dritten Zahnrad dauernd kämmt,

k) durch eine mit der Gegenwelle axial fluchtende Ausgangswelle (16),

1) durch eine dritte Kupplung (58) zur Verbindung der Gegenwelle mit der Ausgangswelle,

m) durch ein auf der Ausgangswelle drehbar gelagertes fünftes Zahnrad (62),

n) durch eine vierte Kupplung (64-) zur Verbindung des fünften Zahnrades mit der Ausgangswelle und

o) durch ein auf der Hohlwelle festgemachtes sechstes

Zahnrad (68), das dauernd mit dem fünften Zahnrad kämmt.

2. Getriebe nach Anspruch Λ, gekennzeichnet durch Einrichtungen (24, 72, 70, 66) zur zusätzlichen kraftschlüssigen Verbindung der Hohlwelle mit der Ausgangswelle O

3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Verbindungsmittel enthalten:

a) eine weitere Hohlwelle (2A-), konzentrisch zur Zapfwelle und gegenüber der Eingangswelle in beiden
Eichtungen drehbar,

b) eine fünfte Kupplung (72) zur Verbindung der Hohlwelle mit der weiteren Hohlwelle,

c) ein siebtes Zahnrad (70), das auf der weiteren
Hohlwelle festgemacht ist, und

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d) ein achtes Zahnrad (66), das auf der Ausgangswelle festgemacht ist und mit dem siebten Zahnrad dauernd kämmt·

4. Reversibles Mehrgangsgetriebe, bei dem eine Reihe von Zahnrädern, Wellen und Kupplungen kraftschlüssig verbindbar sind, gekennzeichnet

a) durch eine Eingangswelle (14-),

b) durch ein auf der Eingangswelle festgemachtes erstes Zahnrad (34),

c) durch eine mit der Eingangswelle vertikal ausgerichtete Gegenwelle (20),

d) durch ein auf der Gegenwelle drehbar gelagertes zweites Zahnrad (36), das mit dem ersten Zahnrad kraftschlüssig verbunden ist und sich in der gleichen Richtung dreht,

e) durch eine Zapfwelle (18), mit der Eingangswelle ausgerichtet und kraftschlüssig verbunden,

f) durch eine erste Hohlwelle (22), konzentrisch zur Zapfwelle und gegenüber der Eingangswelle in beiden Richtungen drehbar,

g) durch eine erste Kupplung (38) zur Verbindung der Eingangswelle mit der ersten Hohlwelle,

h) durch eine zweite Kupplung (50) zur Verbindung des zweiten Zahnrades mit der Gegenwelle,

i) durch ein auf der ersten Hohlwelle festgemachtes drittes Zahnrad (52),

Ö) durch ein auf der Gegenwelle festgemachtes viertes

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Zahnrad (54-), das mit dem dritten Zahnrad dauernd kämmt,

k) durch eine mit der Gegenwelle axial ausgerichtete Ausgangswelle (16),

1) durch eine dritte Kupplung (58) zur Verbindung der Gegenwelle mit der Ausgangswelle,

m) durch eine zur Zapfwelle konzentrische zweite Hohlwelle (24-), die gegenüber der Eingangswelle in beiden Eichtungen drehbar ist,

n) durch eine fünfte Kupplung (72) zur Verbindung der ersten Hohlwelle mit der zweiten Hohlwelle,

o) durch ein auf der zweiten Hohlwelle festgemachtes fünftes Zahnrad (70) und

p) durch ein auf der Ausgangswelle festgemachtes sechstes Zahnrad (66), das mit dem fünften Zahnrad dauernd kämmt.

5ο Getriebe nach Anspruch 4·, gekennzeichnet durch weitere Mittel (62, 64·, 68) zur weiteren Antriebsverbindung der ersten Hohlwelle (22) mit der Ausgangswelle.

6. Getriebe nach Anspruch 5» wobei die zusätzlichen Verbindungsmittel enthalten:

a) ein auf der Ausgangswelle drehbar gelagertes siebtes Zahnrad (62),

b) eine vierte Kupplung (64-) zur Verbindung des siebten Zahnrades mit der Ausgangswelle und

c) ein auf der ersten Hohlwelle festgemachtes achtes

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Zahnrad (68), das mit dem siebten Zahnrad dauernd kämmt.

7. Mehrgangsgetriebe, bei dem eine Reihe von Zahnrädern, Wellen und Kupplungen verbindbar sind, gekennzeichnet

a) durch eine Eingangswelle (14),

b) durch ein auf der Eingangswelle festgemachtes erstes Zahnrad (34),

c) durch eine erste Welle (20), die mit der Eingangswelle in einer gemeinsamen Ebene liegt und gegenüber der Eingangswelle in beiden Eichtungen drehbar ist,

d) durch ein auf der ersten Welle drehbar gelagertes zweites Zahnrad (36), das mit dem ersten Zahnrad kraftschlüssig verbunden ist,

e) durch eine Zapfwelle (18), die mit der Eingangswelle fluchtet und kraftschlüssig verbunden ist,

f) durch eine erste Hohlwelle (22), konzentrisch zur Zapfwelle und gegenüber der Eingangswelle in beiden Eichtungen drehbar,

g) durch eine erste Kupplung (38) zur Verbindung mit der Eingangswelle mit der ersten Hohlwelle,

h) durch eine zweite Kupplung (50) zur Verbindung des zweiten Zahnrades mit der ersten Welle,

i) durch ein auf der ersten Hohlwelle festgemachtes drittes Zahnrad (52),

j) durch ein auf der ersten Welle festgemachtes viertes

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Zahnrad (54-)₅ das mit dem dritten Zahnrad dauernd kämmt,

k) durch eine mit der ersten Welle axial fluchtende Ausgangswelle (16),

1) durch eine dritte Kupplung (58) zur Verbindung
der ersten Welle mit der Ausgangswelle,

m) durch ein auf der Ausgangswelle drehbar gelagertes fünftes Zahnrad (62),

n) durch eine vierte Kupplung (64·) zur Verbindung des fünften Zahnrades mit der Ausgangswelle,

o) durch ein auf der ersten Hohlwelle festgemachtes sechstes Zahnrad (68), das mit dem fünften Zahnrad dauernd kämmt,

p) durch eine zweite Hohlwelle (24), konzentrisch zur Zapfwelle und axial mit der ersten Hohlwelle ausgerichtet ,

q) durch, eine fünfte Kupplung (72) zur Verbindung der ersten Hohlwelle mit der zweiten Hohlwelle,

r) durch ein auf der zweiten Hohlwelle festgemachtes siebtes Zahnrad (70) und

s) durch ein auf der Ausgangswelle festgemachtes achtes Zahnrad (66), das mit dem siebten Zahnrad
dauernd kämmt.

8. Getriebe nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die erste Welle (20) als Gegenwelle ausgeführt und mit der Eingangswelle vertikal ausgerichtet ist.

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9. Getriebe nach Anspruch 7₅ dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Wellen (14-, 16, 18, 20, 22, 24) in einer gemeinsamen Ebene liegen_o

Patentanwälte DIpI.-ing. E. Dipl.-Ing. K. Schieschke

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