DE3048770C2

DE3048770C2 - Schaltvorrichtung für die Drehrichtungsumkehr eines Zahnräderwechselgetriebes

Info

Publication number: DE3048770C2
Application number: DE3048770A
Authority: DE
Inventors: Thomas William Dubuque Ia. Freiburger
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 1980-01-11
Filing date: 1980-12-23
Publication date: 1983-12-08
Also published as: GB2067250B; SE441771B; FR2473664B1; FI69193B; GB2067250A; SE8100105L; JPS56101444A; FI804066L; JPH0155340B2; IT8147512A0; IT1142252B; CA1152357A; FI69193C; FR2473664A1; DE3048770A1

Description

30

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung für die Drehrichtungsumkehr eines Zahnräderwechselgetriebes mit einer Eingangswelie, mit der ein Zahnrad über eine Synchronisierkupplung oder ein Umkehrrad über eine Schaltkupplung antriebsverbindbar ist, und einer Nockenschaltungsanordnung mit mindestens einer Führungsbahn, in der mit Kupplungsbetätigungsgliedern für die Synchronisierkupplung und die Schaltkupplung jeweils verbundene Nocken geführt sind und die je eine Einschaltstellung für die Antrisbsverbindung des Zahnrades mit der Eingangswelle und die des Umkehrrades mit der Eingangswelle aufweist

Bei dieser Schaltvorrichtung (US- PS 27 72 652) ist die Nockenschaitungsanordnung als eine zwei Führungsbahnen aufweisende schwenkbare Kurvenscheibe ausgebildet, wobei die Einschaltstellungen derart angeordnet sind, daß bei stillstehendem Fahrzeug die Eingangswelie noch umlaufen kann, was unter Umständen beim Einrücken des Umkehrrades zu Schwierigkeiten führen kann.

Andererseits ist es bereits bekannt (US-PS 40 16 773), ein Zahnräderwechselgetriebe mit einem unsynchronisierten Rückwärtsgang zu versehen, der durch ein über eine Schaltkupplung antriebsverbundenes Umkehrrad schaltbar ist. Dieses Getriebe weist ferner eine über ein Betätigungsglied einrückbare Synchronisierkupplung für mindestens einen Vorwärtsgang und ein auf einer Eingangswelie angeordnetes Zahnrad auf, über das die Eingangswelle beim kurzfristigen Einrücken der Synchronisierkupplung in ihrer Drehzahl abbremsbar ist Zum Durchführen des kurzfristigen Einrückens ist ein aufwendiges Schaltgestänge mit mehreren Schaltstangen und einer besonders ausgebildeten Synchronisierkupplung erforderlich.

Die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe wird darin gesehen, die Schalteinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß unmittelbar vor der Drehrichtungsumkehr die Eingangswelle durch Bnrükken der Synchronisierkupplung abgebremst werden kann.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Führungsbahn eine Ausbuchtung o. dgL für eine weitere Einschaltstellung für die Antriebsverbindung des Zahnrades mit der Eingangswelle aufweist, die so angeordnet ist, daß das Zahnrad kurzfristig mit der Eingangswelle verbunden wird, bevor das Umkehr rad mit der Eingangswelle verbunden wird. Auf diese Weise wird unmittelbar vor dem Umkehren der Drehrichtung die Synchronisierkupplung kurzfristig in eine Einschaltstellung bewegt, so daß die Eingangswelle vor der Drehrichtungsumkehr abgebremst wird, sofern eine Antriebsverbindung bei stillstehendem Fahrzeug mit dem Endantrieb besteht

Besonders gut eignet sich die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung für Getriebe mit Umkehrrädern, die über eine unsynchronisierte Schaltkupplung mit der Eingangswelle verbindbar sind, wobei das Umkehrrad auch ständig mit der Eingangswelle drehfest aber längsverschiebbar verbunden sein kann.

In der Zeichnung ist ein nachfolgend näher erläutertes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 einen Teilschnitt durch ein Zahnräderwechselgetriebe,

F i g. 2 eine Umkehrwelle für das Zahnräderwechselgetriebe nach F i g. 1, ebenfalls im Schnitt

F i g. 3 das Zahnräderwechselgetriebe nach F i g. 1 mit der zugehörigen Schaltvorrichtung,

Fig.4 eine Nockenschaltung für die Schaltvorrichtung in F i g. 3.

In den F i g. 1 und 3 der Zeichnung ist ein typisches Gruppenschaltgetriebe für insbesondere Baumaschinen dargestellt Im einzelnen ist ein Getriebegehäuse 11 mit einer Vorderwand 13 und einer rückwärtigen Wand 15 versehen, wobei in der Vorderwand 13 und einer inneren Wand 17 eine Eingangswelle 19 gelagert ist. Diese ist über Keile 23 mit einer Hauptwelle 21 verbunden, die ihrerseits wiederum zu einer in der Zeichnung der Einfachheit halber nicht dargestellten Hauptkupplung führt die ihrerseits über einen nicht dargestellten Verbrennungsmotor angetrieben wird. Auch kann die Hauptwelle noch durch einen Umlaufradwechselgetriebeteil geführt sein.

Auf der Eingangswelle 19 sind ein Zahnrad 25 mit kleinem Zahnkranz, über das sich die untere Ganggruppe schalten läßt und ein Zahnrad 27 mit größerem Zahnkranz vorgesehen, über das sich die höhere Ganggruppe schalten läßt Zum Einschalten der niedrigeren oder höheren Ganggruppe bzw. zur Verbindung der Zahnräder mit der Eingangswelle 19 dient eine Synchronisierkupplung 29, die somit dem Gruppengetriebeteil zugeordnet ist Sie weist zwei Synchronringe 31 auf, die beiderseits eines Synchronteiles 33 angeordnet sind. Seine Nabe 35 ist über Keile 37 mit der Eingangswelle 19 verbunden. Einer der Synchronringe 31 ist mit einer Keilverzahnung 39 versehen und kann so mit dem Zahnrad 25 verbunden werden, wohingegen der andere Synchronring 31 über eine Keilverzahnung 41 mit dem Zahnrad 27 verbindbar ist. Werden nun die Synchronringe in Richtung des Pfeiles L geschoben, so tritt eine Synchronisation zwischen dem rückwärtigen Synchronring 31 und dem Synchronteil 33 auf, nachdem die Keilverzahnung 39 über die Keile 37 an der Nabe 35 geschoben wurde. Damit sind die Nabe 35, das Zahnrad 25 und der

rückwärtige Synchronring so miteinander verbunden, daß sie gemeinsam umlaufen können. Hierdurch wird das Zahnrad 25 positiv mit der Eingangswelle 19 verbunden.

Durch Verschieben des SynchronriDges 31 in die gegenüberg Richtung, d. h. in die Richtung des Pfeiles H, werden der erste Synchronring 31 und der Synchronteil 33 synchronisiert, wodurch ein positiver Eingriff zwischen dem Zahnrad 27 und der Nabe 35 entsteht, dadurch daß die Keilverzahnung 41 mit der Nabe verbunden wird.

Ebenfalls ist auf der Eingangswelle 19 ein Umkehrrad 43 angeordnet, und eine Schaltkupplung 45 für die Rückwärtsfahrt befindet sich auf der Eingangswelle 19 zwischen dem Zahnrad 25 und dem Umkehrrad 43. Im ^1S einzelnen besteht die Schaltkupplung 45 für Rückwärtsfahrt aus einem Innenring 47, der auf der Eingangswelle 19 aufgekeilt ist Ein Außenring 49 ist axial verschiebbar auf Keilen 51 am Innenring 47 und weiter m Richtung des Pfeiles R, wodurch ein positiver Eingriff in Zähne 53 ^Μ erfolgt die auf der Nabe des Umkehrrades 43 vorgesehen sind.

Des weiteren weist das Zahnräderwechselgetriebe eine Gegenwelle 55 auf, die drehbar in der Vorderwand 13 und der inneren Wand 17 gelagert ist In der Zeichnung ist die Gegenwelle nicht in ihrer wahren Position dargestellt, da sonst das Verständnis der Getriebefunktion erschwert würde. Auf der Gegenwelle 55 sind Gegenwellenräder 57, 59, 61 und 63 fest angeordnet, wobei das Gegenwellenrad 57 einen kleineren Durchmesser als das Gegenwellenrad 59 aufweist Auch der Durchmesser des Gegenweilenrades 61 ist kleiner als der Durchmesser des Gegenwellenrades 63. Wie ferner aus der Zeichnung hervorgeht ist das Gegenwellenrad 59 ständig im Eingriff mit dem Zahnrad 25, und das Gegenwellenrad 63 kämmt ständig mit dem Zahnrad 27.

Eine Getriebewelle 65 ist drehbar in der Vorderwand 13 und der inneren Wand 17 angeordnet. Sie nimmt drehbar ein großes Zwischenrad 67 und ein kleines Zwischenrad 69 und ein weiteres Zwischenrad 71 auf, die ständig mit den Gegenwellenrädern 57, 59 und 61 kämmen. Ferner ist die Getriebewelle 65 mit einem auf ihr fest angeordneten Ausgangszahnrad 73 versehen, das ständig mit einem Zahnrad 75 auf einer Welle 77 kämmt Letztere ist in der inneren Wand 17 und einer Zwischenwand 79 gelagert wobei ihr Zahnrad 75 ständig mit einem Ausgangszahnrad 81 kämmen kann, das wiederum drehfest auf einer Ausgangswelle 83 angeordnet ist die ihrerseits zwischen der inneren '° Wand 17 und der Zwischenwand 79 drehbar angeordnet ist Um nun wahlweise eine positive Antriebsverbindung zwischen den Zwischenrädern 67, 69, 71 und der Getriebewelle 65 zu erreichen, sind auf letzterer eine erste und zweite Kupplung 85 und 87 vorgesehen, die ähnlich ausgebildet sind wie die Schaltkupplung 45. Im einzelnen weisen die Kupplungen 85 und 87 Innenringe 89 auf, die mit der Getriebewelle 65 über Keile 91 und 92 verbunden sind. Ein Außenring 93 der Kupplung 85 ist axial verschiebbar auf dem Innenring 89 vorgesehen, und bei Verschiebung des Außenringes 93 in Richtung des Pfeiles A werden seine inneren Keile mit Zähnen 95 an dem Zwischenrad 67 eine Antriebsverbindung herstellen. Wird der Außenring 93 dagegen in Richtung des Pfeiles D verschoben, so wird eine Antriebsverbindung des Außenringes 93 mit dem Zwischenrad 69 über Zähne 97 am Zwischenrad 69 erfolgen. In gleicher Weise ist ein Außenring 99 axial verschiebbar auf dem Innenring 89 der Kupphing 87 vorgesehen, und bei Verschiebung in Richtung des Pfeiles Cwird über Zähne 101 am Zwischenrad 71 eine Antriebsverbindung mit dem Zwischenrad 71 hergestellt

Aus F i g. 2 ist zu ersehen, daß eine Umkehrwelle 103 drehbar zwischen der inneren Wand 17 und einer Wand 105 parallel zu und hinter der Eingangswelle 19 angeordnet ist Die Umkehrwelle 103 ist mit einem ersten und einem zweiten Reversierrad 107 und 109 fest verbunden. Hierbei ist das erste Reversierrad 107 in einer ständigen Eingriffsverbindung mit dem Umkehrrad 43 auf der Eingangswelle 19, während das zweite Reversierrad 109 ständig mit dem Gegenwellenrad 59 auf der Gegenwelle 55 kämmt

Die Schaltung für Vorwärtsfahrt erfolgt in herkömmlicher Weise. Ein erster Gang wird dadurch geschaltet daß der Außenring 93 in Richtung des Pfeiles A verschoben wird, wodurch er in die Zähne 95 des Zwischenrades 67 eingreift und die Synchronisierkupplung 29 in Richtung des Pfeiles L Ein zweiter Gang wird dadurch erreicht daß die Synchronisierkupplung 29 in Richtung des Pfeiles H verschoben wird. Es wird darauf hingewiesen, daß die ersten beiden Gänge somit über das Zwischenrad 67 verlaufen. Die dritten und vierten Gänge werden über das Zwischenrad 71 geführt und der fünfte und sechste Gang läuft über das Zwischenrad 69.

Wird nun ein Fahrzeug, das mit diesem Zahnräderwechselgetriebe ausgerüstet ist, zum Stillstand abgebremst, dann steht auch die Ausgangswelle 83 still, wodurch auch die Getriebewelle 65 nicht mehr umläuft, und zwar infolge der Eingriffsverbindungen zwischen dem Ausgangszahnrad 73, dem Zahnrad 75 und dem Ausgangszahnrad 81. Selbst dann, wenn auch die Hauptkupplung, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist ausgerückt ist, wird die Eingangswelle noch die Tendenz aufweisen umzulaufen, und dies trifft insbesondere dann zu, wenn die Hauptkupplung nicht ausgerückt ist und der Motor noch umläuft Andererseits ist es üblich, daß eins der Zwischenräder 67, 69 oder 71 mit der Getriebewelle 65 antriebsverbunden ist bevor ein Rückwärtsgang eingeschaltet wird, so daß auch die Getriebewelle 65 nicht mehr umläuft. Daher wird der Umlauf des Gegenwellenrades 59 der Reversierräder 109 und 107 und des Umkehrrades 43 gestoppt. Da jedoch die Eingangswelle 19 zumindest noch infolge von Trägheitsmomenten umläuft, wird auch die Schaltkupplung 45 für das Umkehrrad umlaufen, so daß eine direkte Schaltung der Kupplung 45 in Richtung des Pfeiles R, um einen Eingriff mit den Zähnen 53 zu erhalten, ein Aufeinandertreffen der Zähne 53 des Umkehrrades und der Kupplung 45 bewirkt. Um dies zu verhindern, wird durch Betätigung der Synchronisierkupplung 29 entweder in Richtung des Pfeiles H oder L die Eingangswelle 19 immer langsamer umlaufen, wodurch eine positive Verbindung zwischen der Eingangswelle 19 und der abgebremsten Getriebewelle 65 entsteht Sobald dies erfolgt ist, kann die Schaltkupplung 45 ohne Schwierigkeiten betätigt werden.

Aus Fig.3 ist zu entnehmen, daß das Zahnräderwechselgetriebe noch mit einer Synchronisierungsmuffe 108 versehen ist, die ein Kupplungsbetätigungsglied 110 aufvvjist Die Synchronisierungsmuffe umgibt die Synchronisierkupplung 29. Eine Schaltmuffe 111 ist ebenfalls mit einem Kupplungsbetätigungsglied 113 versehen und umgibt die Schaltkupplung 45. Eine Schaltstange 115 erstreckt sich durch eine Bohrung in dem Kupplungsbetätigungsglied 110 und dem Kupp-

lungsbetätigungsglied 113 und ist in dem Getriebegehäuse fest und parallel zur Eingangswelle 19 angeordnet, so daß die Synchronisierungsmuffe 108 und die Schaltmuffe 111 leicht auf ihr verschoben werden können. Dritte und vierte Schaltmuffen 117 und 119, die ähnlich wie die Schaltmuffe 111 ausgebildet sind, sind verschiebbar auf einer zweiten Schaltstange 121 vorgesehen, die ebenfalls in dem Getriebegehäuse fest angeordnet ist und parallel zu der Getriebewelle 65 verläuft. Hierbei umgibt die Schaltmuffe 117 die Kupplung 85 und die Schaltmuffe 119 die Kupplung 87. Aus F i g. 3 und insbesondere aus F i g. 4 ist zu ersehen, daß eine Nockenschaltungsanordnung 123 schwenkbar in dem Getriebe über eine Anschlußstelle 124 vorgesehen ist. Im einzelnen ist die Nockenschaltungsanordnung 123 mit einer ersten Führungsbahn 125 versehen, in der ein Nocken 137 des Kupplungsbetätigungsgliedes 110 geführt werden kann, während in einer zweiten Führungsbahn 127 ein Nocken 135 des Kupplungsbetätigungsgliedes 113 verschiebbar ist. Die Konturen der Führungsbahnen 125 und 127 begrenzen bei Schwenken der Nockenschaltungsanordnung 123 die Schalttätigkeit der Kupplungen 29 und 45. In gleicher Weise kontrolliert eine Nockenscheibe 131 die Kupplungstätigkeit der Kupplungen 85 und 87.

Aus F i g. 4 geht hervor, daß die Führungsbahnen 125 und 127 der Nockenschaltungsanordnung 123 so ausgebildet sind, daß sie Spuren für die Nocken 135 und 137 begrenzen, so daß die gewünschte Rückwärtskupplung ohne Schwierigkeiten und ohne Aufeinandertreffen von Zähnen erfolgt. Der Schnittpunkt der Führungsbahn 125 und 127 mit der Linie 1-1 zeigt die Stellung der Nocken 135 und 137 an, in der das Getriebe sich in einer Stellung für Rückwärtsfahrt befindet. Der Schnittpunkt der Führungsbahn 125 und 127 mit der Linie 5-5 zeigt die Stellung der Nocken 135 und 137 an,

ίο in der das Zahnrad 25 mit der Eingangswelle 19 drehfest verbunden ist, wobei die Schaltkupplung 45 sich nicht mit dem Umkehrrad 43 in Verbindung befindet. Der Schnittpunkt der Führungsbahn 125 und 127 mit der Linie 9-9 zeigt die Stellung der Nocken 135 und 137 an, in der das Zahnrad 27 mit der Eingangswelle 19 verbunden ist, wobei die Schaltkupplung 45 für das Umkehrrad nicht eingerückt ist. Der Schnittpunkt der Führungsbahn 125 und 127 mit der Linie 3-3 bzw. 7-7 zeigt die Neutralstellungen an. Die Führungsbahn 125 zeigt für eine weitere Einschaltstellung eine seitliche Ausbuchtung 133 von ausreichender Größe, mit der die Synchronisierungsmuffe 108 die Synchronisierkupplung 29 derart verstellen kann, daß das Zahnrad 27 für einen Augenblick mit der Eingangswelle verbunden und sofort danach wieder von ihr getrennt wird, gerade bevor die Schaltmuffe 111 einrastet, d. h. es findet kein Aufeinandertreffen der Zähne mehr statt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltvorrichtung für die Drehrichtungsumkehr eines Zahnräderwechselgetriebes mit einer EngangsweUe, mit der ein Zahnrad über eine s Synchronisierkupplung oder ein Umkehrrad über eine Schaltkupplung antriebsverbindbar ist, und einer Nockenschaltungsanordnung mit mindestens einer Führungsbahn, in der mit Kupplungsbetätigungsgliedern für die Synchronisierkupplung und die ι ο Schaltkupplung jeweils verbundene Nocken geführt sind und die je eine Einschaltstellung für die Antriebsverbindung des Zahnrades mit der Eingangswelle und die des Umkehrrades mit der Eingangswelle aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn (125) eine Ausbuchtung (133) o. dgL für eine weitere Einschaltstellung für die Antriebsverbindung des Zahnrades (25 bzw. 27) mit der Eingangswelle (19) aufweist, die so angeordnet ist, daß das Zahnrad (25 bzw. 27) kurzfristig mit der Eingangswelle (19) verbunden wird, bevor das Umkehrrad (43) mit der Eingangswelle (19) verbunden wird.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umkehrrad (43) über eine unsynchronisierte Schaltkupplung (45) mit der Eingangswelie (19) verbindbar ist