DE3012661C2

DE3012661C2 - Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere für Ackerschlepper

Info

Publication number: DE3012661C2
Application number: DE3012661A
Authority: DE
Inventors: Vasile Arthur Dipl.-Ing. 6831 Brühl Benedek; Volker Dietmar Dipl.-Ing. 6800 Mannheim Hückler; Gordon LeRoy Jesup Ia. Marquart; Peter Donald Cedar Falls Ia. Wetrich
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 1979-04-04
Filing date: 1980-04-01
Publication date: 1987-02-19
Also published as: FR2453330A1; IT1143128B; IT8048330A0; GB2087809A; GB2046853B; ES8103312A1; DE3012661A1; CA1137334A; US4318305A; GB2087809B; FR2453330B1; JPS55135254A; MX150593A; BR8002095A; ES490233A0; GB2087993A; AU5704480A; GB2046853A; AU527192B2; GB2087993B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere für Ackerschlepper, mit einer Eingangs-, einer Ausgangs- und einer Zwischenwelle, bei dem die Ausgangs- und die Zwischenwelle direkt miteinander kuppelbar sind, die Ausgangswelle ein Zahnrad und die Eingangswelle mindestens zwei Zahnräder aufnehmen, und bei dem die Zwischenwelle mindestens zwei Zahnräder drehfest aufnimmt, die mit den Zahnrädern auf der Eingangswelle kämmen, wobei eines der auf der Eingangswelle angeordneten Zahnräder zusätzlich mit dem Zahnrad auf der Ausgangswelle kämmt und ein Umkehrrad vorgesehen ist.
Mit diesem Getriebe (US-PS 25 06 670) lassen sich vier Vorwärtsgänge schalten und zum Umkehren der Drehrichtung muß auf der Eingangswelle ein weiteres Zahnrad verschiebbar vorgesehen werden, das mit dem Umkehrrad in Eingriff gebracht werden kann, welches ständig mit dem einen auf der Zwischenwelle angeordneten Zahnrad kämmt. Damit lassen sich zwei Rückwärtsgänge schalten. Dieses auf der Eingangswelle vorgesehene zusätzliche Zahnrad kann aber noch in den Kraftfluß für zwei zusätzliche Vorwärtsgänge mit einbezogen werden, wobei sich dann aber trotz des hierzu noch auf der Zwischenwelle erforderlich werdenden dritten Zahnrades die Anzahl der Rückwärtsgänge nicht vergrößern läßt, so daß sich im ganzen gesehen eine nicht unbedingt optimale Zahnradanordnung ergibt.
Die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe wird in einem kompakt zu bauenden Grundgetriebe gesehen.
Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst worden, daß das auf der Eingangswelle angeordnete, mit dem Zahnrad auf der Ausgangswelle kämmende Zahnrad derart ausgebildet ist, daß es mit dem Umkehrrad kämmt, das mit einem weiteren auf der Ausgangswelle drehbar gelagerten Zahnrad im Eingriff steht.
Auf diese Weise ist ein kompaktes Grundgetriebe mit der Möglichkeit geschaffen, entsprechend der Anzahl der auf der Eingangswelle vorgesehenen Zahnräder die Anzahl der Rückwärtsgänge zu vergrößern.
Dadurch, daß das die beiden auf der Ausgangswelle drehbar gelagerten Zahnräder über eine gemeinsame Kupplung wechselseitig mit der Ausgangswelle verbindbar sind, braucht keine zusätzliche Kupplung vorgesehen zu werden.
Zweckmäßig können die weiteren Zahnräder auf der Ausgangswelle an dem der Kuppelstelle der Zwischenwelle mit der Ausgangswelle abgelegenen Ende der Zwischenwelle vorgesehen sein.
In einfacher Weise läßt sich von diesem Getriebe ein weiterer Antrieb, der als Vorderradantrieb genutzt werden kann, dann ableiten, wenn die Ausgangswelle mit einem dritten Zahnrad versehen ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
In der Zeichnung ist eine mit mehreren Drehzahlen über ein vorgeschaltetes, nicht dargestelltes Planetengetriebe antreibbare Eingangswelle mit 64 bezeichnet, deren Ende in verzahntem Eingriff mit dem rechten Ende einer ebenfalls als Eingangswelle 140 bezeichneten Welle steht, so daß deren Achsen zusammenfallen. Die Eingangswelle 140 ist innerhalb des Getriebegehäuses 46 in Rollenlagern 142, 144 und einem Nadellager 145 gelagert. Auf letzteren ist drehbar eine als Doppelzahnrad ausgebildete Welle 146 für langsame Geschwindigkeit und Rückwärtsfahrt angeordnet, die in Lagern 148 und 150 gegenüber dem Gehäuse 46 abgestützt ist, wobei sich zwischen den Lagern 148, 150 ein langgestrecktes Zahnrad 152 mit vierzehn Zähnen und am linken Ende der Welle 146 ein Zahnrad 154 von gegenüber dem Zahnrad 152 größerem Durchmesser mit neunundzwanzig Zähnen befindet. Das Zahnrad 154 ist eines von vier unterschiedlichen Durchmesser aufweisenden Zahnrädern 154, 156, 158 und 160, die konzentrisch um die Eingangswelle 140 in gegenseitigen Abständen und drehbar auf bzw. zu dieser angeordnet sind. Die Zahnräder 156, 158 und 160 besitzen vierundzwantig, neunzehn bzw. fünfzehn Zähne. Alle vier Zahnräder 154, 156, 158 und 160 stehen in ständigem Eingriff mit vier unterschiedlichen Durchmesser aufweisenden Zahnrädern 162, 164, 166 und 168 am äußeren Umfang einer hohl ausgebildeten Zwischenwelle 170, die mittels Lager 174, 176 außen auf einer Ausgangswelle 172 montiert ist. Die Zahnräder 162 bis 168 weisen sechsundzwanzig, neunundzwanzig, dreiunddreißig bzw. sechsunddreißig Zähne auf.
Die Ausgangswelle 172, die aus zwei über Keilnuten miteinander verbundenen Wellenabschnitten im dargestellten Beispiel zusammengesetzt ist, ist innerhalb des Getriebegehäuses 46 durch ein Rollenlager 178 am linken Ende, ein Rollenlager 180 im zentralen Bereich und ein Rollenlager 182 am rechten Ende gelagert.
Jedes der Zahnräder 154, 156 kann mit der Eingangswelle 140 durch eine Synchronisiereinrichtung 184 und jedes der Zahnräder 158 und 160 kann mit der Eingangswelle 140 durch eine weitere Synchronisiereinrichtung 186 gekuppelt werden. Die Synchronisiereinrichtungen 184 und 186 sind gleich ausgebildet und jedes Paar weist einen axial beweglichen Schaltkragen 188 mit mehreren Keilen 190 an dessen Innenfläche auf. Diese sind zwischen einem Satz Keilnuten 192 in der Außenfläche eines Nabenabschnittes 194 verschiebbar, der auf der Außenfläche der Eingangswelle 140 aufgekeilt ist. Jede der beiden Synchronisiereinrichtungen 184 bzw. 186 umfaßt außerdem ein gegenüberliegendes Paar von Blockierringen 196 und 198. Diese weisen mit Keilnuten versehene Umfangsflächen auf und liegen zwischen dem Nabenabschnitt 194 und einem gegenüberliegenden Paar von Antriebskrägen 200 bzw. 202, wobei bei der Synchronisiereinrichtung 184 der Antriebskragen 200 an dem Zahnrad 156 und der Antriebskragen 202 an dem Zahnrad 154 und bei der Synchronisiereinrichtung 186 der Antriebskragen 200an dem Zahnrad 160 und der Antriebskragen 202 an dem Zahnrad 158 montiert ist.
Die Synchronisiereinrichtungen 184 und 186 wirken in bekannter Weise, um eines der zugehörigen Zahnräder 154, 156, 158 und 160 mit der Eingangswelle 140 zu verbinden.
Die Zahnräder 154, 156, 158 und 160, welche die Eingangswelle 140 umgeben, und die Zahnräder 162, 164, 166 und 168 am äußeren Umfang der Zwischenwelle 170 liefern vier in relativ engem Abstand liegende Getriebeverhältnisse oder Drehzahlbereiche zwischen der Eingangswelle 140 und der Zwischenwelle 170, welche synchron ausgewählt werden können. Die vier unterschiedlichen Paare von Zahnrädern werden innerhalb eines niedrigen Bereiches ( Geschwindigkeiten fünf bis acht) verwendet. Die Verwendung hängt ab von der Art und Weise, in der die Zwischenwelle 170 mit der Ausgangswelle 172 verbunden ist.
Der niedrige Bereich (Geschwindigkeiten eins bis vier) wird durch einen Schaltkragen oder eine Kupplung 204 gewählt, deren innere Oberfläche mit Innenverzahnung versehen ist, die mit der verzahnten Außenfläche eines Grundringes 206, der an der Ausgangswelle 172 drehfest vorgesehen ist, im Eingriff steht. Die Kupplung 204 liegt zwischen einem mit niedriger Geschwindigkeit angetriebenen Zahnrad 208 und einem Zahnrad 210 für Rückwärtsfahrt und ist mit diesen in Eingriff zu bringen, wozu beide Zahnräder 208 und 210 jeweils einen Satz von Keilelementen 212 bzw. 214 aufweisen.
Eine axiale Bewegung der Kupplung 204 nach links führt zu einem Eingriff mit den Keilelementen 212, um so das mit niedriger Geschwindigkeit angetriebene Zahnrad 208 mit der Ausgangswelle 172 zu verbinden. Das Zahnrad 208, das im dargestellten Beispiel dreiundvierzig Zähne aufweist, steht in Eingriff mit dem langgestreckten Zahnrad 152, das außen auf der Welle 146 vorgesehen ist, die mit der Zwischenwelle 170 über das Zahnrad 154 und das Zahnrad 162 ständig verbunden ist. Der Antrieb der Zwischenwelle 170 durch eines der drei Zahnräder 160, 158 oder 156, die durch eine der Synchronisiereinrichtungen mit der Eingangswelle 140 verbindbar sind, führt zu einem Antrieb der Ausgangswelle 172 über die Welle 146 und das Zahnrad 208. Die Synchronisiereinrichtung 184 kann auch dazu verwendet werden, um die Welle 146 und das zugehörige Zahnrad 154 direkt mit der Eingangswelle 140 zu kuppeln. Die Kupplung 204 schaltet einen bestimmten unteren Betriebsbereich über die Zahnräder 160, 158, 156 und 154, welche die Geschwindigkeiten eins bis vier bestimmen.
Die zuletzt genannten Geschwindigkeiten können auch für die umgekehrte Antriebsrichtung durch axiale Bewegung der Kupplung 204 nach rechts zur Wirkung gebracht werden. Dies führt zu einem Eingriff der Kupplung 204 mit den Keilelementen 214 des Zahnrades 210, wodurch das Zahnrad 210 mit der Ausgangswelle 172 verbunden wird. Das Zahnrad 210 , das im Beispiel achtundzwanzig Zähne aufweist, steht mit einem Umkehrrad 216 in Eingriff, das drehbar über Lager 218 auf einer Welle 220 angeordnet ist, die mit dem Getriebegehäuse 46 verbunden ist. Das Umkehrrad 216, das beispielsweise vierundzwanzig Zähne aufweist, steht außerdem mit dem langgestreckten Zahnrad 152 der Welle 146 in Eingriff. Zur Verdeutlichung der Darstellung ist das Umkehrrad 216 in der Zeichnung oberhalb der Eingangswelle 64 dargestellt. Tatsächlich ist das Umkehrrad jedoch seitlich und geringfügig unterhalb der Eingangswelle 64 angeordnet, so daß es mit dem Zahnrad 210 in Eingriff stehen kann.
Wenn die Kupplung 204 nach rechts bewegt wird, um mit dem Zahnrad 210 in Eingriff zu gelangen, ist die Ausgangswelle 172 über das Zahnrad 210, das Umkehrrad 216 und die Zahnräder 154 und 162 mit der Zwischenwelle 170 gekuppelt. Die Auswahl einer von vier unterschiedlichen Geschwindigkeiten für die Zwischenwelle 170 durch eines der Zahnräder 160, 158, 156 und 154 führt zu einem Antrieb der Ausgangswelle 172 in umgekehrter Drehrichtung, infolge des Umkehrrades 216.
Während der niedrige Geschwindigkeitsbereich (Geschwindigkeiten eins bis vier) dadurch erzeugt wird, daß die Zwischenwelle 170mit der Ausgangswelle 172 über die Welle 146 und das Zahnrad 208 gekuppelt wird, erhält man den Hochgeschwindigkeitsbereich ( Geschwindigkeiten fünf bis acht) dadurch, daß die Zwischenwelle 170 direkt mit der Ausgangswelle 172 verbunden wird. Dies wird durch eine Kuppelstelle in Form eines Schaltkragens 222 mit verzahnter Innenfläche ermöglicht, die mit der verzahnten Außenfläche der Zwischenwelle 170 links von dem Zahnrad 168 in Eingriff ist. Eine axiale Bewegung des Schaltkragens 222 nach links führt zu einem Eingriff mit einem Satz von Verzahnungen 224 an der äußeren Fläche eines Antriebskragens 226, der auf der Außenseite der Ausgangswelle 172 vorgesehen ist.
Über einen nicht dargestellten Schaltmechanismus werden die Synchronisiereinrichtungen 184, 186, die Kupplung 204 und der Schaltkragen 222 betätigt, um die vorbeschriebenen Schaltfolgen zu erreichen.
Die Ausgangswelle 172 weist noch ein Zahnrad 314 von beispielsweise einundzwanzig Zähnen auf. Dieses ist am rechten Ende nahe dem Rollenlager 182 montiert und ist im Eingriff mit einem Zwischenrad 316 von beispielsweise dreiundzwanzig Zähnen, über das der Kraftfluß zu einem nicht dargestellten Vorderradantrieb geführt werden kann.

Claims

1. Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere für Ackerschlepper, mit einer Eingangs-, einer Ausgangs- und einer Zwischenwelle, bei dem die Ausgangs- und die Zwischenwelle direkt miteinander kuppelbar sind, die Ausgangswelle ein Zahnrad und die Eingangswelle mindestens zwei Zahnräder aufnehmen, und bei dem die Zwischenwelle mindestens zwei Zahnräder drehfest aufnimmt, die mit den Zahnrädern auf der Eingangswelle kämmen, wobei eines der auf der Eingangswelle angeordneten Zahnräder zusätzlich mit dem Zahnrad auf der Ausgangswelle kämmt und ein Umkehrrad vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der Eingangswelle (64, 140) angeordnete, mit dem Zahnrad (208) auf der Ausgangswelle (172) kämmende Zahnrad (152, 154) derart ausgebildet ist, daß es mit dem Umkehrrad (216) kämmt, das mit einem weiteren auf der Ausgangswelle (172) drehbar gelagerten Zahnrad (210) im Eingriff steht.

2. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden auf der Ausgangswelle (172) drehbar gelagerten Zahnräder (208 und 210) über eine gemeinsame Kupplung (204) wechselseitig mit der Ausgangswelle verbindbar sind.

3. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Zahnräder (208 und 210) auf der Ausgangswelle (172) an dem der Kuppelstelle (222, 224) der Zwischenwelle (170) mit der Ausgangswelle (172) abgelegenen Ende der Zwischenwelle vorgesehen sind.

4. Zahnräderwechselgetriebe nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswelle (172) mit einem dritten Zahnrad (314) versehen ist, von dem ein weiterer Antrieb ableitbar ist.