DE872005C - Drive for motor vehicles, especially agricultural tractors - Google Patents
Drive for motor vehicles, especially agricultural tractorsInfo
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Description
Antrieb für Kraftfahrzeuge, insbesondere Ackerschlepper Im Kraftfahrzeugbau ist es bekannt, neben dem gebräuchlichen Schaltgetriebe ein zusätzliches Wechselgetriebe vorzusehen, um die mit dem normalere Getriebe erzielbaren Geschwindigkeitsstufen vervielfältigen zu können. Hierbei ist es notwendig, beim Umschalten des Zusatzgetriebes auf ein anderes Untersetzungsverhältnis den Kraftfluß vom Motor zum Getriebe jedesmal zu unterbrechen. Andererseits kennt der Kraftfahrzeugbau Umlaufgetriebe, in denen eine den gewünschten Geschwindigkeitsstufen entsprechende Anzahl Planetengetriebe hintereinander angeordnet sind und zur Erreichung des geforderten Untersetzungsverhältnisses wahlweise geschaltet werden können, ohne daß eine Unterbrechung der Antriebsverbindung zum Motor nötig wäre.Drive for motor vehicles, in particular agricultural tractors in motor vehicle construction it is known, in addition to the common gearbox, an additional change gearbox to be provided in order to achieve the speed levels that can be achieved with the more normal transmission to be able to reproduce. Here it is necessary when switching the additional gear on a different reduction ratio the power flow from the engine to the gearbox each time to interrupt. On the other hand, the automotive industry knows epicyclic gears in which a number of planetary gears corresponding to the desired speed levels are arranged one behind the other and to achieve the required reduction ratio can be switched optionally without interrupting the drive connection to the engine would be necessary.
Bei als Zugmaschinen eingerichteten Kraftfahrzeugen, insbesondere Ackerschleppern, ist es erstrebenswert, die mit dein gebräuchlichen Schaltgetriebe in den einzelnen Stufen erzielbaren Untersetzungsverhältnisse weiterhin verändern zu können, ohne daß das Getriebe dabei vom Motor abgeschaltet werden muß. Hierdurch würde erreicht, daß die Antriebsräder eines Ackerschleppers z. B. beim Pflügen, das bekanntlich mit verhältnismäßig geringer Fahrgeschwindigkeit durchgeführt wird, mit einem höheren Drehmoment angetrieben werden könnten, während z. B. beim Transport auf der Straße höhere Fahrgeschwindigkeiten bei entsprechend geringerem Antriebsdrehmoment erzielt würden.In motor vehicles set up as tractors, in particular Agricultural tractors, it is desirable that with your usual manual transmission Continue to change the reduction ratios achievable in the individual stages to be able to without the transmission having to be switched off by the engine. Through this would achieve that the drive wheels of a tractor z. B. plowing, which is known to be carried out at a relatively low driving speed, could be driven with a higher torque, while z. B. during transport higher driving speeds on the road with correspondingly lower drive torque would be achieved.
Die Erfindung schlägt zur Erzielung dieser erstrebenswerten Antriebsweise bei Ackerschleppern vor, in der Kraftübertragung zwischen Motor und Schaltgetriebe einen. ohne Unterbrechung des Kraftflusses zu schaltenden, als Planetengetriebe ausgebildeten .Drehmomentwand,ler.vorzusehen: Gemäß der Erfindung ist däs-'mit einem Betätigungsgestänge ausgerüstete Planetengetriebe so in dem in bekannter Weise als selbsttragendes Bauteil - zwischen. Motorblock und Hinterachsgehäuse angeordneten, rohrförmigen Antriebsgehäuse untergebracht, daß dieses gleichzeitig: als Widerlager für den Planetengetriebemechanismus Verwendung findet. Bei dieser Anordnung, in der die Planetengetriebewelle koaxial mit der Motorwelle und der Schaltgetriebewelle gelagert ist, wird die Anzahl der zusätzlich vorgesehenen Teile auf ein Mindestmaß beschränkt.The invention proposes to achieve this desirable drive mode in the case of farm tractors, in the power transmission between the engine and the gearbox a. to be shifted without interrupting the power flow, as a planetary gear trained .Torque wall, ler.to be provided: According to the invention is däs-'with an operating linkage equipped planetary gear in the in known way as a self-supporting component - between. Engine block and rear axle housing arranged, tubular drive housing housed that this at the same time: is used as an abutment for the planetary gear mechanism. At this Arrangement in which the planetary gear shaft is coaxial with the motor shaft and the gearbox shaft is stored, the number of additionally provided parts is kept to a minimum limited.
Die Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. i einen Schlepper in Seitenansicht, mit im-Schnitt dargestellter Antriebsübertragung gemäß der Erfindung; Fig. 2 einen Schnitt in der -Achsrichtung des Drehmomentwandlers in vergrößertem Maßstab; Fig. 3 einen! Schnitt entlang 3-3 in Fig. 2 und Fig. 4 einen! Schnitt entlang 4-4 in Fig. 2. -_ Wie in Fig. i dargestellt, weist der Schlepper 2 in herkömmlicher Bauart ein vorderes Lenkradgestell 4 und ein Hinterachsgehäuse 8 für die Antriebsräder 6 auf. Am Vorderteil des Schleppers befindet sich -die Brennkraftmaschine io mit der Kurbelwelle 12, auf deren nach hinten vorstehendem Ende das Schwungrad 14 gelagert ist,- welches mit der üblichen Kupplungsscheibe 16 zusammenwirkt. Die Kupplung ist von einem im allgemeinen zylindrisch geformten Gehäuse 18 umgeben, das, sich vom Motor zum Hinterachsgehäuse erstreckt. Die Kupplungsscheibe 16. ist auf eine Welle- ig aufgekeilt, die gleitbam eine Kupplüngsschaltvorrichtung 2o trägt, welche über das Ilebelgestänge 22, 24., 26, 30, 32; 34, 36 vom Fahrersitz 38 aus betätigt wird.The invention is explained using an exemplary embodiment in the drawing. In the drawing, FIG. 1 shows a tractor in a side view, with the one shown in section Drive transmission according to the invention; Fig. 2 shows a section in the axis direction the torque converter on an enlarged scale; Fig. 3 a! Section along 3-3 in Fig. 2 and Fig. 4 a! Section along 4-4 in Fig. 2. -_ As shown in Fig. I, has the tractor 2 in a conventional design a front steering wheel frame 4 and a rear axle housing 8 for the drive wheels 6. At the front of the tractor is -the internal combustion engine io with the crankshaft 12, on which after rear protruding end the flywheel 14 is mounted, - which with the usual Clutch disk 16 cooperates. The coupling is generally cylindrical in shape molded housing 18, which extends from the engine to the rear axle housing. The clutch disk 16 is keyed onto a shaft, the slidable clutch shifting device 2o carries which over the ilebel linkage 22, 24., 26, 30, 32; 34, 36 from the driver's seat 38 is actuated off.
Das Gehäuse 18 weist in seinem vorn erweiterten Endabschnitt im Abstand voneinander zwei Trennwände 40, 42 auf. Die vordere Trennwand 40 ist durch Schrauben 43 an: einer ringförmigen Schulter 41 des Gehäuses i8. befestigt und schließt den Kupplungsraum ,48 gegen den- Gehäuseabschnitt 44 ab, der nach hinten durch die Trennwand 42 begrenzt wird und den Drehmomentwandler 46 umschließt. .The housing 18 has in its front enlarged end portion at a distance two partition walls 40, 42 from each other. The front partition 40 is by screws 43 to: an annular shoulder 41 of the housing i8. attaches and closes the Coupling space, 48 against the housing section 44, which goes through the partition to the rear 42 is limited and the torque converter 46 encloses. .
Das vordere Ende 5o der Kupplungswelle ig ist drehbar im-Schwungradende der Kurbelwelle 12 gelagert und. erstreckt sich nach hinten durch eine Öffnung 52 in der Trennwand 4o bis in eine Lägeröffnung 6o im- Stirnende einer Welle 62, die ihrerseits in einer Öffnung 64- in der Trennwand 42 gelagert ist. Die Wellen 12, ig und 6.2 sind dabei koaxial angeordnet.The front end 5o of the clutch shaft ig is rotatable in the flywheel end the crankshaft 12 and stored. extends rearward through an opening 52 in the partition 4o up to a storage opening 6o in the front end of a shaft 62 which is in turn mounted in an opening 64 in the partition 42. The waves 12, ig and 6.2 are arranged coaxially.
- Ein als Keilwelle 54 ausgebildeter Abschnitt der Welle 1g steht .im Eingriff mit der gemeinsamen Nabe der Sonnenräder 56, 58. Das vordere oder primäre Sonnenrad 58 kämmt -mit einer Anzahl Planetenräder 66, die auf parallel zur Welle ig angeordneten Zapfen 68 von einem Planetenträger 7o gehalten werden, der drehbar auf dem Lagerabschnitt 72- der- Welle ig sitzt. Die Planetenräder 66 stehen im kämmenden Eingriff mit einem innenverzahnten Getrieberad 74, welches, mit seiner Nabe 76 drehbar -auf der Nabe 78 des- Planetenträgers 70 sitzt. An seinem Außenumfang ist das Rad 74 als Bremstrommel 8ö ausgebildet, der ein Bremsband 82 zugeordnet ist. Das Bremsband 82 endet in nach außen abgebogenen Ösen 84, 86, durch die sich eine Stange 8& erstreckt, deren eines Ende 176 in einer Lagerhülse go gleitbar ist, welche in einer Verstärkung 92 am Gehäuse i8 vor- und zurückgeschraubt werden kann und durch eine Stellmutter 178 in, der jeweiligen Stellung gesichert ist. Zwischen den beiden Ösen 84, 86 ist eine Druckfeder 94 auf der Stange 88r angeordnet, um das Bremsband 82 in gelöster Stellung zu halten. An dem durch eine Öffnung 96 im Gehäuse 18 ragenden Ende 98 der Stange 88 ist ein. Hebel ioo befestigt; der über ein Gestänge 1o2, 1o4, 1o6 reit einem Handhebel 1o8 verbunden ist, welcher in der Reichweite des Fahrers mit einem Schwenkzapfen iio an einem Eisen 112 gelagert ist. Dieser Handhebel 1o8 kann auch durch eine elektrische Schaltvorrichtung oder durch eine bekannte Vakuumeinrichtung ersetzt werden, durch: die der Drehmomentwändler vom Auspuffkrümmer her selbsttätig schaltbar ist, wenn die Motordrehzahl abfällt.- A as a splined shaft 54 formed portion of the shaft 1g is .in engagement with the common hub of the sun gears 56, 58. The front or primary sun gear 58 meshes - with a number of planet gears 66 on the shaft ig arranged parallel pin 68 of a planet carrier 7o are held, which sits rotatably on the bearing section 72- the shaft ig. The planet gears 66 are in meshing engagement with an internally toothed gear wheel 74 which, with its hub 76, is rotatably seated on the hub 78 of the planet carrier 70. On its outer circumference, the wheel 74 is designed as a brake drum 80 to which a brake band 82 is assigned. The brake band 82 ends in outwardly bent eyelets 84, 86 through which a rod 8 & extends, one end 176 of which is slidable in a bearing sleeve go, which can be screwed back and forth in a reinforcement 92 on the housing i8 and through an adjusting nut 178 in, the respective position is secured. A compression spring 94 is arranged on the rod 88r between the two eyelets 84, 86 in order to keep the brake band 82 in the released position. At the end 98 of the rod 88 protruding through an opening 96 in the housing 18 is a. Lever ioo attached; which is connected via a linkage 1o2, 1o4, 1o6 to a hand lever 1o8, which is mounted on an iron 112 with a pivot pin iio within reach of the driver. This hand lever 1o8 can also be replaced by an electrical switching device or by a known vacuum device, by means of which the torque converter can be switched automatically from the exhaust manifold when the engine speed drops.
Die am Planetenträger 7o befestigten Zapfen 68 für die Planetenräder 66 halten ihrerseits einen Innenzahnkranz 114 (Fig: 2 und 3), der an seinem Außenumfang als Bremstrommel 116 ausgebildet ist, während er durch seine Innenverzahnung mit Planetenrädern i 18 kämmt, die drehbar auf Zapfen 12o lagern. An ihren freien. Enden tragen die Zapfen 12o Sicherungsscheiben, 122y während sie mit ihren anderen Enden von einem Planetentzäger 124 gehalten werden., der in einem Stück mit dem vorderen Ende der Welle 62, gearbeitet ist.The pin 68 attached to the planet carrier 7o for the planet gears 66 in turn hold an internal ring gear 114 (FIGS. 2 and 3) on its outer circumference is designed as a brake drum 116, while its internal teeth with Planet gears i 18 meshes, which are rotatably supported on journals 12o. On their free ones. end up the tenons 12o carry lock washers, 122y while using their other ends be held by a Planetentzäger 124., which is in one piece with the front End of shaft 62 is worked.
Die Bremstrommel 116 wirkt an ihrer Bremsfläche 126 mit einer Freilaufeinrichtung zusammen. Eine Anzahl Nocken 128 ist achsparallel zur Welle i9 bzw. 62 schwenkbar auf Stiften 130 gelagert, die an einer Ringplatte 132 befestigt sind; die. Ringplatte 132 ist durch Schrauben 144 auf eine Verstärkung 142 der Trennwand 42 aufgesetzt, Die Nocken 128 stehen derart unter - dem Druck von Federn 136, die durch Schrauben 140 in Bohrungen 138 gehalten werden, daß die Anschlagflächen 134 der Nocken 128 an der Bremsfläche 126 des Innenzahnkranzes 114 schleifen, wenn der Zahnkranz im Uhrzeigersinn umläuft; wogegen die Nocken 128 die Bewegung des Zahnkranzes 114 entgegen dem Uhrzeigersinn, abbremsen.The brake drum 116 acts on its braking surface 126 with a freewheel device together. A number of cams 128 can be pivoted axially parallel to shaft i9 or 62 supported on pins 130 attached to an annular plate 132; the. Ring plate 132 is placed by screws 144 on a reinforcement 142 of the partition 42, The cams 128 are so under - the pressure of springs 136, which by screws 140 are held in bores 138 that the stop surfaces 134 of the cams 128 Grind on the braking surface 126 of the internal gear ring 114 when the ring gear is in Rotates clockwise; whereas the cams 128 counteract the movement of the ring gear 114 clockwise, slow down.
Die Antriebswelle 62 ist an ihrem rückwärtigen Ende vorzugsweise durch eine nachgiebige Kupplung 146 mit der Eingangswelle 148 eines Schaltgetriebes 15o herkömmlicher Bauart verbunden. Das Getriebe 15o, das durch einen Hebel 152 schaltbar ist, ist in dem im rückwärtigen Ende des Gehäuses 1& vorgesehenen, erweiterten Abschnitt 154 angeordnet, der -nach vorn und hinten durch an das Gehäuse angegossene Trennwände 156 bzw, 158 begrenzt wird. Diese Trennwände 156; 158 dienen gleichzeitig zur Lagerung de koaxial zur Antriebswelle 62 angeordneten Getriebewelle 148 sowie der Vorgelegewelle 16o, die an ihrem hinteren Ende ein Keggelritzel 162 zum Antrieb eines Kegelrades 164 trägt, das mit dem Differentialgetriebe für die Hinterräder, verbunden ist.The drive shaft 62 is preferably through at its rear end a compliant clutch 146 to the input shaft 148 of a gearbox 15o conventional design connected. The gear 15o, which can be switched by a lever 152 is, is in the provided in the rear end of the housing 1 &, enlarged Section 154 arranged, the -forward and rearward by molded onto the housing Partition walls 156 or 158 is limited. These partitions 156; 158 serve at the same time for storage de coaxially to the drive shaft 62 arranged gear shaft 148 and the countershaft 16o, which at its rear end has a bevel pinion 162 for driving a bevel gear 164 carries that with the differential gear for the rear wheels, is connected.
Um die Hinterräder 6 mit einem höheren Drehmoment anzutreiben, löst, der Fahrer das Bremsband 82 vom Radkranz 74 durch Betätigung des Handhebels io8. Hierdurch erfolgt :die Kraftübertragung wie folgt (Fig. 3) : Das Sonnenrad 58 läuft mit der Kupplungswelle ig im Uhrzeigersinn um, die Planetenräder 66 dreheng sich entgegen dem Uhrzeigersinn, und nehmen das Innenzahnrad 74 in derselben Richtung mit. Dabei geht der Kraftfluß zur Welle 62 nicht über das Sonnenrad 58. Dagegen bewirkt das gleichfalls mit der Welle i9 im Uhrzeigersinn umlaufende Sonnenrad 56 (Fig. 4) ein Drehen der Planetenräder i 18 entgegen dem Uhrzeigersinn, wobei der Zahnkranz 114 ebenfalls zur Umdrehung entgegen dem Uhrzeigersinn veranlaßt wird, jedoch in dieser Richtung durch die Bremswirkung der Nocken 134 festgehalten wird und dadurch als Widerlager für die Planetenräder 118 wirksam wird, die infolgedessen im Uhrzeigersinni um das Sonnenrad 56 kreisen und dabei den Planetenträger 124 mit der daran angeschlossenen Welle 62 mitnehmen. Es ist unschwer zu erkennen, daß der Kreislauf der Planetenräder 118 um das Sonnenrad. 56 erheblich langsamer als die Drehung der Welle ig ist, so do.ß eine- Verringerung der Drehzahl der Welle 62 in bezug auf die Drehzahl der Welle ig bei einer gleichzeitigen Erhöhung des Drehmomentes im gleichen Verhältnis erzielt wird. Mathematisch läßt sich die Drehzahlverringerung in .der Formel ausdrücken; dabei ist r' das Drehzahlverhältnis zwischen den Wellen ig und 62, d' die Anzahl der Zähne am Radkranz 114, ä die Anzahl der Zähne am Sonnenrad 56.In order to drive the rear wheels 6 with a higher torque, the driver releases the brake band 82 from the wheel rim 74 by actuating the hand lever io8. This results in: the power transmission as follows (FIG. 3): the sun gear 58 rotates with the coupling shaft ig clockwise, the planet gears 66 rotate counterclockwise and take the internal gear 74 with them in the same direction. The power flow to the shaft 62 does not go through the sun gear 58. On the other hand, the sun gear 56 (FIG. 4), which also rotates clockwise with the shaft i9, causes the planet gears i 18 to rotate counterclockwise, the ring gear 114 also rotating in the opposite direction Is caused clockwise, but is held in this direction by the braking action of the cam 134 and thereby acts as an abutment for the planet gears 118, which consequently revolve clockwise around the sun gear 56 and thereby take the planet carrier 124 with the shaft 62 connected to it. It is not difficult to see that the circuit of the planet gears 118 around the sun gear. 56 is considerably slower than the rotation of the shaft ig, so do.ß a reduction in the speed of the shaft 62 in relation to the speed of the shaft ig with a simultaneous increase in the torque in the same ratio. The speed reduction can be mathematically expressed in the formula to express; where r 'is the speed ratio between the shafts ig and 62, d' the number of teeth on the wheel rim 114, - the number of teeth on the sun gear 56.
Wenn eine höhere Fahrgeschwindigkeit und. ein geringeres Drehmoment erwünscht sind, schwenkt der Fahrer den Handhebel io8 nach vorn (Fig. i); dadurch wird das fest auf der Stange 88 (Fig. 3) sitzende Kurvenstück 166 gegenüber der Schrägfläche 168 eines im Gehäuse 18 vorgesehenen Vorsprunges 170 verdreht und folglich die Stange 88 entgegen dem Druck der Feder 94 nach links gedrückt. Eine ringförmige Schulter 172 der Stange 88 zieht dabei das Ende 86 des Bremsbandes 82 an, während das Ende 84 des Bremsbandes 82 durch das Ende 174 der Lagerhülse go festgehalten wird.If a higher driving speed and. a lower torque is desired, the driver swings the hand lever io8 forward (Fig. i); as a result, the cam piece 166, which is firmly seated on the rod 88 (FIG. 3), is rotated relative to the inclined surface 168 of a projection 170 provided in the housing 18 and consequently the rod 88 is pressed to the left against the pressure of the spring 94. An annular shoulder 172 of the rod 88 pulls the end 86 of the brake band 82, while the end 84 of the brake band 82 is held by the end 174 of the bearing sleeve go.
Als Folge des Fests.tellens des Innenzahnrades 74 werden die Planetenräder 66 gezwungen, um das Sonnenrad 58 zu kreisen und den Planetenträger 70 sowie den Zahnkranz 114 im Uhrzeigersinn mitzunehmen. Innfolge seiner Drehung im Uhrzeigersinn versucht der Zahnkranz 114 die Planetenräder 118 in derselben Richtung zu drehen, gleichzeitig werden die Planetenräder i 18 durch den im Uhrzeigersinn erfolgenden Umlauf des Sonnenrades 56 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht (Fig. 4). Der vereinte Einfluß des Zahnkranzes 114 und des Sonnenrades 56 auf die Planetenräder 118 bewirkt, daß diese im Uhrzeigersinn mit einer größeren Geschwindigkeit um das Sonnenrad 56 kreisen als bei feststehendem Zahnkranz 114. Der Planetenträger r24 und die damit verbundene Welle 62 rotieren ebenfalls im Uhrzeigersinn entsprechend dem Kreislauf der Planetenräder 118, aber mit geringerer Drehzahl als die Welle ig.As a result of the internal gear 74 being fixed, the planet gears become 66 forced to revolve around the sun gear 58 and the planet carrier 70 and the Take gear ring 114 clockwise. As a result of its clockwise rotation the ring gear 114 tries to rotate the planet gears 118 in the same direction, at the same time the planet gears i 18 are made by the clockwise direction Rotation of the sun gear 56 counterclockwise (Fig. 4). The united Influence of the ring gear 114 and the sun gear 56 on the planet gears 118 causes that this rotates clockwise at a greater speed around the sun gear 56 circle than with a stationary ring gear 114. The planet carrier r24 and the with it connected shaft 62 also rotate clockwise according to the circuit of the planet gears 118, but at a lower speed than the shaft ig.
Die Drehzahlverringerung zwischen den. Wellen ig und 62 bei einer Stellung des Drehmomentwandlers für erhöhte Geschwindigkeiten bei geringerem Drehmoment läßt sich in, die folgende mathematische Gleichung fassen.: Dabei bedeutet y das Drehzahlverhältnis zwischen den, Wellen ig und 6@2, d die Anzahl der Zähne am Radkranz 74, a die Anzahl der Zähne am Sonnenrad 58, d' die Anzahl der Zähne am Radkranz 114, a 'die Anzahl der Zähnte am Sonnenrad 56.The speed reduction between the. Shafts ig and 62 with a position of the torque converter for increased speeds with lower torque can be summarized in the following mathematical equation: Here y means the speed ratio between the, shafts ig and 6 @ 2, d the number of teeth on the rim 74, a the number of teeth on the sun gear 58, d ' the number of teeth on the rim 114, a' the number of teeth on the Sun gear 56.
Die Gesamtdrehmomenterhöhung des Drehmomentwandlers ist gleich dem Verhältnis der Getriebeuntersetzung beterhöhtem Drehmoment zu der Untersetzung bei geringerem Aus der Beschreibung ergibt sich, daß das Untersetzungsverhe,ltnis des herkömmlichen Schaltgetriebes i5o durch das zusätzliche Umlaufgetriebe 46 ohne Trennung der Antriebsräder 6 vom Motor io verändert werden kann. Die Anordnung der beiden Getriebe hintereinander im Antriebsgehäuse 18 erlaubt dabei eine Antriebsausbildung unter Verwendung möglichst weniger Teile, da das selbsttragende Gehäuse 18 gleichzeitig als Wideriagerträger für das Umlaufgetriebe Verwendung findet, und zwar im mechanisch vorteilhaftesten Gehäuseabschnitt, d. h. in der Nähe der Verbindung des Gehäuses 18 mit dem angrenzenden Motorblock.The total torque increase of the torque converter is equal to the ratio of the gear reduction for increased torque to the reduction for a lower one From the description it follows that the reduction ratio of the conventional gearbox i5o can be changed by the additional epicyclic gear 46 without separating the drive wheels 6 from the motor io. The arrangement of the two gears one behind the other in the drive housing 18 allows a drive design using as few parts as possible, since the self-supporting housing 18 is also used as an abutment carrier for the epicyclic gearbox, in the mechanically most advantageous housing section, ie in the vicinity of the connection of the housing 18 with the adjacent engine block.
Claims (4)
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