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Getriebe, insbesondere für landwirtschaftlich genutzte Motorfahrzeuge
Die Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere für landwirtschaftlich genutzte
Motorfahrzeuge, das ein mehrgängiges Planetenrädergetriebe, ein diesem nachgeschaltetes
mehrgängiges Zahnräderstandgetriebe und einen Zapfwellenantrieb umfaßt.
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Bekannt ist eine landwirtschaftliche Zugmaschine, die mit einem Getriebe
nach dem Gattungsbegriff ausgerüstet ist, wobei das Planetenrädergetriebe zwei Gänge
aufweist und so mit dem Zahnräderstandgetriebe kombiniert ist, daß in jeder Schaltstufe
desselben mit dem Planetenrädergetriebe zwei verschiedene Geschwindigkeitsgänge
geschaltet werden können. Hierbei wird in einem Gang die Antriebskraft von der Antriebswelle
über eine Reibtingskupplung sowie über den Planetenräderträger übertragen, im anderen
Gang dagegen ist die Reibungskupplung ausgerückt, und die Antriebskraft verläuft
über das Planetenrädergetriebe. Zusätzlich zur Reibungskupplung ist eine Hauptkupplung
vorgesehen, mit der Motor und Getriebe getrennt werden können, um ein Schalten des
Zahnräderstandgetriebes zu ermöglichen.
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Es ist ferner ein dreigängiges Planetenrädergetriebe bekannt, bei
dem verschiedene Schaltstufen durch Ab-
bremsen der einzelnen Sonnenräder
bzw. durch Betätigen einer Klauenkupplung erreicht werden. Auch für dieses Planetenrädergetriebe
ist, um die Klauenkupplung betätigen zu können, zusätzlich eine Hauptkupplung erforderlich.
Da es sich außerdem um ein reines Planetenrädergetriebe handelt, also es nicht mit
einem Zahnräderstandgetriebe kombiniert ist, entsprechen seine Schaltmöglichkeiten
den Anforderungen nicht, die in dieser Hinsicht an das Getriebe einer modernen landwirtschaftlichen
Zugmaschine gestellt werden.
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Des weiteren ist ein Getriebe mit einem Zapfwellenantrieb bekannt,
das eine vordere und eine rückwärtige Zapfwelle aufweist, die koaxial zur Vorgelegewelle
eines Zahnräderstandgetriebes angeordnet sind. Das Getriebe weist jedoch kein Planetenrädergetriebe
auf. Schließlich gehört zum Stand der Technik ein Zapfwellenantrieb, bei dem eine
Zapfwelle mit verschiedenen Drehzahlen eines dem Hauptgetriebe vorgeschalteten Gruppengetriebes
antreibbar ist.
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Die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe besteht darin, die Getriebekombination
mit einfachen baulichen Mitteln für landwirtschaftliche Motorfahrzeuge geeigneter
zu gestalten.
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Die gestellte Aufgabe ist gemäß der Erfindung im wesentlichen dadurch
gelöst, daß das Planetenrädergetriebe in bekannter Weise zwei Planetenrädersätze
aufweist, deren Sonnenräder durch Reibungsbremsen im Getriebegehäuse feststellbar
sind und dessen mit der Antriebswelle verbundenes Hohlrad einen dieser Planetenrädersätze
antreibt, während der Planetenräderträger mit der Abtriebswelle des Planetenrädergetriebes
fest verbunden und die Abtriebswelle mit dem Sonnenrad des vom Hohlrad angetriebenen
Planetenrädersatzes durch eine Reibungskupplung kuppelbar ist. Bildet man hierbei
das Planetenrädergetriebe dreistufig aus und versieht das mit diesem kombinierte
Zahnräderstandgetriebe mit drei Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang, so ist es
möglich, mit dem nachgeschalteten Zahnräderstandgetriebe jeweils einen von vier
Fahrbereichen, nämlich den Kriechbereich, den Ackerarbeitsbereich, den Straßenfahrbereich
und den Rückwärtsbereich, formschlüssig einzustellen. In jedem dieser Fahrbereiche
können dann mit Hilfe des dreistufigen Planetenrädergetriebes drei verschiedene
Gänge kraftschlüssig, d. h. ohne Zugkraftunterbrechung, geschaltet werden.
Die bisher übliche Haupt- bzw. Fahrkupplung kann dabei normalerweise eingespart
werden, da nach Lösen der Reibungsbremsen und der Reibungskupplung des Planetenrädergetriebes
die Kraftübertragung vom Motor zum Zahnräderstandgetriebe aufgehoben und letzteres
ohne weiteres schaltbar ist. Was die Ausbildung des Zapfenwellenantriebes des Getriebes
nach der Erfindung anbetrifft, so ist von der das Hohlrad des Planetenrädergetriebes
tragenden Welle ein eine oder mehrere Drehzahlen aufweisender, motorabhän-Pliger
Zapfwellenantrieb ableitbar. Auf diese Weise läßt sich der Zapfwellenantrieb auch
bei stehendem Fahrzeug aufrechterhalten.
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In vorteilhafter weiterer Ausbildung sind erfindungsgemäß zum motorabhängigen
Zapfwellenantrieb zwei Schiebezahnräder auf der Antriebswelle des Planetenrädergetriebes
vorgesehen, von denen das eine Schiebezahnrad mit einem auf einer vorderen Zapfwelle
drehfest angeordneten Zahnrad und/oder das andere Schiebezahnrad mit einem auf einer
Zwischenwelle
drehfest angeordneten Zahnrad in Eingriff gebracht
werden kann und die vordere Zapfwelle durch eine Schaltmuffe mit einer die hohl
ausgebildete Vorgelegewelle des Zahnräderstandgetriebes axial durchdringenden Zwischenwelle
verbunden sein kann, welche ihrerseits mit einer rückwärtigen, als Eingangswelle
des gangabhängigen Zapfwellenantriebes dienenden Zapfwelle ständig in drehfester
Verbindung steht.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in teilweise
im Schnitt dargestelltem Aufriß veranschaulicht.
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In der Zeichnung bedeutet 1 die mit der Motorwelle verbundene
Antriebswelle des Getriebes nach der Erfindung, die zum Antrieb eines dreistufigen
Planetenrädergetriebes dient, dem ein ebenfalls dreistufiges Zahnräderstandgetriebe
nachgeschaltet ist. Auf der Antriebswelle 1 sitzt drehfest ein mit einem
Innenzahnkranz 2 versehenes Hohlrad 3, während mit der koaxial zur Antriebswelle
1 angeordneten Abtriebswelle4 des Planetenrädergetriebes der Planetenräderträger5
drehfest verbunden ist, in dem die Planetenräder 6, 7 und 8, 9 lagern.
Die Planetenräder 6 und 7
bzw. 8 und 9 sind miteinander
verbunden, und die im Durchmesser größeren Planetenräder 6 und
8 können mit dem Hohlrad 3 kämmen. Ferner stehen die im Durchmesser
größeren Planetenräder 6 und 8 in ständigem Eingriff mit einem Sonnenrad
10, das auf der Abtriebswelle 4 des Planetenrädergetriebes drehbar lagert.
Die im Durchmesser kleineren Planetenräder 7
und 9 hingegen arbeiten
mit einem weiteren Sonnenrad 11 zusammen, das lose auf einer Nabe 12 des
Sonnenrades 10 angeordnet ist und ebenfalls eine Nabe 13 aufweist.
Sowohl die Nabe 12 des Sonnenrades 10
als auch die Nabe 13 des Sonnenrades
11 trägt eine Lamelle 14bzw. 15, über welche die Sonnenräder
10 und 11 unabhängig voneinander drehfest mit dem Getriebegehäuse
16 gekuppelt werden können. Zu diesem Zweck sind in das Getriebegehäuse
16 hydraulisch wirkende Reibungsbremsen 17 eingebaut, deren Kolben
18 bis 21 über Außenlamellen 23 und 24 die Lamellen 14 und
15 an Flansche 22 und 25 des Getriebegehäuses andrücken, wenn sie
durch Drucköl beaufschlagt werden, andernfalls halten Federn 26 die Außenlamellen
23 und 24 in ihrer Aus-angsstellung. Mit der Nabe 12 des Sonnenrades
10 ist außer der Lamelle 14 noch die Glocke 27 einer ebenfalls hydraulisch
zu betätigenden Reibungskupplung28 verbunden, die ein drehfestes Kuppeln des Sonnenrades
10 mit der Abtriebswelle 4 des Planetenrädergetriebes ermöglicht. Die einzelnen
Gänge des Planetenrädergetriebes lassen sich folgendermaßen schalten-Das größte
Übersetzungsverhältnis und, damit die niedrigste Drehzahl erreicht man, wenn das
Sonnenrad 11 festgehalten bzw. seine Lamelle 15 durch die hydraulische
Reibungsbremse mit dem Getriebegehäuse 16 starr gekuppelt wird. In diesem
Fall rollen die im Durchmesser kleineren Planetenräder 7 und 9 der
über ,das Hohlrad 3 angetriebenen Planetenräder auf dem feststehenden Sonnenrad
11 ab und drehen so den Planetenräderträger 5 bzw. die Abtriebswelle
4 mit entsprechend niedriger Drehzahl. Das Sonnenrad 10
läuft hierbei lose
mit um, und die Reibungskupplung 28 ist ausgerückt.
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Bei dem nächstkleineren übersetzungsverhältnis ist die Lamelle
15 des Sonnenrades 11 frei und das Sonnenrad 10 über seine
Lamelle 14 mit dem Getriebegehäuse 16 fest verbunden, so daß die Planetenräder
7
und 9 auf dem Sonnenrad 10, das im Durchmesser kleiner ist
als das Sonnenrad 11, abrollen, so daß der Planetenräderträger
5 und die Abtriebswelle 4 mit höherer Drehzahl umlaufen. Auch hierbei bleibt
die Reibungskupplung 28 ausgerückt.
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Erst in der dritten Stufe des Planetenrädergetriebes kommt die Reibungskupplung
28 zur Wirkung, während die Lamellen 14 und 15 der Sonnenräder
10 und 11 frei sind. Die Reibungskupplung 28 verbindet dann
das Sonnenrad 10 mit der Abtriebswelle 4 drehfest, so daß die Planetenräder
6, 7, 8 und 9 blockiert sind. Der Kraftfluß geht nunmehr vom Hohlrad
3 der Antriebswelle 1 aus über die Planetenräder 6 und
8 sowie über das Sonnenrad 10 und über die Reibungskupplung
28 auf die Abtriebswelle 4, d. h. die Antriebswelle 1 und die
Abtriebswelle 4 sind direkt gekuppelt.
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Das dem vorstehend beschriebenen Planetenrädergetriebe nachgeschaltete
Zahnräderstandgetriebe weist eine Hauptgetriebewelle 30 und eine als Hohlwelle
ausgebildete Vorgelegewelle 37 auf. Erstere wirkt über ein Kegelrad
31 auf das in der Zeichnung der Einfachheit halber nicht dargestellte Ausgleichsgetriebe
ein und ist koaxial zur Abtriebswelle 4 des Planetenrädergetriebes angeordnet. Sie
trägt drehfeste Schiebezahnräder 33 und 34 sowie 35 und
36, von denen die Schiebezahnräder 34 und 35 als Doppelzahnrad ausgebildet
sind. Die Vorgelegewelle 37 hingegen hat drehfeste Zahnräder 38, 39,
40 und 41. Hiervon kämmt das Zahnrad 38 ständig mit dem Abtriebszahnrad 42
der Abtriebswelle 4 des Planetenrädergetriebes, während mit den anderen Zahnrädern
39 bis 41 die Schiebezahnräder 33 und 34 sowie 35
und
36 der Hauptgetriebewelle 30 in Eingriff gebracht werden können. Außerdem
kann das Schiebezahnrad 33, das mit Schaltklauen 43 versehen ist, unmittelbar
mit dem ebenfalls Schaltklauen 44 aufweisenden Abtriebszahnrad 42 der Abtriebswelle
4 gekuppelt werden.
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Rückt man die Schaltklauen43 des Schiebezahnrades 33 in die
Schaltklauen 44 des Abtriebszahnrades 42 ein, dann wird die Antriebskraft von der
Abtriebswelle 4 des Planetenrädergetriebes unmittelbar auf die Hauptgetriebewelle
30 übertragen, welche über das Kegelrad 31 mit dem Ausgleichsgetriebe
in Antriebsverbindung steht. In dieser Schaltstellung des Zahnräderstandgetriebes
können die drei höchsten Fahrgeschwindigkeiten des neungängigen Getriebes erzielt
werden, die vorwiegend bei Straßenfahrt Anwendung finden. Innerhalb der drei Stufen
lassen sich je drei Gänge durch das Planetenrädergetriebe kraftschlüssig
schalten.
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Ist das Schiebezahnrad 33 aus dem Abtriebzahnrad 44 der Abtriebswelle
4 herausgerückt und das als Doppelzahnrad ausgebildete Schiebezahnrad 34 mit dem
Zahnrad 40 der Vorgelegewelle 37 in Eingriff gebracht worden, so kann man
durch Schalten des Planetenrädergetriebes drei mittlere Geschwindigkeiten fahren,
die vorwiegend für die Ackerfahrt gedacht sind.
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Schließlich läßt sich das Schiebezahnrad33 mit dem Zahnrad
39 der 'Y-orgelegewelle 37 kuppeln. Diese Schaltstellung des Zahnräderstandgetriebes
umfaßt den Kriechgangbereich des Getriebes nach der Erfindung, der ebenfalls drei
mit dem Planetenrädergetriebe schaltbare Gänge aufweist.
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Ferner können mit dem Getriebe drei Rückwärtsgänge erzielt werden,
indem man das als Doppelzahnrad ausgebildetete Schiebezahnrad 35 in ein Zwischenzahnrad
29 schaltet, das mit dem Zahnrad 41 der Vorgelegewelle 37 ständig
im Eingriff steht. Auch hierbei werden die einzelnen Gänge durch Schalten des Planetenrädergetriebes
erreicht.
Das Getriebe nach der Erfindung hat zwei koaxial zur Vorgelegewelle
37 angeordnete Zapfwellen, die gemeinsam oder einzeln schaltbar, und zwar
unabhängig oder abhängig von der Fahrgeschwindigkeit, sind. Zu diesem Zweck lagern
auf der Antriebswelle 1
des Planetenrädergetriebes zwei Schiebezahnräder 47
und 48, die mit Zahnrädern 49 und 50 in Eingriff gebracht werden Können,
von denen das Zahnrad 49 drehfest auf der vorderen Zapfwelle 45 sitzt, während das
Zahnrad 50 ebenfalls drehfest auf der Zwischenwelle 32 lagert. Mittels
einer Schaltmuffe 51 kann die vordere Zapfwelle 45 über das Zahnrad
50 mit der Zwischenwelle 32 verbunden werden. Die Zwischenwelle
32 wiederum ist mit der rückwärtigen Zapfwelle 46 über ein Zahnrad
52 drehfest verbunden, dessen Nabe 53 zu diesem Zweck mit einem Keilprofil
versehen ist, in das die mit einem entsprechenden Gegenprofil versehenen, einander
zugekehrten Enden der Zwischenwelle 32 und der rückwärtigen, Zapfwelle 46
hineingesteckt sind. Auf diese Weise ist die rückwärtige Zapfwelle 46 ständig mit
der Zwischenwelle 32 verbunden. Während nun mit Hilfe der auf der Antriebswelle
1 angeordneten Schiebezahnräder 47 und 48 die Antriebskraft für die Zapfwellen
motorabhängig abgenommen werden kann, ist eine gangabhängige Schaltung der Zapfwelle
45 und 46 dadurch möglich, daß das auf der Hauptgetriebewelle 30 angeordnete
Schiebezahnrad 36 mit dem Zahnrad 52 in Eingriff gebracht wird.
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Zur motorabhängigen Schaltung der Zapfwellen kann in einem Fall das
Schiebezahnrad 48 der Antriebswelle des Planetenrädergetriebes mit dem Zahnrad
50 gekuppelt werden, das auf der Zwischenwelle 32 drehfest sitzt,
so daß zunächst einmal nur die rückwärtige Zapfwelle 46 angetrieben wird, und zwar
mit der Normdrehzahl. Will man auch die vordere Zapfwelle mit dieser Drehzahl antreiben,
so geschieht dies durch Einrücken der Schaltmuffe 51 in die Klauen 54 des
Zahnrades 50. Im anderen Fall können beide Zapfwellen 45 und 46 mit einer
höheren als der Normdrehzahl angetrieben werden. Hierzu rückt man das Schiebezahnrad
47 in das Zahnrad 49, wobei die Schaltmuffe 51 ebenfalls in die Klauen 54
des Zahnrades 50 eingerückt ist. Durch Ausrücken der Schaltmuffe
51 aus den Klauen 54 des Zahnrades 50 kann die rückwärtige Zapfwelle
46 von der vorderen Zapfwelle 45 bzw. von dem über das Schiebezahnrad 47 und das
Zahnrad 49 verlaufenden Antrieb abgeschaltet werden. Schließlich ist es möglich,
die vordere Zapfwelle 45 mit der höheren Drehzahl anzutreiben und die rückwärtige
Zapfwelle mit der Normdrehzahl. Hierzu bringt man, beide Schiebezahnräder 47 und
48 mit den Zahnrädern 49 und 50 in Eingriff, wobei die Schaltmuffe
51 und das Schiebezahnrad 36 automatisch arretiert werden.
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Zum gangabhängigen Antrieb der Zapfwellen 45 und 46 sind die auf der
Antriebswelle 1 des Planetenrädergetriebes sitzenden Schiebezahnräder 47
und 48 ausgerückt, und das Schiebezahnrad 48 ist blockiert, während das Schiebezahnrad
36 der Hauptgetriebewelle 30 des Zahnräderstandgetriebes mit dem Zahnrad
52 in Eingriff gebracht wird. Die vordere Zapfwelle 45 kann nun entweder
durch Einrücken des Schiebezahnrades 47 mit der höheren Drehzahl motorabhängig oder
durch Schalten der Muffe 51 in die Klauen 54 des Zahnrades 50 gangabhängig
geschaltet werden. je nach Schaltung des Planetenrädergetriebes und des in diesem
nachgeschalteten Zahnräderstandgetriebes lassen sich neun verschiedene An#triebsdrehzahlen
vorwärts und drei rückwärts für die Zapfwellen 45 und 46 erreichen, wobei die rückwärtige
Zapfwelle 46 bei eingerücktem Schiebezahnrad 36
ständig umläuft, während die
vordere Zapfwelle 45 mittels der Schaltmuffe 51 nach Belieben an den gangabhängigen
Antrieb angeschlossen oder abgeschaltet werden kann.
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Will man sich des motorabhängigen Zapfwellenantriebes bedienen, ohne
das Fahrzeug anzutreiben, so brauchen lediglich die Reibungsbremsen 17 und
die Reibungskupplung 28 des Planetenrädergetriebes gelöst zu werden. Dadurch
wird jede kraftschlüssige Verbindung zwischen der Antriebswelle 1 und der
Abtriebswelle 4 des Planetenrädergetriebes aufgehoben.
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Die Erfindung ist auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel
nicht beschränkt, sondern umfaßt natürlich noch weitere Ausführungsmöglichkeiten.
So kann z. B. an Stelle des dem Planetenrädergetriebe nachgeschalteten dreistufigen
Zahnräderstandgetriebe eventuell auch ein zwei- oder vierstufiges Zahnräderstandgetriebe
Anwendung finden.