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Zahnräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Traktoren
Die Erfindung betrifft ein Zahnräderwechselgetriebe für Kraftfahrzeuge, insbesondere
für Traktoren, mit einer koaxialen Antriebs- und Abtriebswelle, einer dazu parallelen
Vorgelegewelle, einer dazu parallelen Rücklaufwelle und einer dazu parallelen, fahrabhängig
oder fahrunabhängig antreibbaren Zapfwelle, bei dem ein auf der mit der Abtriebswelle
kuppelbaren Antriebswelle angeordnetes Zahnrad mit einem Zahnrad eines auf der Vorgelegewelle
drehbar sitzenden, aber mit dieser durch eine Kupplung kuppelbaren Doppelrades im
dauernden Eingriff steht, wobei über auf der Vorgelegewelle und der Rücklaufwelle
befindliche, dauernd miteinander im Eingriff stehende Zahnräder die Rücklaufwelle
antreibbar ist und ein auf der Rücklaufwelle drehfestes, aber axial verschiebbares
Zahnrad in ein Zahnrad auf der Vorgelegewelle eines der von miteinander kämmenden
Zahnrädern der Vorgelegewelle und der Abtriebswelle gebildeten Zahnräderpaare in
Eingriff schiebbar ist und ein dem Rückwärtsgang dienendes, auf der Rücklaufwelle
angeordnetes Zahnrad mit einem drehfesten Zahnrad auf der Abtriebswelle in Eingriff
bringbar ist, auf der ein drehfestes Zahnrad angeordnet ist, von dem die Zapfwelle
fahrabhängig antreibbar ist.
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Derartige Getriebe sind bereits bekannt und üblicherweise mit drei
oder vier Vorwärtsgängen ausgerüstet. Traktoren müssen jedoch für bestimmte Arbeiten
noch zusätzlich mit sogenannten Kriechgängen ausgerüstet sein, die extrem niedrige
Fahrgeschwindigkeiten gestatten, und außerdem müssen sie eine Zapfwelle aufweisen.
Zu diesem Zweck wurden bisher an das Hauptgetriebe seitlich oder axial zusätzliche
Gruppengetriebe angebaut, was jedoch mit erheblichen Kosten verbunden ist und den
Platzbedarf stark vergrößert.
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Bei einem bekanntgewordenen Getriebe ist auf der Rücklaufwelle ein
mit dieser in Antriebsverbindung stehendes Zahnrad angeordnet, das mit einem Vorwärtsgang-Zahnrad
der Vorgelegewelle in Eingriff gebracht werden kann. Mit dieser Anordnung werden
indessen keine stark ins Langsame übersetzte Kriechgänge erzeugt, sondern nur gewisse
Verschiebungen in der Getriebeübersetzung für bestimmte Arbeitszwecke erreicht.
Von großem Nachteil ist aber, daß diese Anordnung vier Kupplungsmittel voraussetzt,
nämlich eine Lamellenkupplung, das Verschieben eines Zahnrades, das Lösen einer
weiteren Kupplung und das Einrücken je einer weiteren solchen. Die Anordnung ist
somit ungemein verwickelt konstruiert und teuer.
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Gegenüber dieser bekanntgewordenen Getriebeausbildung werden mit dem
Getriebe der vorliegenden Erfindung stark ins Langsame übersetzte Kriechgänge verwirklicht,
was ebenfalls der Zweck dieser Ausbildung ist.
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Insbesondere liegt aber der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
in einfacher und raum- und teilesparender Weise sowohl einen fahrabhängigen als
auch einen fahrunabhängigen Antrieb der Zapfwelle zu bewirken.
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Um diese Aufgabe zu lösen, wird durch die vorliegende Erfindung vorgesehen,
daß ein auf der Zapfwelle drehfestes, aber axial verschiebbares Zahnrad in der Stellung,
in der die für den Rückwärtsgang auf der Rücklaufwelle und der Abtriebswelle angeordneten
Zahnräder außer Eingriff sind, wahlweise zum fahrabhängigen Antrieb mit dem auf
der Abtriebswelle angeordneten Zahnrad oder zum fahrunabhängigen Antrieb mit dem
auf der Rücklaufwelle angeordneten Zahnrad in Eingriff bringbar ist.
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Bei einem bekanntgewordenen Getriebe geht der Kraftfluß zum Antrieb
der Zapfwelle von einer Kupplung über zwei Zahnräder auf die Vorgelegewelle und
über eines der Gangzahnräder auf die Hauptwelle und von dort über die beiden Rückwärtsgang-Zahnräder
auf die Nebenwelle und über weitere zwei Zahnräder auf die Zapfwelle. Es sind also
hierbei zwei Rückwärtsgang-Zahnräder für den gang- oder wegabhängigen Antrieb der
Zapfwelle notwendig, während beim Getriebe gemäß der Erfindung nur ein Rückwärtsgang-Zahnrad
für den gangabhängigen Antrieb der Zapfwelle verwendet wird. Es ist klar, daß dies
gegenüber der bekannten Bauart fortschrittlich ist.
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Für den motorabhängigen Antrieb der Zapfwelle sind jedoch bei dem
bekanntgewordenen Getriebe die Rückwärtsgang-Zahnräder in keiner Weise beteiligt.
Es ist aber gerade beim Getriebe gemäß der Erfindung so, daß hierbei das andere
Rückwärtsgang-Zahnrad
über das auf der Zapfwelle drehfest, aber
verschieblich angeordnete Zahnrad auch zum Antrieb der Zapfwelle mit konstanter
(motorabhängiger) Drehzahl dient. Dies ist überdies deswegen sehr vorteilhaft, weil
dadurch ohne Mehraufwand die inzwischen genormten zwei konstanten motorabhängigen
Drehzahlen der Zapfwelle erreicht werden können.
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Die Verwendung je eines Rückwärtsgang-Zahnrades gemäß der Erfindung
für einen motor- oder gangabhängigen Antrieb der Zapfwelle ist gegenüber dem geschilderten
bekannten Getriebe ein bedeutender Fortschritt, weil jeweils eines der beiden Rückwärtsgang-Zahnräder
für eine der beiden verschiedenen Antriebsarten der Zapfwelle verwendet wird ohne
weiteren Mehraufwand von Zahnrädern und Raum.
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In den Zeichnungen ist ein in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutertes Ausführungsbeispiel des Zahnräderwechselgetriebes nach der Erfindung
dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Zahnräderwechselgetriebes
für Traktoren mit vier normalen Vorwärtsgängen, drei Kriechgängen und einer Zapfwelle
in der Stellung der Zahnräder für Fahrt mit den vier normalen Gängen im Leerlauf
und in der Stellung mit fahrabhängig angetriebener Zapfwelle, F i g. 2 das Zahnräderwechselgetriebe
nach F i g. I in der Stellung der Zahnräder für Fahrt in den drei zusätzlichen Kriechgängen
im Leerlauf, F i g. 3 einen Schnitt nach Linie A-A in F i g. 2, F i g. 4 einen Schnitt
nach Linie B-B in F i g. 3 und F i g. 5 einen Teil des Zahnräderwechselgetriebes
nach F i g. 1 mit abgewandeltem Antrieb der Zapfwelle, die in der gezeigten Stellung
fahrunabhängig antreibbar ist.
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In den F i g. 1, 2 und 5 sind die Antriebs- und Abtriebswelle 1 und
21; die Vorgelegewelle 5 und die Zapfwelle 22 sowie die Rücklaufwelle 6 in der Zeichnungsebene
liegend dargestellt. In Wirklichkeit sind diese Wellen räumlich versetzt angeordnet,
wie dies aus den F i g. 3 und 4 hervorgeht. Die miteinander im Eingriff stehenden
Zahnräder sind durch gestrichelte Linien verbunden, soweit sie nicht sich an ihrem
Umfang berührend dargestellt werden konnten.
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Die Antriebsmaschine 24 treibt über eine Kupplung 23 die Antriebwelle
1 und das auf ihr befestigte Zahnrad 2 (F i g. 2). Dieses steht dauernd mit dem
auf der Vorgelegewelle 5 angeordneten Zahnrad 3 im Eingriff: Das Zahnrad 3 ist mit
einem zweiten Zahnrad 7 zu einem Doppelrad vereinigt, das frei drehbar auf der Vorgelegewelle
5 gelagert ist, jedoch durch eine ein- und ausrückbare Schaltmuffe 4 mit der Vorgelegewelle
5 gekuppelt werden kann. Auf der Vorgelegewelle 5 sind drei Zahnräder 10, 12 und
14 fest angeordnet. Diese sind mit auf der Abtriebswelle 21 frei drehbaren Zahnrädern
11, 13 und 15 dauernd im Eingriff: Die Zahnräder 11,13 und 15 können ebenfalls durch
Schaltmuffen 19 bzw. 20 mit der Abtriebswelle 21 gekuppelt werden.
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Gleichachsig mit der Vorgelegewelle 5 ist die Zapfwelle 22 angeordnet.
Auf dieser ist verschiebbar, aber mit der Zapfwelle 22 kraftschlüssig verbunden,
ein Zahnrad 18 angeordnet, das mit einem auf der Abtriebswelle 21 fest angeordneten
Zahnrad 17 in Eingriff gebracht werden kann. Das Zahnrad 7 steht in dauerndem Eingriff
mit einem Zahnrad 8, das fest auf der Rücklaufwelle 6 angeordnet ist. Auf dieser
sind ferner kraftschlüssig, aber verschiebbar ein Zahnrad 9 und ein Zahnrad
16 angeordnet. Das Zahnrad 9 kann mit dem Zahnrad 10 der Vorgelegewelle 5
in Eingriff gebracht werden und das Zahnrad 16 mit dem Zahnrad 17 der Abtriebswelle.
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Die Wirkungsweise des Zahnräderwechselgetriebes ist folgende: In F
i g. 1 ist das Doppelrad 3, 7 über die Schaltmuffe 4 mit der Vorgelegewelle 5 gekuppelt.
Das Zahnrad 9 ist außer Eingriff mit dem Zahnrad 10.
Das Zahnräderwechselgetriebe
ist damit für Fahrt in den vier normalen Vorwärtsgängen geschaltet.
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4. Gang.
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Die Schaltmuffe 19 ist nach links geschoben und verbindet die Antriebswelle
1 mit der Abtriebswelle 21, die über ein Kegelräderpaar die Hinterachse antreibt.
Das Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebs- und Abtriebswelle ist 1 : 1. 3.
Gang Die Schaltmuffe 19 wird nach rechts geschoben und verbindet das Zahnrad 11-
mit der Abtriebswelle 21. Der Antrieb geht über die Antriebswelle 1, die Zahnräder
2 und 3, die Schaltmuffe 4 auf die Vorgelegewelle 5 und die Zahnräder
10
und 11 auf die Abtriebswelle 21. Das 0bersetzungsverhältnis im Zahnräderwechselgetriebe
wird durch das Verhältnis der Zähnezahlen der Zahnräder
bestimmt. 2. Gang Die Schaltmuffe 20 wird nach links verschoben und verbindet das
Zahnrad 13 mit der Abtriebswelle 21. Von der Vorgelegewelle 5 aus geht somit der
Antrieb über die Zahnräder 12 und 13 auf die Abtriebswelle 21. Das Übersetzungsverhältnis
im Zahnräderwechselgetriebe entspricht den Zähnezahlen der Zahnräder
1. Gang Die Schaltmuffe 20 wird nach rechts verschoben und verbindet das Zahnrad
15 mit der Abtriebswelle 21. Von der Vorgelegewelle 5 aus geht somit der Antrieb
über die Zahnräder 14 und 15 auf die Abtriebswelle. Das Übersetzungsverhältnis im
Zahnräderwechselgetriebe entspricht den Zähnezahlen der Zahnräder
Rückwärtsgang Das Zahnrad 16 wird mit dem Zahnrad 17 in Eingriff gebracht.
Der Antrieb geht dann von der Antriebswelle 1 über die Zahnräder 2 und 3 und die
Zahnräder 7 und 8 auf die Rücklaufwelle 6 und über die Zahnräder 16 und 17
auf die Abtriebswelle. Das Übersetzungsverhältnis entspricht den Zähnezahlen der
Zahnräder
Zapfwellenantrieb Das Zahnrad 18 auf der Zapfwelle 22 wird, wie in F i g. 1 und
2 dargestellt, durch Verschieben nach links mit dem Zahnrad 17 der Abtriebswelle
in Eingriff gebracht. Die Zapfwelle dreht sich dann proportional zum Weg, den das
Fahrzeug zurücklegt unabhängig davon, welcher Vorwärtsgang eingeschaltet ist.
Soll
nun das Fahrzeug extrem langsam, d. h. in einem der drei zusätzlichen Kriechgänge
fahren, so werden, wie in F i g. 2 dargestellt, die Schaltmuffe 4
und das
Zahnrad 9 nach rechts verschoben. Das Doppelrad 3, 7 ist nun frei drehbar auf der
Vorgelegewelle 5, und das Zahnrad 9 befindet sich im Eingriff mit dem Zahnrad
10. Der Antrieb geht nun von der Antriebswelle 1 über die Zahnräder 2 und
3 und die Zahnräder 7 und 8 auf die Rücklaufwelle 6, über die Zahnräder 9 und 10
auf die Vorgelegewelle 5 und von dieser wahlweise über die Zahnräder 10 und 11 oder
12 und 13 oder 14 und 15 auf die Abtriebswelle 21, entsprechend der Stellung der
Schaltmuffen 19 bzw. 20, wie bereits beschrieben. Es stehen somit drei zusätzliche
Vorwärtsgänge zur Verfügung. Die Übersetzungen der Gänge 3, 2 und 1 ändern sich
dabei entsprechend dem Verhältnis der Zähnezahlen der Zahnräder
Im Rückwärtsgang und im 4. Gang ändert sich das Übersetzungsverhältnis nicht. Das
Zahnräderwechselgetriebe hat somit insgesamt sieben Vorwärtsgänge.
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Die F i g. 3 und 4 zeigen Schnitte durch das Zahnräderwechselgetriebe
nach F i g. 2 an den Stellen A-A und B-B, wobei die Rücklaufwelle 6 die Vorgelegewelle
5 und die Abtriebswelle 21 in ihrer tatsächlichen Lage dargestellt sind.
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Die F i g. 5 zeigt einen abgewandelten Antrieb der Zapfwelle, wobei
der Antrieb fahrunabhängig erfolgt. Das Zahnrad 17 ist verschiebbar und kraftschlüssig
auf der Abtriebswelle 21 gelagert. Die Rücklaufwelle 6 ist dagegen starr mit dem
Zahnrad 16 verbunden. Zum Einschalten des Rückwärtsganges wird das Zahnrad 17 mit
dem Zahnrad 16 in Eingriff gebracht. Zum Einschalten des fahrunabhängigen Antriebes
der Zapfwelle wird das Zahnrad 18 mit dem Zahnrad 16 in Eingriff gebracht, wie in
F i g. 5 dargestellt. In diesem Falle wird somit die Zapfwelle unabhängig vom zurückgelegten
Weg des Fahrzeuges mit der Übersetzung, die dem Verhältnis der Zähnezahlen der Zahnräder
entspricht, angetrieben. Die Zapfwelle dreht somit unabhängig vom eingelegten Gang
immer proportional zur Drehzahl der Antriebswelle 1.