DE2639000C2

DE2639000C2 - Zahnräderwechselgetriebe in Gruppenbauweise

Info

Publication number: DE2639000C2
Application number: DE2639000A
Authority: DE
Inventors: Robert William Jackson Mich. Wolfe
Original assignee: Clark Equipment Co
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1975-09-05
Filing date: 1976-08-30
Publication date: 1985-07-18
Also published as: US4000662A; GB1533625A; JPS6116442Y2; JPS60112741U; CA1040889A; JPS5232457A; DE2639000A1; BR7605855A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnrädcrwechselgetriebe in Gruppenbauweise mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff vom Patentanspruch.

Aus der GB-PS 8 99 349 ist bereits ein derartiges Zahnräderwechselgetriebe bekannt, welches infolge seines Aufbaues sechs Vorwärtsgänge und zwei Rückwärtsgänge ermöglicht. Die entsprechenden Zahnradsätze sind hierbei in zwei Gehäusekammern zwischen drei Wandabschnitten angeordnet.

Hierbei wird als Antrieb stets die entsprechend gestaltete Abtriebswelle benutzt. Damit ist der Anwendungsbereich vorgegeben.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Zahnräderwechselgetriebe nach der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei einfachem Aufbau eine erweiterte Anwendungsmöglichkeit gegeben ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichenden Merkmale des Anspruchs gelöst. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß auf einfache Weise ein erweiterter Anwendungsbereich gegeben ist: Durch die beiden einander gegenüberliegend angeordneten seitlichen Abdeckplatten, welche am Gehäuse lösbar angeschraubt sind, ergibt sich ein erweiterter Anwendungsbereich dieses Zahnräderwechselgetriebes, da bei Bedarf der Anschluß weiterer Kraftabnehmer auf einfache Weise möglich ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiclcn näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

l-'ig. 1 einen Längsschnitt durch ein Zahnriidcrweehsclgetriebc;

F i g. 2 eine Rückansicht des Zahnräderwechselgctrie-

bes nach F i g. 1;

Fig.3 einen gebrochenen Längsschnitt durch eine modifizierte Ausführungsfornn des Zahnräderwechselgetriebes;

Fig.4 ein Diagramm zur Darstellung des Kraftverlaufcs bei Vorwärts- und Rückwärtslauf der Bauform nach F i g. L

Man erkennt in der Zeichung in Fig. I ein Getriebe 10 mit einem Gehäuse 12. eimer auf Lagern 16 in der

ίο Gehäusevorderwand 13 drehbar gelagerten Eingangswellc 14. einer Ausgangswcllc 18, die mit der Eingangswclle 14 axial fluchtet und die am einen Ende in einem l-agcr 20 auf der Innenseite 24 eines Eingangswellcnrohrslückes 22 und am anderen Ende im Lager 28 des

is Gehäuses 12 drehbar gelagert ist. Weiterhin ist (Vorlcgewellc) Vorgclcgcwclle 30 vorgesehen, parallel zur Ausgangswcllc 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 paral ieie Zwischenradweiie (Biindweiie) 34 ist in Wandvor- sprüngen 36 gehalten, die mit dem Gehäuse 12 aus einem Stück bestehen bzw. daran befestigt sind. F i g. 2 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 Voriegewelle 30 am vorderen Lager 32 drehbar gelagert ist. Eine konventionelle Klauenkupplung 44 mit einer ebenfalls bekannten Kupplungssperre, die ein Her- ausspringen eines Zahnrades verhindert, befindet sich auf der Nabe des Zahnrades 42 und kann das Zahnrad 42 mit der Vorlegcwclle 30 drehbar verbinden. Fig. 1 zeigt diese Klauenkupplung in Ruhestellung.

An dem Eingangswellenrohrstück 22, am Ende des

Zahnrades 40 ist beispielsweise über Keile 46, ein Ende 50 einer Hohlwelle oder Büchse 48 festgemacht, die die Ausgangswcllc 18 in der Nähe des Lagers 20 konzentrisch umgibt, wobei die Büchse 4o eine Verlängerung der Eingangswclle bildet. Das andere Ende 52 der Hohl-

41) welle 48 ist auf der Innenseite auf einem Nadellager 54 der Ausgangswelle 18 drehbar gelagert

Zwischen den Enden 50 und 52 ist ein Zahnrad 58 auf der Büchse 48 drehbar gelagert und steht in dauerndem Eingriff mit einem weiteren Zahnrad 60. das mit der

Voriegewelle 30 fest verbunden ist.

Auf der Ausgangswelle 18 am Ende 52 ist einZahnrad 64 drehbar gelagert, das dauernd in ein Zahnrad 66 greift, das auf der Voriegewelle 30 festgemacht ist bzw. mit dieser aus einem Stück besteht. Eine weitere, an sich

jo bekannte Klauenkupplung 68, ebenfalls mit einer Kuppiungssperre, befindet sich außen an djm Ende 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 49,58 und 64, deren Wälzkreisdurchmesser unterschiedlich gewählt ist, greifen somit dauernd in die Zahnräder 42,60 bzw. 66, so daß die Kupplungen 44 und 68 drei getrennte Eingänge für die Voriegewelle 30 bilden. Man kann deshalb den bis hierher erläuterten Teil des Getriebes 10 als Eingangslcil bezeichnen

Auf der Ausgangswclle 18 sind ebenfalls auf Nadclla-

h^r> gern Zahnräder 70, 72 und 74 drehbar gelagert, deren Wäl/.krcisdurchmcsser voneinander abweichen. Zahnräder 76 und 78 bestehen mit der Voriegewelle 30 aus einem Stück oder sind an ihr festgemacht. Das Zahnrad

76. das in axialer Richtung länger ist als das mit ihm kämmende Zahnrad 70 greift ebenfalls in ein Zwischenrad 82, das auf der rohrförmigen Rückwärtsxwischenwcllc 80 festgemacht ist, die über Nadellager auf der Blindwellc 34 drehbar gelagert ist. Das Zahnrad 72 greift dauernd in ein Zahnrad 84, das auf der Welle 80 festgemacht ist Das Zahnrad 78 kämmt mit dem Zahnrad?*

Eine konventionelle Klauenkupplung 88 mit einer Kupplungssperre und einer Synchroneingriffsvorrichtung 90 befindet sich auf der Ausgangswelle 18 zwischen den Zahnrädern 64 und 70 und dient zur Verbindung eines der Zahnräder mit der Welle i8. In F i g. 1 ist die Kupplung 88 in der Ruhestellung gezeigt Eine ähnliche Klauenkupplung 92 mit einer Kupplungssperre und einer Synchroneingriffsvorrichturvg 94 befindet sich auf der Ausgangswelle 18 zwischen den Zahnrädern 72 und 74 und verbindet eines dieser Zahnräder mit der Welle 18. in F i g. 1 ist die Kupplung 92 ebenfalls in Ruhestellung gezeigt Die Zahnräder 64, 70, 72 und 74 bilden zusammen mit den Zahnrädern 66,76,82,84 und 78 den Ausgangsteil des Getriebes 10. Die Zahnrädern und 66 arbeiten sowohl als Eingangs- als auch als Ausgangszahnräder.

Die Schalteinrichtung für das Getriebe enthält Schaltschienen, z. B. 104,108. Gemäß F i g. 1 trägt eine weitere Schaltschiene einen Mitnehmer 110, der drehbar mit einer Schaltgabel 112 verbunden ist die zur Betätigung der Kupplung 44 dient Die anderen Schaltschienen tragen entsprechende Schaltgabeln 118,120 bzw. 122, die die entsprechenden Kupplungen 68, 88 bzw. 92 betätigen. Die Schaltschienen können von Hand oder über druckmittelbetätigte Zylinder betätigt werden.

Die Ausführungsform nach Fig. 1 besitzt neun Vorwärtsgeschwindigkeiten und drei Rückwärtsgeschwindigkeiten. Das Diagramm nach F i g. 4 zeigt die verschiedenen Kraftverzweigungen im Getriebe 10 bei jeder Vorwärts- und Rückwärtsgeschwindigkeit

Eine Betrachtung von F i g. 4 zeigt daß man durch Verwendung des ersten Einganges (40,42) und des ersten Ausganges (78, 74) eine erste Vorwärtsgeschwindigkeit erhält. Die Benutzung des ersten Einganges und des zweiten oder dritten Ausganges (76,70 bzw. 66,64) liefert eine zweite oder dritte Vorwärtsgeschwindigkeit. Der dritte Eingang 64, 66) ergibt zusammen mit dem ersten Ausgang eine vierte Vorwärtsgeschwindigkeit, während der zweite Eingang (58, 60) mit dem ersten Ausgang eine fünfte Vorwärtsgeschwindigkeit liefert. Der dritte Eingang bilde» zusammen 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 Nabe des Zahnrades 64 mit der Ausgangswelle 18 kuppelt Eine neunte Vorwärtsgeschwindigkeit erhält man durch Verwendung des zweiten Einganges und des dritten Ausganges.

Drei Riickwärlsgeschwindigkciien ergeben sich durch Kuppeln des ersten, /weilen und dritten Einganges mil dem Rückwürisausgiing (84, 72). Diese drei Kiickwärlsausgänge sind möglich, müssen aber nicht sämtlich benul/.l werden.

Wie Fig. 2/.cigi,besil/( das(iciriubcguhau.se 12zwei gegenüberliegend angeordnete, seitliche Abdeckplatte!!

124, 126, die am Gehäuse i2 lösbar angeschraubt sind und bei Bedarf den Anschluß äußerer Kraftabnehmer gestallen.

Nach Abnehmen der Abdeckplatte 124 kann man einc Zapfwellen- oder Kraftabnahmeeinheit anbauen, die über ein Zahnrad mit dem Zwischenrad 82 kämmt während das Abnehmen der Abdeckplatte 126 den Anbau einer Zapfwelleneinheit gestattet, die über ein Zahcrad mit dem Vorlegewellenzahnrad 66 kämmt Da das Getriebe 10 drei Eingänge aufweist kann auch der Kraftanschluß bzw. die Zapfwelle mit drei Drehzahlen arbeiten.

Die F i g. 3 zeigt eine modifizierte Ausführungsform nach F i g. 1, Das Getriebe 130 nach F i g. 3, das ebenfalls mehrere Eingänge aufweist, stimmt weitgehend mit demjenigen nach F i g. 1 überein, so daß für gleiche Teile gleiche Bezugsziffern verwendet werden.

Das Getriebe 130 enthält ebenso wie das Getriebe 10 ein Gehäuse 12 und zusätzlich dazu einen abnehmbaren,

Μ vorderen Gehäuseabschnitt 132, duvuh den die Eingangsweiie i4 in das Gehäuse 12 führt, άκ im Lager iö 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 Raum 134 zwischen der vorderen Gehäuse'-vand 13 und dem abnehmbaren Vorderteil 132. Infolgedessen befin-

jo det sich, ebenfalls abweichend vom Getriebe 10, das Lager 16 im Getriebe 130 zwischen den Zahnrädern 40 und 58. Der vordere Abschnitt der Vorlegewelle 30 ist noch im Lager 32 in der vorderen Gehäusewand 13 gelagert, während das Lage^r 32 zwischen den Zahnrädem 42 und 60 angeordnet ist, so daß das Zahnrad 42 und eine Kupplung 136 in dem Raum 134 liegen. Die Kupplung 136, eine an sich bekannte Klauenkupplung mit Kupplungssperre, befindet sich auf der Vorleg^wel-Ie 30 (und nicht auf der Nabe des Zahnrades 42 wie bei dem Getriebe 10 nach Fig. 1) und dient zur Antriebsvcrbindung zwischen Zahnrad 42 und Vorlegewelle 30. I it Fig. 3 befindet sich die Kupplung in ihrer Ruhestellung. Ebenso wie beim Getriebe 10 nach Fig. I 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 46 daran befestigt ist, besitzt die Eingangswelle 14 des Getriebes 130 eine rohrförmige Nabe oder einen integrierten Büchserv bzw. Hohlwellenabschnitt 140, der die Ausgangswelle 18 in der Nähe des Lagers 20 konzentrisch umgibt Dr.s Zahnrad 58. das auf dem Hohl¥»k!lienabschnitt 140 drehbar gelagert ist, kämmt dauernd mit dem Vorgelegewellenzahnrad 60. Auf der Ausgangswelle 18 in der Nähe des äußeren Prides 142 des Hohlwellenabschnittes ist das Zahnrad 64 drehbar gelagert, das dauernd mit dem Vorgelegewellenzahnrad 66 kämmt Ebenso wie beim Getriebe 10 enthält die Klauenkupplung 68 eine Kupplungssperre und befindet

w) .sich außen am äußeren Ende 142 der Hohlwelle zwischen den Zahnrädern 58 und 64 und dient zur Verbindung des Zahnrades 58 mit dem Hohlweilenabschnitt 140 der liingungswcllc oder zur Verbindung des Zahnrades 64 mil der Welle 18. In Fig. 3 befindet sich die

b.i Kupplung in ihrer Ruhestellung. Aufgabe der Kupplung 68 isl somit die Verbindung der Zahnräder 58 und 64 über den I lohlwellcnabschniu 140 mil der Eingangswcl-Ie 14. Die Zahnräder 40, 58 und 64. deren Wal/kreis-

durchmesser wieder voneinander abweichen, kämmen dauernd mit den /ahnrädern 42, 60 bzw. 66, so ehiß die Kupplungen 136 und 68 der einzigen Vorlcgewellc 30 drei gctrcnnlc Eingänge vermitteln.

Der Hauptunicrschied zwischen den Getrieben 10 ι und 130 besteht darin, daß beim crstcren Gelriebe sämtliche Getriebebauteile, mit Ausnahme der vorspringenden Teile von Eingangs- und Ausgangswelle, vollständig im Gehäuse 12 liegen, während beim Getriebe 130 der erste Eingang (40, 42) im Raum 134 zwischen Gehäuse i< > 12 und Frontabschnitt 132 liegt. Deshalb befinden sich beim Getriebe 130 das Eingangswellenlager 16 und das vordere Vorgelegewcllenlager 32 zwischen den Zahnrädern 40,58 bzw. 42,60. Während beim Getriebe 10 eine getrennte Hohlwelle 48 verwendet ist. hat das Getriebe π 130 eine integrierte Eingangshohlwclle 140. Die Anordnung tips vorderen Vorgclegewellen!agcrs32 im Getriebe 130 zwischen den Zahnrädern 40 und 60 reduziert die nicht gelagerte Spannweite zwischen den Vorgelegewellenlagern 32 und 33, so daß die ganze Anordnung w robuster wird. Außerdem wird durch die Anordnung des Eingangswellenlagers 16 zwischen den Zahnrädern 40 und 58 auch die Eingangswelle steifer. Beim Getriebe 10 befinden sich sämtliche Getriebebauteile in dem Gehäuse 12. Die Verwendung einer getrennten Hohlwelle 48 25 erfordert allerdings ein zusätzliches Stützlager 54 zwischen dem Ende 52 und der Ausgangswelle 18.

Die Getriebe 10 und 130 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.

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 Vorlegcwellc. Beim Getriebe 10 befinden sich sämtliche Bauteile für neun Vorwärts- und drei Rückwärtsgeschwindigkeiten in einem Standardgehäuse für fünf Vorwärts- und eine Rückwärtsgeschwindigkeit.

Ansteile der L" konstantem Eingriff stehenden Zahnräder der Getriebe 10 und 130 kann man auch axial w verschiebbare Zahnräder verwenden. Außerdem kann bei zwei konstant kämmenden Zahnrädern ein Zahnrad auf seiner zugehörigen Welle auch drehbar gelagert sein.

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Zahnräderwechselgetriebe in Gruppenbauweise mit koaxialer Eingangswelle und Ausgangswelle und einer parallelen Vorgelegewelle, die in einem einteiligen Gehäuse gelagert sind, wobei die Eingangswcl-Ie ein erstes festes und ein zweites und die Ausgangswelle ein drittes drehbares und mindestens ein weiteres drehbares Zahnrad tragen, welche mit auf der Vorgelegewelle angeordneten Zahnrädern schaltbarc Zahnradsälze bilden, bei dem der erste, zweite und dritte Zahnradsatz der einen Gruppe und der bzw. die weiteren Zahnradsälze der anderen Gruppe des Zahnräderwcchselgetricbcs einander zugeordnet sind, bei dem die Eingangswclle eine Kupplung zum Verbinden des dritten Zahnrades mit ihr zürn Schalten eines Direktganges trägt und bei dem ein schalibgrer Rückwärtsgang-Zabnradsatz mit einem auf einer Zwischenradwelle angeordneten Zwischenrad vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das nur aus einer Kammer bestehende Gehäuse (12) zwei durchgehende Gehäusebohrungen aufweist, eine für die axial fluchtenden Eingangs- und Ausgangswellcn und eine für die dazu parallele Vorgelegewciie (30), und daß das Gehäuse (12) zwei seitliche Abdeckplatten (126 bzw. 124) besitzt, nach deren Abnahme jeweils eine Zapfwelle über das Zahnrad (66) des dritten Zahnradsatzes (64, 66) bzw. über das Zwischenrad (82) der Zwischenradwelle (34) in Eingriif brinf>ar ist.