DE2639000A1

DE2639000A1 - Mechanisches mehrganggetriebe fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE2639000A1
Application number: DE19762639000
Authority: DE
Inventors: Robert William Wolfe
Original assignee: Clark Equipment Co
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1975-09-05
Filing date: 1976-08-30
Publication date: 1977-03-17
Also published as: CA1040889A; JPS6116442Y2; US4000662A; BR7605855A; DE2639000C2; GB1533625A; JPS60112741U; JPS5232457A

Description

Patentanwälte

Dipl.-mg. Π. ?-def
Dlpi.-lng. K. Sehieschke
2n4Q£i:s'-.- -&■ ;ße34

Clark Equipment Company, Buchanan, Michigan/USA

Mechanisches Mehrganggetriebe für Fahrzeuge

Die Erfindung betrifft mechanische Kraftübertragungen mit mehreren Eingangs- und Ausgangszahnrädern, die sich besonders für Straßenfahrzeuge wie Lastkraftwagen und Zugmaschinen eignen.

Mit der Abnahme der Energievorräte, bei steigenden Kraftstoff kost en, muß der Wirkungsgrad von Fahrzeugen, insbesondere von industriell und gewerblich genutzten Fahrzeugen, insbesondere Lastkraftwagen, unbedingt erhöht werden. Ein Weg zur Erreichung dieses Zieles ist das schaltbare Mehrganggetriebe mit mehreren Eingangs- und Ausgangszahnrädern, so daß man eine große Anzahl von Getriebeübersetzungen erhält und immer das günstigste Drehmoment der

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Antrieb skr aft mas chine voll ausnutzen kann.

Solche Getriebe sollen mit einer minimalen Anzahl von Bauteilen auskommen, das heißt Zahnrädern, Wellen und Kupplungen, wodurch nicht nur der komplizierte Aufbau verringert, sondern auch die Zuverlässigkeit erhöht wird. Außerdem spart man durch die Verringerung der Anzahl der Bauteile ganz beträchtlich an Raum und Gewicht, was wiederum für den Kraftstoffverbrauch und den Wirkungsgrad von Bedeutung ist.

Derartige Getriebe sollen ebenfalls möglichst wenig Wellen aufweisen, damit man nicht viele durchgehende Bohrungen im Getriebe benötigt, was wiederum die Bearbeitungskosten des Getriebegehäuses herabsetzt.

Bekannte Getriebe mit dreifachen Eingängen, beispielsweise nach der US-Patentschrift 2 316 503 vom 13. April 1943, benötigen doppelte Vorlegewellen und sind dadurch im Aufbau sehr kompliziert.

Das erfindungsgemäße Getriebe vermeidet diese Nachteile. Seine Grundkonstruktion sieht lediglich axial fluchtende Eingangs- und Ausgangswellen und eine einzige, ausgerichtete Vorlegewelle vor. Dadurch weist das Getriebegehäuse nur zwei durchgehende Bohrungen auf, eine für die Ein- und

Vo.rlege—bzw. Ausgangswellen und die zxveite für die/Gegenwelle· Erste, zweite und dritte EingangsZahnräder sind auf der Eingangswelle festgemacht bzw. auf der Eingangswelle oder der Ausgangswelle drehbar gelagert. Es wird mit ersten, zweiten und dritten Vorlegewellenzahnrädern gearbeitet, wobei das erste, angetriebene Vorlegewellenzahnrad auf der Vorlegewelle drehbar gelagert ist und das zweite sowie das dritte angetriebene Vorlegewellenzahnrad auf der Vorlegewelle

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festgemacht sind, so daß diese Voriegewellenzahnräder mit je einem der Eingangszahnräder dauernd in Eingriff stehen. Ein solches Getriebe weist außerdem mindestens ein Ausgangswellenzahnrad auf, einschließlich des dritten Eingangszahnrades, auf der Ausgangswelle drehbar gelagert. Ferner ist mindestens ein antreibendes Vorlegewellenzahnrad einschließlich des dritten, angetriebenen Vorlegezahnrades auf der Vorlegewelle festgemacht und steht in konstantem Eingriff mit einem Ausgangswellenzahnrad. Kupplungen dienen zur Antriebsverbindung des Ausgsngswellenzahnrades mit der Ausgangswelle, dem ersten, zweiten und dritten Eingangszahnrad, wobei unterschiedliche Wälzkreisdurchmesser drei verschiedene tjbersetzungseingänge der Vorlegewelle ergeben. Zwei wesentliche Merkmale der Erfindung sind somit die Verwendung von dreifachen Eingängen für eine einzige Vorlegewelle und des dritten Einganges als einen der Vorwärtsausgänge_o

Zur Rückwärtsfahrt ist parallel zur Ausgangswelle eine Rückwärtswelle vorhanden. Auf der Rückwärtswelle sind ein erstes und ein zweites Zahnrad festgemacht, wobei das erste Zahnrad mit dem antreibenden Vorlegewellenzahnrad dauernd in Eingriff steht. Auf der Ausgangswelle ist ferner ein Rückwärtsausgangswellenzahnrad drehbar gelagert, das mit dem zweiten Rückwärtswellenzahnrad dauernd in Eingriff steht. Die bereits erwähnten Kupplungen enthalten Maßnahmen zur Antriebsverbindung des Rückwärtsausgangswellenzahnrades mit der Ausgangswelle.

Die beiden Getriebeformen arbeiten mit drei Vorwärtsausgängen, so daß sich abhängig von der Anzahl der Vorwärtsausgänge jeweils neun Vorwärtsgeschwindigkeiten ergeben_o Es können aber auch nur drei Vorwärtsgeschwindigkeiten

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vorhanden sein, wobei die Anzahl der Vorwärtsgeschwindigkeiten für jeden zusätzlichen Vorwärtsausgang auf das Dreifache steigt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung befinden sich sämtliche Zahnräder und Kupplungen innerhalb des Getriebegehäuses. Bei einer anderen Ausführungsform des Getriebes befinden sich im Gehäuse nicht das erste Eingangszahnrad und das erste angetriebene Vorlegezahnrad und eine Kupplung. Die Anordnung sämtlicher GetriebeZahnräder und Kupplungen im Hauptgetriebegehäuse ist zwar vorteilhaft, doch ist bei größeren Getrieben eine möglichst kurze Strecke zwischen den Vorlegewellenlagern wesentlich, was sich durch ein getrenntes vorderes Gehäuse erreichen läßt, das das erste angetriebene Vorlegewellenzahnrad enthält. Je nach den Festigkeits- und Montageanforderungen wird mit integrierten oder getrennten Eingangshohlwellenverlängerungen gearbeitete

Zur ausführlicheren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen. Darin zeigt:

Pig_o 1 einen vereinfachten, entwickelten Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine Vorderansicht der Ausführungsform nach

Fig. 3 eine rückwärtige Ansicht der Ausführungsform nach Fig. 1, wobei Fig. 2 und 3 die tatsächliche Lage der verschiedenen Vellen wiedergeben,

Fig. 4- eine vereinfachte Draufsicht auf die

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Ausführungsform nach Figo 1,

Fig. 5 einen vertikalen Schnitt entlang der Linie 5-5 in Figo 4,

Fig. 6 einen teilweise abgewickelten Längsschnitt durch eine modifizierte Ausführungsform nach Fig. 1,

Fig. 7 eine zum Teil geschnittene Vorderansicht des Getriebes nach Fig. 6 und

Fig. 8 ein Diagramm zur Darstellung des Kraftverlaufes "bei den Vorwärts- und Rückwärts geschwindigkeit en der Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 7·

Man erkennt in der Zeichnung ein Getriebe 10 mit mehreren Eingängen mit einem Gehäuse 12, einer auf Lagern 16 in der Gehäusevorderwand 13 drehbar gelagerten Eingangswelle 14, einer Ausgangswelle 18, die mit der Eingangswelle 14 axial fluchtet und die am einen Ende in einem Lager 20 auf der Innenseite 24 eines EingangswellenrohrStückes 22 und am anderen Ende im Lager 28 des Gehäuses 12 drehbar gelagert ist, und einer Vorlegewelle 30, parallel zur Ausgangswelle 18 und gegen diese vertikal versetzt, wobei die Vorlegewelle 30 in Lagern 32 und 33 im Gehäuse 12 drehbar gelagert ist. Eine zur Vorlegewelle 30 parallele Blindwelle ist in WandvorSprüngen 36 festgehalten, die mit dem Gehäuse 12 aus einem Stück bestehen bzw. daran befestigt sind. Figo 3 zeigt die tatsächliche Lage der Welle 34.

Die Welle 14 trägt am inneren Ende des Lagers 16 ein daran befestigtes Zahnrad 40, das dauernd in ein Zahnrad 42 greift, das auf Nadel- oder Rollenlagern auf der

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Vorlegewelle 30 am vorderen Lager 32 drehbar gelagert ist. Eine konventionelle Klauenkupplung 44 mit einer ebenfalls bekannten Kupplungssperre, die ein Heraus springen eines Zahnrades verhindert, befindet sich auf der Nabe des Zahnrades 42 und kann das Zahnrad 42 mit der Vorlegewelle 30 drehbar verbinden_o Figo 1 zeigt diese Klauenkupplung in der neutralen oder Ruhestellung.

An dem Eingangswellenrohr stück 22, am inneren Ende des Zahnrades 40 ist, beispielsweise über Keile 46, ein Ende 50 einer Hohlwelle oder Büchse 48 festgemacht, die die Ausgangswelle 18 in der Nähe des Lagers 20 konzentrisch umgibt, wobei die Hohlwelle oder Büchse 48 eine Verlängerung der Eingangswelle bildet. Das andere Ende 52 der Hohlwelle 48 ist auf der Innenseite auf dem Nadellager der Ausgangswelle 18 drehbar gelagert.

Zwischen den Enden 50 und 52 ist ein Zahnrad 58 auf der Hohlwelle 48 drehbar gelagert und steht in dauerndem Eingriff mit einem weiteren Zahnrad 60, das mit der Vorlegewelle JO fest verbunden ist. Auf der Ausgangswelle 18 am Hohlwellenende 52 ist ein Zahnrad 64 drehbar gelagert, das dauernd in ein Zahnrad 66 greift, das auf der Vorlegewelle 30 festgemacht ist bzw. mit dieser aus einem Stück besteht. Eine weitere, an sich bekannte Klauenkupplung 68, ebenfalls mit einer Kupplungssperre, befindet sich außen an dem Hohlwellenstück 52 zwischen den Zahnrädern 58 und 64 und kann entweder das Zahnrad 58 mit der Hohlwelle 48 oder das Zahnrad 64 mit der Welle 18 verbinden oder die Ruhestellung nach Fig. 1 einnehmen. Aufgabe der Kupplung 68 ist somit die drehbare Verbindung des Zahnrades 58 oder 64 mit der Eingangswelle 14 über die Hohlwelle 48. Die Zahnräder 40, 5& "und 64, deren Wälzkreisdurchmesser in an

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sich "bekannter Weise unterschiedlich gewählt ist, greifen somit dauernd in die Zahnräder 42, 60 "bzw_o 66, so daß die Kupplungen 44 und 68 drei getrennte Eingänge für die Vorlegewelle 30 bilden. Man kann deshalb den bis hierher erläuterten Teil des Getriebes 10 als "Eingangsteil" bezeichnen,,

Auf der Ausgangswelle 18 sind ebenfalls auf Nadellagern die Zahnräder 70, 72 und 74· drehbar gelagert, deren Wälzkreisdurchmesser wieder auf bekannte Weise voneinander abweicht und wobei die Zahnräder 70 und 74· in konstantem Eingriff stehen, während die Zahnräder 76 und 78 mit der Vorlegewelle 30 aus einem Stück bestehen oder an ihr festgemacht sindo Das Zahnrad 76, das in axialer Richtung länger ist als das Zahnrad 70, greift ebenfalls in ein Zahnrad 82, das auf der rohrförmigen Rückwärtszwischenwelle 80 festgemacht ist, die über Nadellager auf der Blindwelle 34 drehbar gelagert ist· Das Zahnrad 72 greift dauernd in ein Zahnrad 84-, das auf der Welle 80 festgemacht ist.

Eine konventionelle Klauenkupplung 88 mit einer Kupplungssperre und einer bekannten Synchroneingriffsvorrichtung 90 befindet sich auf der Ausgangswelle 80 zwischen den Zahnrädern 64 und 70 und dient zur Verbindung eines der Zahnräder mit der Welle 18. In Fig. 1 ist sie in der neutralen Ruhestellung gezeigt. Eine ähnliche Klauenkupplung 92 mit einer Kupplungssperre und einer bekannten Synchroneingriff svorrichtung 64- befindet sich auf der Ausgangswelle 18 zwischen den Zahnrädern 72 und 74- und verbindet eines dieser Zahnräder mit der Welle 18. In Fig. 1 ist sie ebenfalls in der neutralen Ruhestellung gezeigt_o Die Zahnräder 64-, 70, 72 und 74· bilden zusammen mit den Zahnrädern 66, 76, 82, 84 und 78 den "Ausgangsteil" des Getriebes 10. Die Zahnräder 64 und 66 arbeiten sowohl als Eingangs- als auch

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als Ausgangszahnräder.

Die Schalteinrichtung für die Kraftverzweigung durch das Getriebe enthält vier Schaltschienen oder Wählstangen 102, 104, 106 und 108 gemäß Fig. 2, 3 und 4. Diese vier parallel und "benachbart angeordneten Wählstangen besitzen eine nicht gezeigte Verriegelung. Gemäß Fig. 1 und 2 trägt die Schaltschiene 102 einen Mitnehmer 110, der drehbar mit einer Schaltgabel 112 verbunden ist, die wiederum mit dem Gehäuse bei 114 drehbar verbunden ist. Die Schaltgabel 112 dient zur Betätigung der Kupplung 44 auf die oben beschriebene Weise. Die Schaltschienen 104, 106 und 108 tragen entsprechende Wähl- oder Schaltgabeln 118, 120 bzw. 122, die die Kupplungen 68, 88 bzw. 92 betätigen,, Die Schaltschienen 102, 104, 106 und 108 können von Hand oder über druckmittelbetätigte Zylinder betätigt werden.

Die Ausführungsform nach Fig. 1 besitzt neun Vorwärtsgeschwindigkeiten und drei Eückwärtsgeschwindigkeiten_o Das Diagramm nach Figo 8 zeigt die verschiedenen Kraftverzweigungen im Getriebe 10 bei jeder Torwarts- und Bückwärtsgeschwindigkeit. Wie Fig. 1 und 8 zeigen, besitzt das Getriebe 10 einen ersten Eingang über die konstant greifenden Zahnräder 40 und 42, wobei letzteres über die Kupplung 44 mit der Vorlegewelle 30 kuppelbar ist und wobei die Voriegewelle 30 sich entgegengesetzt zur Eingangswelle 14 dreht. Einen zweiten Eingang bilden die konstant ineinandergreifenden Zahnräder 58 und 60, wobei das erstere über die Kupplung 68 mit der Eingangshohlwelle 48 kuppelbar ist, so daß sich die Vorlegewelle 30 entgegengesetzt zur Eingangswelle 14 dreht. Einen weiteren, dritten Eingang bilden die konstant ineinandergreifenden Zahnräder 64 und 66, wobei das erstere über die Kupplung 68 mit der

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Eingangshohlwelle 48 kuppelbar ist, wobei sich die Vorlegewelle 30 ebenfalls entgegengesetzt zur Eingangswelle 14 dreht_o

Einen ersten Ausgang des Getriebes 10 bilden die konstant ineinandergreifenden Zahnräder 78 und 74, wobei letzteres über die Kupplung 92 mit der Ausgangswelle 18 kuppelbar ist, die sich dann entgegengesetzt zur Vorlegewelle $0 dreht ο Einen zweiten Ausgang bilden die konstant ineinandergreifenden Zahnräder76 und 70, wobei letzteres über die Kupplung 88 mit der Ausgangswelle 18 kuppelbar ist, die sich dann entgegengesetzt zur Vorlegewelle 30 dreht. Den dritten Ausgang bilden die konstant ineinandergreifenden Zahnräder 66 und 64, wobei das letztere über die Kupplung 88 mit der Ausgangswelle 18 kuppelbar ist, die sich dann entgegengesetzt zur Vorlegewelle 30 dreht.

Einen Rückwärtsausgang bilden die dauernd ineinandergreifenden Zahnräder 84 und 72» wobei letzteres über die Kupplung 92 mit der Ausgangswelle 18 kuppelbar ist, die sich dann in der gleichen Richtung wie die Vorlegewelle 30 und entgegengesetzt zur Eingangswelle 14 dreht.

Eine Betrachtung von Figo 8 zeigt, daß man durch Verwendung des ersten Einganges (40, 42) und des ersten Ausganges (78, 74) eine erste Vorwärtsgeschwindigkeit erhalte Die Benutzung des ersten Einganges und des zweiten oder dritten Ausganges (76, 70 bzw_o 66, 64) liefert eine zweite oder dritte Vorwärtsgeschwindigkeit₀ Der dritte Eingang (64, 66) ergibt zusammen mit dem ersten Ausgang eine vierte Vorwärtsgeschwindigkeit, während der vierte Eingang (58, 60) mit dem ersten Ausgang eine fünfte Vorwärtsgeschwindigkeit lieferte Der dritte Eingang bildet zusammen

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mit dem zweiten Ausgang eine sechste Vorwärtsgeschwindigkeit und der zweite Eingang ergibt zusammen mit dem zweiten Ausgang eine siebte Vorwärtsgeschwindigkeit. Der dritte Eingang, der auch den dritten Ausgang bildet, ergibt durch Verwendung der Kupplung 68 eine achte oder direkte Vorwärtsgeschwindigkeit, wobei eine Seite der Nabe des Zahnrades 64 mit der Eingangshohlwelle 48 gekuppelt wird, oder durch Verwendung der Kupplung 88, die eine Seite der Wabe des Zahnrades 64 mit der Ausgangswelle 18 kuppelt. Eine neunte Vorwärtsgeschwindigkeit erhält man durch Verwendung des zweiten Einganges und des dritten Ausgangeso

Drei Rückwärtsgeschwindigkeiten ergeben sich durch Kuppeln des ersten, zweiten und dritten Einganges mit dem Riickwärtsausgang (84, 72). Diese drei Rückwärtsausgänge sind möglich, müssen aber nicht sämtlich benutzt werden.

Funktion und Aufbau des Getriebes 10 kann man gemäß Fig. auch so erläutern, daß der erste Eingang für die erste, zweite und dritte Vorwärtsgeschwindigkeit benutzt wird, sowie für die erste Rückwärtsgeschwindigkeit. Der zweite Eingang wird für die fünfte, siebte und neunte Geschwindigkeit vorwärts und für die dritte Geschwindigkeit rückwärts verwendet. Der dritte Eingang dient zur vierten, sechsten und achten Vorwärtsgeschwindigkeit und zur zweiten Rückwärtsgeschwindigkeit. Der erste Ausgang wird für die erste, vierte und fünfte Vorwärtsgeschwindigkeit verwendet, während der zweite Ausgang für die zweite, sechste und siebte Vorwärtsgeschwindigkeit verwendet wird. Der dritte Ausgang dient für die dritte, achte und neunte Vorwärt sgeschwindigkeit, während der Rückwärtsausgang für die erste, zweite und dritte Rückwärtsgeschwindigkeit verwendet wirdo

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Da das Getriebe 10 drei Eingänge und drei Ausgänge 'besitzt, muß zum Umschalten von der ersten auf die zweite, von der zweiten auf die dritte, von der vierten auf die fünfte, von der sechsten auf die siebte und von der achten auf die neunte Vorwärtsgeschwindigkeit eine Kupplung gelöst und die andere Kupplung wirksam werden, während beim Schalten von der dritten auf die vierte, von der fünften auf die sechste und von der siebten auf die achte Vorwärt sge schwindigkeit zwei Kupplungen gelöst und zwei andere wirksam werden müssen_o Das Umschalten zwischen der ersten, zweiten und dritten Rückwärtsgeschwindigkeit erfordert das Lösen einer Kupplung und das Wirksamwerden einer anderen Kupplung.

Es sind somit neun Vorwärts- und drei Rückwärtsgeschwindigkeiten vorhanden, bei nur drei Eingängen, drei Vorwärt sausgängen und einem Rückwärtsausgang, wobei der dritte Eingang auch der dritte Vorwärtsausgang ist, was bedeutet, daß die Zahnräder nicht nur mehr als einmal verwendet werden, sondern daß in einem Fall die gleichen Zahnräder sowohl für den Eingang als auch für den Ausgang arbeiten«, Es werden somit neun Vorwärts- und drei Rückwärtsgeschwindigkeiten im Getriebe mit nur fünf Wellen erreicht (Eingangswelle, Ausgangswelle, Vorlegewelle, Blindwelle und Zwischenwelle), mit vier Kupplungen und dreizehn Zahnrädern· Diese relativ kleine Anzahl von Bauteilen ergibt ein leichtes und kompaktes Getriebe mit hohem Wirkungsgrad.

Wie besonders Fig. 3 zeigt, besitzt das Getriebegehäuse zwei gegenüberliegend angeordnete, seitliche Abdeckplatten 124, 126, die am Gehäuse 12 lösbar angeschraubt sind und bei Bedarf den Anschluß äußerer Kraftabnehmer gestatten. (Nach Abnahme der seitlichen Platten 124 und 126

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entsprechen die Gehäuse©ff mangen den US-Vorschriften "SAE Standard Bolt Pattern J 704- a" für seitliche Öffnungen zum Anschluß von Zapfwellen an .Lastkraftwagen.) Each Abnehmen der Abdeckplatte 124- kann man eine Zapfwellen- oder Kraftabnahmeeinheit anbauen, die mit einem Zahnrad mit dem Zwischenwellenzahnrad 82 kämmt, während das Abnehmen der Abdeckplatte 126 den Anbau einer Zapfwelleneinheit gestattet, die mit einem Zahnrad mit dem Vorlegewellenzahnrad 66 kämmt. Da das Getriebe 10 drei Eingänge aufweist, kann auch der Kraftanschluß bzw. die Zapfwelle mit drei Drehzahlen arbeiten.

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine vereinfachte, abgewickelte Iängsansicht einer modifizierten Ausführungsform nach Fig. 1o Das Getriebe 130 nach Figo 6, das ebenfalls mehrere Eingänge aufweist, stimmt weitgehend mit demjenigen nach Fig. 1 überein, so daß für gleiche Teile gleiche Bezugsziffern verwendet werden.

Das Getriebe I30 enthält ebenso wie das Getriebe 10 ein Gehäuse 12 und zusätzlich dazu einen abnehmbaren, vorderen Gehäuseabschnitt 132, durch den die Eingangswelle 14- in das Gehäuse 12 führt, die im Lager 16 in der vorderen Gehäusewand 13 gelagert ist. Im Gegensatz zur Ausführungsform nach Fig. 1, in der das Eingangswellenzahnrad 40 am inneren Ende des Lagers 16, das heißt vollständig im Gehäuse 12, liegt, befindet sich das Zahnrad 40 des Getriebes 130 am äußeren Ende des Lagers 16, das heißt außerhalb des Gehäuses 12 im Eaum 134- zwischen der vorderen Gehäusewand 13 und dem abnehmbaren Vorderteil 132. Infolge dessen befindet sich, ebenfalls abweichend vom Getriebe 10, das Lager 16 im Getriebe I30 zwischen den Zahnrädern 40 und 580 Der vordere Abschnitt der Vorlegewelle 30 ist noch im

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Lager 32 in der vorderen Gehäusewand 13 gelagert, während das Lager 32 zwischen den Zahnrädern 42 und 60 angeordnet ist, so daß das Zahnrad 4-2 und eine Kupplung 136 in dem Raum 134 liegeno Die Kupplung 136, eine an sich bekannte Klauenkupplung mit Kupplungssperre, befindet sich auf der Vorlegewelle 30 (und nicht auf der Nabe des Zahnrades 42 wie bei dem Getriebe 10 nach Fig. 1) und dient zur Antriebsverbindung zwischen Zahnrad 42 und Vorlegewelle 30. In Fig. 6 befindet sich die Kupplung in ihrer neutralen Ruhestellung. Ebenso wie beim Getriebe 10 nach Fig. 1 sind außerdem die Zahnräder 60 und 66 an der Vorlegewelle 30 festgemacht bzw. bestehen mit ihr aus einem Stück.

Während ferner das Getriebe 10 eine getrennte Hohlwelle oder Büchse 48 aufweist, die beispielsweise durch Keile daran befestigt ist, besitzt die Eingangswelle 14 des Getriebes 130 eine rohrförmige Nabe oder einen integrierten Büchsen- bzw_o Hohlwellenabschnitt 140, der die Ausgangswelle 18 in der Nähe des Lagers 20 konzentrisch umgibt _o Das Zahnrad 58, das auf dem Hohlwellenabschnitt 140 drehbar gelagert ist, kämmt dauernd mit dem Vorlegewellenzahnrad 60. Auf der Ausgangswelle 18 in der Nähe des äußeren Endes 142 des Hohlwellenabschnittes ist das Zahnrad 64 drehbar gelagert, das dauernd mit dem Vorlegewellenzahnrad 66 kämmt. Ebenso wie beim Getriebe 10 enthält die an sich bekannte Klauenkupplung 68 eine Kupplungssperre und befindet sich außen am äußeren Abschnitt 142 der Hohlwelle zwischen den Zahnrädern 58 und 64 und dient zur Verbindung des Zahnrades 58 mit dem Hohlwellenabschnitt 140 der Eingangswelle oder zur Verbindung des Zahnrades 64 mit der Welle 18. In Fig. 6 befindet sich die Kupplung in ihrer Ruhestellung. Aufgabe der Kupplung 68 ist somit die Verbindung der Zahnräder 58 und 64 über den Hohlwellen-

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abschnitt 14Ό mit der Eingangsvrelle 14-_o Die Zahnräder 40, 58 und 64-, deren Wälzkreisdurchmesser wieder voneinander abweicht, kämmen dauernd mit den Zahnrädern 4-2, 60 t>zw_o 66, so daß die Kupplungen 136 und 68 der einzigen Vorlegewelle 30 drei getrennte Eingänge vermitteln_o Der beschriebene Abschnitt des Getriebes 130 kann als "Eingangsabschnitt" bezeichnet werden, während der äußere Abschnitt mit dem entsprechenden Abschnitt des bereits beschriebenen Getriebes 10 übereinstimmt.

Die Steuerung oder Schaltung für die Kupplungen 68 und 136 enthält Schalt schienen oder wählstangen 102, 104- (lig. 7). Die Schaltschiene 104- trägt die Schaltgabel 118, die in die Kupplung 68 greift. Die Schaltschiene 102 trägt einen Mitnehmer 110, der mit einem Ende der Schaltgabel 112 drehbar verbunden ist, die wiederum auf einer weiteren * Schiene 14-4- axial verschiebbar ist, die mit dem Gehäuse 12 in Verbindung steht. Die Schienen 102 und 104- können an sich bekannte Sperren oder Verriegelungen aufweisen und von Hand oder durch nicht gezeigte Servoeinrichtungen betätigbar seino

Wenn man voraussetzt, daß der Ausgangsabschnitt des Getriebes 130 mit demjenigen des Getriebes 10 übereinstimmt, so sind neun Vorwärts- und drei Rückwärtsgeschwindigkeiten vorhanden. Die Kraftverzweigung durch das Getriebe I30 ' stimmt im wesentlichen mit derjenigen im Getriebe 10 nach !ig. 8 überein.

Der Hauptunterschied sswischen den Getrieben 10 und I30 besteht darin, daß beim ersteren Getriebe sämtliche Getriebebauteile, mit Ausnahme der vorspringenden Teile von Eingangs- und Ausgangswelle, vollständig im Gehäuse 12 liegen,

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während beim Getriebe I30 der erste Eingang (40, 42) im Raum 134 zwischen Gehäuse 12 und Frontabschnitt 132 liegtο Deshalb befinden sich beim Getriebe I30 das Eingangswellenlager 16 und das vordere Vorlegewellenlager zwischen den Zahnrädern 40, 58 bzw. 42, 60. Während beim Getriebe 10 eine getrennte Hohlwelle 48 verwendet ist, hat das Getriebe I30 eine integrierte Eingangshohlwelle 140· Die Anordnung des vorderen Vorlegewellenlagers 32 im Getriebe"130 zwischen den Zahnrädern 40 und 60 reduziert die nicht gelagerte Spannweite zwischen den Vorlegewellenlagern 32 und 33» so daß die ganze Anordnung robuster wird· Außerdem wird durch die Anordnung des Eingangswellenlagers 16 zwischen den Zahnrädern 40 und 58 auch die Eingangswelle steifer. Das Getriebe 10 hat dagegen den Vorteil, daß sich sämtliche Getriebebauteile in dem Gehäuse 12 befinden. Die Verwendung einer getrennten Hohlwelle 48 erfordert allerdings ein zusätzliches Stützlager 54- zwischen dem Hohlwellenende 52 und der Ausgangswelle 18.

Die Kupplungen 44, 68 und 136 sind als konventionelle Klauenkupplungen ausgeführt. Sie können aber auch bekannte Synchroneingriffsvorrichtungen enthalten, so daß der Getriebeeingangsabschnitt dann vollständig synchronisiert ist. Umgekehrt kann Je nach Verwendung des Getriebes 10 oder 130 der Ausgangsabschnitt bei Bedarf Kupplungen 88 und 92 vorsehen, diekeine Synchroneingriffvorrichtungen 90 bzWo 94 aufweisen,.

Eines der Hauptmerkmale der Erfindung ist somit die Verwendung dreifacher Eingänge an einer einzigen Vorlegewelle, wobei der dritte Eingang als ein Vorwärtsausgang nutzbar ist_o Man erhält sowohl beim Getriebe 10 als auch beim Getriebe I30 drei Vorwärtsgeschwindigkeiten, nämlich

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die dritte, achte und neunte Geschwindigkeit. Jeder zusätzliche Vorwärtsausgang liefert drei weitere Ausgangsgeschwindigkeiten, eine für ^jeden der drei Eingänge· Me Getriebeausführungsform 10 und 130 arbeitet je mit drei Vorwärts ausgängen und sie besitzen somit neun Vorwärtsgeschwindigkeiten. Je nach der Anzahl der Vorwärts aus gänge kann man aber auch mit nur. drei Vorwärtsgeschwindigkeiten arbeiten und diese für Jeden zusätzlichen Vorwärtsausgang um drei erhöhen_o

Aus Fig. 8 folgt, daß die achte Vorwärtsgeschwindigkeit ein direkter Gang ist, während die neunte Vorwärtsgeschwindigkeit einen "Overdrive" darstellt, da das Ausgangszahnrad 64- einen kleineren Wälzkreisdurchmesser als das Eingangszahnrad 58 hat.

Die Getriebe 10 und I30 sind besonders für Straßenfahrzeuge wie Zugmaschinen geeignet, die die meiste Zeit mit oder in der Nähe der maximalen Straßengeschwindigkeit fahren. Für diesen Fall ist der erste Eingang oder das kleine Zahnrad ziemlich weit von den zweiten und dritten Eingängen entfernt, die in der Größe ziemlich angenähert sind, so daß die Ausgangsstufen abgeteilt sind, da bei Straßenfahrzeugen eine große Anzahl am oberen Ende beieinanderliegender Übersetzungsverhältnisse erwünscht ist.

Wie die Fig. 1 und 6 zeigen, haben beide Getriebe 10 und 130, da das zweite Eingangszahnrad 58 einen größeren Wälzkreisdurchmesser hat als das dritte Eingangszahnrad 64, eine Overdrive-Übersetzung oben oder bei der neunten Vorwärtsgeschwindigkeit, in der der zweite Eingang (58, 60) mit dem dritten Ausgang (66, 64-) gekuppelt ist, wobei letzterer auch als dritter Eingang" (64, 66) dient_o Im

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Bedarfsfall kann das Antriebszahnrad 64- des dritten Einganges mit größerem Wälzkreisdurchmesser gewählt werden und die Getriebeübersetzungen können so gewählt werden, daß das obere Zahnrad den direkten Antrieb bewirkt und nicht das in der Nähe des oberen oder achten Zahnrades, wie dies bei den Getrieben 10 und 130 der Fall ist. Man kann somit je nach. Verwendung dieser Getriebe die oberste Vorwärtsübersetzung entweder als direkten Antrieb oder als Overdrive ausführen. Außerdem kann man die Stufen zwischen den Eingängen so wählen, daß man entweder eine große Anzahl von Übersetzungsverhältnissen bei niedriger Geschwindigkeit oder eine große Anzahl von Übersetzungen bei hoher Geschwindigkeit hat, wie sich auch die Stufen geometrisch aufteilen lassen.

Die mehrfache Verwendung der meisten der dreizehn Zahnräder des Getriebes zusammen mit den dreifachen Eingängen und die einzige Vorlegewelle gestatten die Verwendung eines Getriebegehäuses, das nur zwei durchgehende Bohrungen aufweist, eine für die axial fluchtenden Eingangs- und Ausgangswellen und eine andere für die vertikal versetzte Vorlegewelle, Beim Getriebe 10 befinden sich sämtliche Bauteile für neun Vorwärts- und drei Rückwärtsgeschwindigkeiten in einem Standardgehäuse für fünf Vorwärts- und eine Rückwärtsgeschwindigkeit·

Anstelle der in konstantem Eingriff stehenden Zahnräder der Getriebe 10 und I30 kann man auch axial verschiebbare Zahnräder verwenden. Außerdem kann bei zwei konstant kämmenden Zahnrädern ein Zahnrad auf seiner zugehörigen Welle auch drehbar gelagert sein.

PatantanwSn'S

Dlpl.-J.ig. E. Ecter

DIpI.-ing, K, ochieschke

8 München 4i.,Elisa!>w(.^I-istra0e34

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Claims

Patentanwälte

Dipl.-Ing. E. Eder Z O O 3 U U U

Dipl.-lng. K. Schieschke - 18 -

8Müaoien4fl, EIisabethstraße34

Patentansprüche

Λ) Mechanisches Schaltgetriebe mit mehreren Eingängen, gekennzeichnet durch

a) ein Getriebegehäuse (12),

b) eine Eingangswelle (14-) mit einer rohrförmigen Verlängerung (48 oder 14-0),

c) eine Ausgangswelle (18), die mit der Eingangswelle axial fluchtet,

d) eine zur Ausgangswelle parallele Vorlegewelle (30),

e) ein erstes auf der Eingangswelle festgemachtes Eingangszahnrad (40),

f) ein zweites, auf der rohrförmigen Verlängerung drehbar gelagertes Eingangszahnrad

g) ein auf der Ausgangswelle drehbar gelagertes drittes Eingangszahnrad (64),

h) eine Kupplung (68), die entweder das zweite oder das dritte Eingangszahnrad mit der Eingangswelle drehbar verbindet,

i) ein erstes angetriebenes Zahnrad (42), das auf der Vorlegewelle drehbar gelagert ist und dauernd mit dem ersten Eingangszahnrad kämmt,

j) eine Kupplung (44) zur drehbaren Verbindung des ersten angetriebenen Zahnrades mit der Vorlegewelle,

k) ein zweites angetriebenes Zahnrad (60), das auf der

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Torlegewelle festgemacht ist und dauernd mit dem zweiten Eingangszahnrad kämmt,

1) ein drittes angetriebenes Zahnrad (66), das ebenfalls auf der Vorlegewelle festgemacht ist und dauernd mit dem dritten Eingangszahnrad kämmt,

m) mindestens ein auf der Ausgangswelle drehbar gelagertes Ausgangszahnrad (74, 72, 64),

n) mindestens ein Antriebszahnrad (78, 76, 66), das auf der Vorlegewelle festgemacht ist und dauernd mit mindestens einem Ausgangswellenzahnrad kämmt, und

o) mindestens eine Kupplung (88, 92), die mindestens ein Ausgangswellenzahnrad mit der Ausgangswelle drehbar verbindet, wobei durch verschiedene Wälzkreisdurchmesser des ersten, zweiten und dritten Eingangszahnrades drei verschiedene Drehzahlübersetzungsverhältnisse an der Ausgangswelle erreichbar sindο

Getriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

a) eine zu den übrigen Wellen parallele Eückwärtszwischenwelle (80),

b) ein auf der Riickwärtszwischenwelle festgemachtes erstes Zahnrad (82), das dauernd mit mindestens einem Antriebszahnrad kämmt,

c) ein auf der Riickwärtszwischenwelle festgemachtes zweites Zahnrad (84-),

d) ein Eückwärtsausgangswellenzahnrad (72), das auf

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der Ausgangswelle drehbar gelagert ist?, und das dauernd mit dem zweiten Rückwärtszwischenzahnrad kämmt und

e) eine erste Kupplung (92), die die mindestens eine Kupplung bildet, das Rückwärtsausgangswellenzahnrad mit der Ausgangswelle drehbar verbindet.

3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

a) daß als mindestens vorhandenes Ausgangswellenzahnrad ein erstes Ausgangswellenzahnrad (74·) soif der Ausgangswelle drehbar gelagert ist,

b) daß als mindestens vorhandene Kupplung die erste Kupplung (92) vorgesehen ist, die alternativ auch eine drehbare Verbindung von erstem Ausgangswellenzahnrad und der Ausgangswelle herstellt, und

c) daß das mindestens vorhandene eine Antriebszahnrad das erste Antriebszahnrad (78) bildet, das auf der Vorlegewelle festgemacht ist und dauernd mit dem ersten Ausgangswellenzahnrad kämmt.

4. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

a) daß als mindestens ein Ausgangswellenzahnrad ein zweites Ausgangswellenzahnrad (70) vorgesehen ist, das auf der Ausgangswelle drehbar gelagert ist,

b) daß als mindestens eine Kupplung eine zweite Kupplung (88) vorhanden ist, die das zweite Ausgangswellenzahnrad drehbar mit der Ausgangswelle verbindet , und

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c) daß als mindestens ein Antriebszahnrad ein zweites Antriebszahnrad (76) auf der Vorlegewelle festgemacht ist und dauernd mit dem zweiten Ausgangswellenzahnrad kämmt ο

5· Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

a) daß das mindestens eine Ausgangswellenzahnrad das dritte Eingangszahnrad (64) ist, das auch als drittes Ausgangswellenzahnrad arbeitet,

b) daß die mindestens eine Kupplung die zweite Kupplung (88) ist, die auch zur Verbindung des dritten Ausgangswellenzahnrades mit der Ausgangswelle dient, und

e) daß das mindestens eine Antriebszahnrad das dritte angetriebene Zahnrad (66) ist, das auch als drittes Antriebszahnrad dient.

6. Getriebe nach Anspruch 5j wobei der Wälzkreisdurchmesser der Zahnräder so gewählt ist, daß

a) das erste Eingangszahnrad (40) für die erste, zweite und dritte Vorwärtsgeschwindigkeit,

b) das zweite Eingangszahnrad (58) für die fünfte, siebte und neunte Vorwärtsgeschwindigkeit,

c) das dritte Eingangszahnrad (64) für die vierte, sechste und achte Vorwärtsgeschwindigkeit,

d) das erste Vorwärtsausgangszahnrad (74) für die erste, vierte und fünfte Geschwindigkeit,

e) das zweite Vorwärtsausgangszahnrad (70) für die

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zweite, sechste und siebte Geschwindigkeit -und

f) das dritte Vorwärtsausgangszahnrad (64) für die dritte, achte und neunte Geschwindigkeit

verwendbar ist_o

7. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebegehäuse (12) nur zwei durchgehende Gehäusebohrungen aufweist, eine für die axial fluchtenden Eingangs- und Ausgangswellen und eine für die dazu parallele Vorlegewelleo

8. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende (50) der rohrförmigen Eingangswellenverlängerung (48) mit der Eingangswelle drehbar verbunden ist und daß das andere Ende (52) auf der Ausgangswelle gelagert ist.

9. Getriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangswelle über ein Lager (16) in der vorderen Wand (13) des Getriebegehäuses drehbar gelagert ist, das sich vor dem ersten Eingangszahnrad befindet.

10. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Eingangswellenverlängerung (140) und die Eingangswelle aus einem Stück bestehen und daß die Eingangswelle nur durch ein einziges Lager (16) in der vorderen Wand (13) des Getriebegehäuses drehbar gelagert ist, wobei sich dieses Lager zwischen dem ersten und zweiten Eingangszahnrad befindet.

11. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Wellen, Zahnräder und Kupplungen mit Ausnahme

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der vorspringenden, äußeren Teile der Eingangs- und Ausgangswellen vollständig im Getriebegehäuse angeordnet sind.

12. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkreisdurchmesser des zweiten und dritten Eingangszahnrades (58 bzw. 64) und des zweiten und dritten angetriebenen Zahnrades (60 bzw. 66) so gewählt sind, daß diese vier Zahnräder einen Overdrive bilden.

13« Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) eine lösbare, seitliche Abdeckplatte (126) besitzt, nach deren Abnahme eine äußere Zapfwelle oder Kraftabnahme mit einem angetriebenen Zahnrad mit dem dritten angetriebenen Zahnrad (66) in Eingriff bringbar ist_o

14o Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebegehäuse (12) eine abnehmbare, seitliche Abdeckplatte (124) besitzt, nach deren Abnahme eine äußere Zapfwelle oder Kraftabnähme mit einem angetriebenen Zahnrad mit dem ersten Zahnrad (82) in Eingriff bringbar ist, das auf der Rückwärtszwischenwelle festgemacht ist.

15. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Kupplung, die mindestens ein Ausgangswellenzahnrad mit der Ausgangswelle verbindet, eine Synchroneingriffsvorrichtung (90 oder 94) aufweist.

Patentan A

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8 München 4

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