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Zahnräderwechselgetriebe für geländegängige Kraftfahrzeuge Die Erfindung
bezieht sich auf ein Zahnräderwechselgetriebe für geländegängige Kraftfahrzeuge,
mit einem Hauptwellenzug und einem Nebenwellenzug, die in durch Kupplungen verbindbare
Wellen unterteilt sind, sowie mit einem Vorgelege, aufgeteilt in zwei Fahrgruppen,
wobei das Vorgelege zugleich für die langsame Fahrgruppe einerseits und für die
Rückwärtsgangstufen beider Fahrgruppen andererseits Verwendung findet, mit einer
Schalteinrichtung von einem Schaltorgan aus und je einer Nullstellung des Schalthebels
für jede Fahrgruppe, und mit einer Übertragung der Motorkräfte für den Direktgang
über den gekuppelten Hauptwellenzug ohne Zwischenvorgelege.
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Zur Erreichung von Kleinstgeschwindigkeiten von weniger als 1000 m/Std.
mit geländegängigen Fahrzeugen werden meist zum normalen Fahrgetriebe Zusatzgetriebe
verwendet, um die erforderlichen großen Regelbereiche von mehr als 20 zu erreichen.
Sind Zusatzgetriebe z. B. als Vorschaltgetriebe ausgebildet, so wird zwar der erforderliche
große Regelbereich erzielt, jedoch wird ein Mehrfaches des Motordrehmomentes in
das Getriebe eingeleitet. Um Überlastungen weitgehend auszuschalten, ist vorgeschlagen
worden, die Benutzung des Vorschaltgetriebes beim Fahren in den Hauptarbeitsgängen
zu sperren, was wiederum einen bedeutenden Mehraufwand erfordert. Bei diesen Zusatzgetrieben
sind besonders Umschalthebel für die Schaltgruppen erforderlich, und dazu ist noch
der eigentliche Schalthebel vorhanden.
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Es sind auch Getriebe bekannt, in deren Gehäuse über eine größere
Anzahl von Wellen und Zahnrädern die langsame sowie die schnelle Fahrgruppe schaltbar
ist, die jedoch meist eine umständliche Schaltung mit mehreren Schalthebeln und
langen Schaltwegen besitzen. Die Schaltung dieser Getriebe erfordert ein besonderes
Aufmerken des Fahrers, der bei der Feldarbeit noch dazu die Zusatzgeräte zu bedienen
hat.
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Darüber hinaus sind Zahnräderwechselgetriebe bekannt, bei denen sowohl
die Gruppe als auch die einzelnen Gänge mit einem Schalthebel betätigt werden können.
Bei diesen Getrieben ergibt sich jedoch der Nachteil, daß unzumutbare Schaltzeiten
entstehen zwischen der Schaltung des langsamsten Ganges der schnellen Gruppe und
dem schnellsten Gang der langsamen Gruppe, was bei Fahrern im bergigen Gelände als
ein Gefahrmoment betrachtet werden muß. Weiter sind Ausführungen bekannt, wo bei
einer Schalthebelbewegung mehrere Schaltfunktionen ausgeführt werden. Der Nachteil
ist ein komplizierter Aufbau der Schaltung und ein erhöhter mechanischer Aufwand.
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In Erkennung der Nachteile der bisherigen Ausführungen wurde mit der
Erfindung ein Zahnräderwechselgetriebe für geländegängige Kraftfahrzeuge geschaffen,
mit einem Hauptwellenzug und einem Nebenwellenzug, womit über nur elf Zahnräder
und zwei Schaltklauen mit Gegenklauen die Erfordernisse der Praxis weitgehend erreicht
wurden.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung besteht aus einer Gruppe von drei
langsamen Vorwärtsgängen und einem langsamen Rückwärtsgang durch den Antrieb der
einen Welle des Nebenwellenzuges über das Vorgelege bei gelösten Kupplungen des
Haupt- und des Nebenwellenzuges, aus einer Gruppe von drei schnellen Vorwärtsgängen
und einem schnellen Rückwärtsgang durch Schließen der Kupplung des Nebenwellenzuges
und einem Direktgang durch Schließen der Kupplung und des Hauptwellenzuges; wobei
die Vorwärtsgänge durch Einschieben von drei auf der getriebenen Welle des Hauptwellenzuges
drehfesten Schieberädern in auf einer der Wellen des Nebenwellenzuges feste Zahnräder
und die Rückwärtsgänge durch Einschieben eines Schieberades in ein Zahnrad des Vorgeleges
schaltbar ist und die beiden Kupplungen durch eine gemeinsame Kupplungsgabel betätigbar
sind; wobei insbesondere die großen Übersetzungen am Ende des Kraftflusses im Schaltgetriebe
angeordnet sind, so daß das normale Motordrehmoment ins Zahnräderwechselgetriebe
eingeleitet wird. Die Gänge sind in gleichmäßigen Abständen untersetzt und durch
die Verwendung des für die Rückwärtsgänge beider Schaltgruppen bestimmten Vorgeleges
als Zwischenzahnräder für die langsame Fahrgruppe, ist die erforderliche Übersetzung
von größer als 20:1 erreicht worden. Die Schaltung erfolgt sowohl für die Gruppenschaltung
als auch für die sieben Vorwärts- und zwei Rückwärtsgangstufen durch einen Schalthebel,
wobei die Gänge so aufgeteilt sind, daß die drei Vorwärtsgänge
der
langsamen Gruppe als sogenannte Kriechgänge für die Benutzung auf der Straße oder
im bergigen Gelände nicht benötigt werden, so daß der obenerwähnte Nachteil der
Einhebelschaltung bei Gruppengetrieben umgangen wurde. Beim Wechseln von einer Gruppe
in die andere findet bereits eine Vorkupplung bzw. Vorschaltung eines Zahnradsatzes
statt, von welcher Stellung aus die gewünschten Gänge der schnellen oder der langsamen
Gruppe geschaltet werden können. Der Schaltvorgang im Getriebe erfolgt über drei
Schaltstangen, an welchen sich drei Schaltgabeln befinden, wovon eine als Doppelgabel
ausgebildet ist, für die gleichzeitige Betätigung der Kupplungen auf dem Hauptwellenzug
und auf dem Nebenwellenzug. Die Kupplung auf dem Nebenwellenzug ist mit einem verlängerten
Keilprofil ausgerüstet, das in der Bereitschaftsstellung für die schnelle Fahrgruppe
bereits die Verbindung der beiden Wellenteile des Nebenwellenzuges herstellt, nicht
aber noch die Kupplung der beiden Wellenteile des Hauptwellenzuges. Die Schaltstellungen
wurden so angeordnet, daß sich in jeder Fahrgruppe die verschiedenen Gangstufen
an derselben Stelle befinden, d. h. daß die gleiche Armbewegung in gleicher Richtung
erfolgen kann, z. B. beim Anfahren oder beim Rückwärtsgang, sowie für die übrigen
Gänge. Ebenso wie für die Gruppenschaltung ein kurzer Schaltweg vorhanden ist, sind
die übrigen Schaltungen ebenfalls durch kurzwegige Betätigung des Schalthebels zu
erreichen. Während die Rückwärtsgänge, wie üblich, über das Vorgelege geschaltet
werden, wurde bei diesem Zahnräderwechselgetriebe das Vorgelege auch für die langsame
Fahrgruppe ausgenutzt, wobei es möglich war, in sparsamster Zahnradverwendung ein
Zahnrad auf dem Hauptwellenzug als Schieberad für einen Fahrgang der schnellen Gruppe,
einen Fahrgang der langsamen Gruppe und für beide Rückwärtsgänge zu benutzen. Der
Nebenwellenzug, der als Hohlwelle ausgebildet: sein kann, dient in diesem Fall zur
Aufnahme bzw. zur Durchführung der Zapfwelle, die durch ein geeignetes Kupplungssystem
beim Stillstand des Fahrzeuges angetrieben werden kann. Desgleichen kann der Antrieb
der Zapfwelle in Abhängigkeit der Fahrbewegung, und zwar der verschiedenen Gangstufen,
gekuppelt werden.
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In den Zeichnungen ist in schematischen Darstellungen die Anordnung
des Getriebes mit den verschiedenen Schaltvorgängen gezeigt.
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Fig. 1 ist die Nullstellung des Getriebes, in dem sich die Zahnräder
1 bis 11, die Schaltklauen 12 bis 15, der Hauptwellenzug 16, der Nebenwellenzug
17 sowie die Vorgelegewelle 18 befinden. Die Vorgelegewelle ist in: ihrer Lagerung
im Dreieck zum Hauptwellenzug und Nebenwellenzug angeordnet, in den Fig. 1 sowie
3 bis 12 jedoch in einer Ebene gezeichnet. Die Zahnräder 1, 2, 4, 6, 8, 10 und 11
sind mit ihren Achsen fest verbunden. Die Zahnräder 3, 5, 7 und 9 sind mit ihren
Achsen drehfest, jedoch axial verschiebbar verbunden. Die Schaltklaue 12 ist auf
dem Antriebswellenteil des Hauptwellenzuges 16 axial verschiebbar, während die Schaltklane
13 mit dem Abtriebswellenteil des Hauptwellenzuges 16 fest verbunden ist. Die Schaltklaue
14 ist in Verbindung mit dem Zahnrad 3 axial verschiebbar auf dem Antriebswellenteil
des Nebenwellenzuges 17 angeordnet, und die Schaltklaue 15 ist in fester Verbindung
mit dem Abtriebswellenteil des Nebenwellenzuges 17.
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In Fig. 2 ist das Schaltbild, vom Schalthebel aus gesehen, mit den
Nullstellungen 19 und 20 für die Gruppenschaltungen, sowie mit den in den Kreisen
eingetragenen Gangstufen dargestellt, wobei 1 der kleinste Fahrgang der langsamen
Fahrgruppe ist und 7 der Direktgang und wobei gegenüber dem kleinsten Fahrgang 1
der langsame Rückwärtsgang liegt, ebenso wie sich gegenüber dem kleinsten Fahrgang
der schnellen Fahrgruppe der schnelle Rückwärtsgang befindet.
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In den Fig. 3 bis 11 ist der Kraftfluß der einzelnen Gangstufen dargestellt,
wobei nur die Zahnräder bezeichnet sind, die für die jeweilige Gangstufe geschaltet
werden.
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Fig. 3 zeigt die Schaltung für die Gangstufe 1, also für den kleinsten
Gang der langsamen Fahrgruppe; Fig. 4 zeigt die Schaltung für den 2. Gang und Fig.
5 den 3. Gang der langsamen Fahrgruppe; Fig. 6 ist der langsame Rückwärtsgang. Fig.
7 ist der kleinste Gang der schnellen Fahrgruppe, also der 4. Gang. Hierbei befindet
sich die Schaltklaue 14 mit dem vorderen Teil der Schaltklaue 15 im Eingriff, wie
auch bei den nächstbeiden höheren Gängen und dem schnellen Rückwärtsgang. Die weitere
Kraftübertragung bei diesem Gang erfolgt über die Zahnräder 6 und. 5. Fig. 8 ist
der 5. Gang; Fig. 9 der 6. Gang. In Fig. 10, dem größten Gang, erfolgt der Kraftfluß
direkt über den Hauptwellenzug 16 durch die Kupplung 12-13. Hierbei steht die Schaltklaue
14 im hinteren Teil der Schaltklaue 15 im Eingriff, wodurch der Nebenwellen, zug
17 und das Vorgelege 18 im Leerlauf bleibt und dadurch für den Ölumlauf im Getriebe
sorgt. Es kann aber auch die Schaltklaue 15 im hinteren Teil ohne Eingriffsklauen
gelassen sein, weshalb sich dann der Abtriebsteil des Nebenwellenzuges 17 sowie
die Vorgelegewelle 18 im Stillstand befinden. Fig. 11 ist der Rückwärtsgang der
schnellen Fahrgruppe. In dieser schematischen Darstellung ist, ebenso wie bei dem
langsamen Rückwärtsgang (Fig. 6), das Zahnrad 11 der Vorgelegewelle 18 mit dem Schieberad
5 des Hauptwellenzuges 16 im Eingriff gezeigt. Infolge der abgewinkelt gezeichneten
Stellung der Vorgelegewelle 18 ist der Zahneingriff zwischen den Zahnrädern 11 und
5 gestrichelt eingezeichnet. Das Zahnrad 11 der Vorgelegewelle 18, das sich im dauernden
Eingriff mit dem Zahnrad 8 des Nebenwellenzuges 17 befindet, besitzt eine vergrößerte
Zahnbreite für die Schaltung mit dem Schieberad 5.
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In Fig. 12 wurde unter Verwendung der gleichen Wellenzahl sowie der
gleichen Zahnradanordnung für das Zahnräderwechselgetriebe der zusätzliche Antrieb
21-22 für die Zapfwelle 23 dargestellt mit den dazugehörigen Kupplungen 24, 25 und
26, in einer Anordnung, die üblich ist.