DD285813A5

DD285813A5 - SYNCHRONOUS SWITCHING CLUTCH FOR MULTI-STAGE MOVEMENT GEARBOX

Info

Publication number: DD285813A5
Application number: DD33055989A
Authority: DD
Inventors: Ulrich Deh; Birgit Hartig
Original assignee: Tu "Otto Von Guericke",Dd
Priority date: 1989-07-07
Filing date: 1989-07-07
Publication date: 1991-01-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine synchron schaltbare Kupplung fuer mehrstufige Umlaufraedergetriebe, mit deren Hilfe die Funktion Kriechgang und Lastschaltgang des Umlaufraedergetriebes realisiert werden koennen und die bei Fahrantrieben in selbstfahrenden Maschinen, beispielsweise fuer die Land- und Forstwirtschaft, insbesondere Traktoren, angewendet werden. Zur Verbesserung der Leistung sowie zur Reduzierung des Herstellungsaufwandes wurde die Antriebswelle erfindungsgemaesz mit einem unterbrochenen Formprofil (1) versehen. Das Hohlrad (3) und das Sonnenrad (2) des Umlaufraedergetriebes sind ueber eine Verbindungsklaue * die in eine umlaufende Nut des Sonnenrades (2) eingreift, axial miteinander verbunden. Das Hohlrad (3) besitzt ferner ein Auszenformprofil, mit dem es je nach seiner axialen Stellung mit einem Formprofil des Gehaeuses (4) der Kupplung in Eingriff gelangt. Fig. 1{Kupplung, synchron schaltbar; Umlaufraedergetriebe, mehrstufig; Fahrantrieb; Kriechgang; Lastschaltgang; Maschine, selbstfahrend; Traktor}The invention relates to a synchronously shiftable clutch for multi-speed planetary gear, with the help of the function creeper and Lastschaltgang the planetary gear can be realized and applied in traction drives in self-propelled machines, for example, for agriculture and forestry, especially tractors. To improve the performance and to reduce the production costs, the drive shaft according to the invention has been provided with an interrupted mold profile (1). The ring gear (3) and the sun gear (2) of the epicyclic gear train are connected to one another via a connecting claw * which engages in a peripheral groove of the sun gear (2). The ring gear (3) also has a Auszenformprofil, with which it passes depending on its axial position with a shaped profile of the housing (4) of the clutch. Fig. 1 {clutch, synchronously switchable; Planetary gear, multi-stage; Traction drive; creep; Power shift gear; Machine, self-propelled; Tractor}

Description

im Eingriff befindet, während das andere Rad sich im Bereich der Unterbrechung des Formprofils befindet. Das Hohlrad besitzt ferner ein Außenformprofil, z. B. eine Außenverzahnung, mit dem es in der Schaltstellung, in der es sich außerhalb des Formprofils der Antriebswelle befindet, in ein lnnenformprofil,z.B. eine Innenverzahnung, des Gehäuses eingreift.engaged while the other wheel is in the area of interruption of the mold profile. The ring gear also has an outer shape profile, for. B. an external toothing, with which it is in the switching position in which it is outside the shape profile of the drive shaft, in a lnnenformprofil, z. an internal toothing of the housing engages.

Mit der erfindungsgemäßen Kupplung werden die Übersetzungsverhältnisse der Betriebsarten Kriechgang und Lastschaltstufe realisiert. Das Prinzip dabei besteht darin, daß die Einzelteile des Planetengetriebes, d.h. Planetenräder, Hohl- und Sonnenrad, teilweise als Schaltelemente genutzt werden. Dadurch wurde für ö' .se beiden Schaltstufen keine zusätzliche Kupplung benötigt.With the clutch according to the invention, the gear ratios of the modes crawl and power shift stage are realized. The principle is that the individual parts of the planetary gear, ie planetary gears, hollow and sun, are partially used as switching elements. This was for ö .se 'two switching stages no additional coupling needed.

Die beiden Schaltstufen werden durch Verschieben der Baugruppe'Sonnenrad-Verbindungsklaue- Hohlrad realisiert. Dazu erfüllt die Schaltkupplung zwei Teilfunktionen: Erstens das wahlweise Herstellen der Verbindung Antriebswelle/Sonnenrad bzw. Antriebswelle/Hohlrad und damit das Übertragen der Drehbewegung, wobei sich die jeweils nicht belasteten Getriebeelemente frei drehen können und zweitens das Herstellen bzw. Lösen der Verbindung zwischen Gehäuse und Hohlrad in Abhängigkeit von der gewählten Betriebsart.The two switching stages are realized by moving the Baugruppen'Sonnenrad-Verbindungsklaue- ring gear. For this purpose, the clutch meets two sub-functions: First, the optional establishment of the drive shaft / sun gear or drive shaft / ring gear and thus the transmission of rotational movement, with each non-loaded transmission elements can rotate freely and secondly, the establishment or release of the connection between the housing and Ring gear depending on the selected operating mode.

Die Kupplung besitzt durch den Wegfall bisher zur Funktion benötigter Teile einen verhältnismäßig einfachen Aufbau und eine platzsparende Bauweise.The coupling has by eliminating previously required to function parts a relatively simple structure and a space-saving design.

Ferner wurde durch die Möglichkeit der Vormontage einiger Teile zu Baugruppen der Montageaufwand verringert, Infolge der direkten Kraftübertragung von der Antriebswelle auf die Getriebeteile wurden die Leistungsverluste verringert.Further, the possibility of pre-assembly of some parts to assemblies assembly costs was reduced, As a result of the direct transmission of power from the drive shaft to the transmission parts, the power losses were reduced.

AusführungsbelsplelAusführungsbelsplel

Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung zeigenThe invention will be explained in more detail with reference to embodiments. In the accompanying drawing show

Fig. 1: eine Zusammenbauzeichnung der erfindungsgemäßen Schaltkupplung, Fig. 2: die symbolhafte Darstellung der Kupplung mit Schaltstellung KriechgangstufeFig. 1: an assembly drawing of the clutch according to the invention, Fig. 2: the symbolic representation of the clutch with shift position creeper

und Fig. 3: die symbolhafte Darstellung der Kupplung mit Schaltstellung Lastschaltstufe.and Fig. 3: the symbolic representation of the clutch with shift position power shift stage.

In der Zusammenbauzeichnung gemäß Fig. 1 ist oberhalb der Mittellinie die Stellung der Kupplung zur Realisierung der Lastschaltstufe und unterhalb der Mittellinie zur Realisierung des Kriechganges dargestellt.In the assembly drawing of FIG. 1, the position of the clutch for the realization of the power shift stage and below the center line for the realization of the creeper is shown above the center line.

Die Antriebswelle des Umlaufrädergetriebes weist im Bereich der Kupplung an ihrem Außenmantel ein unterbrochenes Keilnabenprofil 1 auf. Auf der einen Hälfte des Keilnabenprofils 1 sind das Sonnenrad 2, auf der anderen Hälfte das Hohlrad 3 eines Umlaufrädergetriebes axial verschiebbar angeordnet. Die Länge der Unterbrechung des Keilnabenprofifs entspricht mindestens dor Breite der Naben von Sonnen- bzw. Hohlrad 2,3. Die Antriebswelle ist in einem nicht näher dargestellten Gehäuse 4 gelagert. Das Sonnenrad 2 besitzt eine Außenverzahnung, die mit den Planetenrädern 5 des Umlaufrädergetriebes in Eingriff gelangt. An die Außenverzahnung des Sonnenrades 2 schließt sich auf der dem Hohlrad 3 zugewandten Seite eine umlaufende Nut an, in die eine Verbindungsklaue 6 eingreift. Diese Verbindungsklaue 6 ist mit dem Hohlrad 3 fest verbunden und gewährleistet so eine axial starre Kopplung von Sonnenrad 2 und Hohlrad 3, wobei ihre Rotation unabhängig voneinander erfolgen kann. Darüber hinaus besitzt das Hohlrad 3 an seinem äußeren Mantel eine Verzahnung, die in eine in diesem Bereich befindliche Verzahnung des Gehäuses 1 eingreift.The drive shaft of the epicyclic gearbox has an interrupted splined hub profile 1 in the region of the clutch on its outer jacket. On one half of the splined hub profile 1, the sun gear 2, arranged on the other half of the ring gear 3 of a planetary gear axially displaceable. The length of the interruption of the Keilnabenprofifs corresponds at least dor width of the hubs of sun or ring gear 2.3. The drive shaft is mounted in a housing 4, not shown. The sun gear 2 has an external toothing, which engages with the planet gears 5 of the epicyclic gear. On the outer toothing of the sun gear 2 is followed on the side facing the ring gear 3, a circumferential groove into which a connecting claw 6 engages. This connecting claw 6 is fixedly connected to the ring gear 3 and thus ensures an axially rigid coupling of sun gear 2 and ring gear 3, wherein their rotation can be independent of each other. In addition, the ring gear 3 has at its outer shell a toothing which engages in a toothing of the housing 1 located in this area.

Die Wirkungsweise der Erfindung soll an den in den Fig. 2 und 3 dargestellten Prinzipskizzen erläutert werden. Wie aus Fig. 2 erkennbar, wird in der Kriechgangstufe das Sonnenrad 2 zum antreibenden Rad. Es steht mit seiner Außenverzahnung mit den Planetenrädern 5 in Eingriff. So erfolgt der Kraftfluß von dem Keilnabenprofil 1 über das Sonnenrad 2 auf den Steg der Planetenräder E. Das Hohlrad 3 bofindot sich in dieser Schaltstellung auf der Unterbrechung zwischen den beiden Hälften des Keilnabenprofils 1 .Gleichzeitig greift es mit seiner Außenverzahnung in die Verzahnung des Gehäuses 4 ein. Auf diese Weise wird das Hohlrad festgehalten und ein Mitdrehen verhindert.The operation of the invention will be explained with reference to the schematic diagrams shown in FIGS. 2 and 3. As can be seen from FIG. 2, in the crawl speed stage, the sun gear 2 becomes the driving wheel. It meshes with the planet gears 5 with its external toothing. The ring gear 3 bofindot itself in this switching position on the interruption between the two halves of the splined hub profile 1. At the same time it engages with its external teeth in the toothing of the housing 4th on. In this way, the ring gear is held and prevents co-rotation.

Entsprechend der Prinzipskizze nach Fig. 3 wird in der Lastschaltstufe das Hohlrad 3 zum antreibenden Rad. Das wird dadurch erreicht, daß das Hohlrad 3 und infolge der axialen Kopplung über die Verbindungsklaue mit diesem das Sonnenrad 2 nach links auf dem Keilnabenprofil 1 verschoben werden. Dabei dient ein Wellenabsatz als Anschlag. Durch das Verschieben wird das Sonnenrad 2 aus der Verzahnung der Planetenräder 5 herausgezogen und gelangt auf den Bereich der Antriebswelle, der kein Keilnabenprofil aufweist. Die Planetenräder 5 werden von dem Steg gehalten. Gleichzeitig tritt das Hohlrad 3 aus der Verzahnung des Gehäuses 4. Der Kraftfluß erfolgt nun von der Antriebswelle über das Keilnabenprofil 1 und das Hohlrad 3 auf die Plan6tenräder 5, die mit einem zweiten, nicht mehr dargestellten Sonnenrad kämmen.According to the schematic diagram of Fig. 3 in the power shift stage, the ring gear 3 to the driving wheel. This is achieved in that the ring gear 3 and due to the axial coupling via the connecting jaw with this the sun gear 2 are moved to the left on the splined hub profile 1. Here, a shaft paragraph serves as a stop. By moving the sun gear 2 is pulled out of the teeth of the planet gears 5 and reaches the area of the drive shaft, which has no Keilnabenprofil. The planet gears 5 are held by the web. At the same time, the ring gear 3 from the teeth of the housing 4. The power flow is now made by the drive shaft via the splined hub profile 1 and the ring gear 3 on the Planεtenräder 5, which mesh with a second sun gear, not shown.

Claims

Synchronously shiftable clutch for multi-stage planetary gear, realize a creeper and a power shift gear, wherein optionally the sun gear or the ring gear are connected to the drive shaft, characterized in that the drive shaft in the region of the coupling has an interrupted shape profile (1), wherein the width the interruption of at least the width of the corresponding inner profile of the sun or ring gear (2,3) corresponds to that the ring gear (3) and the sun gear (2) via a connecting claw (6) in a circumferential groove of the sun gear (2) engages, are axially connected to each other, wherein the distance between the sun and ring gear (2,3} is selected so that regardless of the switching position of the clutch each one of the two wheels (2,3) with the shape profile (1) of the drive shaft is engaged, while the other wheel (2,3) is located in the region of the interruption, and that the ring gear (3) has an outer shape profile with which it is in the switching position in which it is located outside of the mold profile (1) engages in a corresponding inner profile of the housing (4).

For this

2 pages drawings

Field of application of the invention

The invention relates to a synchronously shiftable clutch for multi-stage planetary gear, with the help of the function creeper and Lastschaltging the epicyclic gear can be realized and used in traction drives in self-propelled machines, for example, for agriculture and forestry, especially tractors.

Characteristic of the known state of the art

Switchable clutches have transmission teeth as planing or mating outer and - and internal toothing, which engage in longitudinal movement of the scarf halves and so transmit the torque from one coupling half to the other. Toothed couplings with external and internal teeth can be provided either straight or for special angular movement, with crowned teeth.

In DD-PS 244793 a synchronizer clutch is described, which is designed as a toothed coupling and equipped with a drive-side and two abtriobsseitigen hubs with external teeth. One of the hubs is rotatably connected to the ring gear and the other with the drive-side sun gear of the epicyclic gear and a shift sleeve, which has an internal toothing and is interrupted to realize the switching functions in the central portion. The shift sleeve is further positively connected to a second shift sleeve. Between the two shift sleeves a rotational movement is possible, so that transmitted with the former, the rotational movement and at the same time with the second, the ring gear can be held relative to the transmission housing. The broken-internal teeth of the shift sleeve allows a free rotation of the output side hub of the sun gear. In this clutch, however, the technical design and mounting option are expensive. Since many complicated items must be manufactured and assembled with high accuracy, high material, manufacturing and assembly costs. Due to the large construction, the space requirement is high. Since the power flow is redirected multiple times, large masses are driven and long unfavorable bending arms occur, there is a risk of high power losses and the stiffness or the failure of the circuit. Due to the great stress of the bolts in the housing there is a risk of deformation or rapid wear of the components. In addition, a high accuracy for guiding the components is required. Therefore, high-quality bearings were used for the storage of the wheels, which also make the synchronizer clutch more expensive.

Object of the invention

The aim of the invention is to provide a synchronously switchable clutch for multi-stage epicyclic gearbox, which requires a significantly lower performance and lower cost and less cost.

Explanation of the essence of the invention

The invention has for its object to develop a synchronous schflübare coupling for epicyclic gears, avoided in the complicated items and high-quality bearings of the wheels and the power losses can be kept low by a direct line of power flow.

According to the invention, the object is achieved in that the driving torque has an interrupted shape profile in the region of the coupling. The ring gear and the sun gear of the epicyclic gearbox are connected to each other axially via a connecting claw which engages in a circumferential groove of the Sonnonrades. The distance between the sun and ring gear is selected so that regardless of the switching position of the clutch each one of the two wheels with the shape profile of the drive shaft