DE1530601A1

DE1530601A1 - Antriebsvorrichtung fuer eine mit unterschiedlichen Drehzahlen ueber Zahnraeder antreibbare Zapfwelle

Info

Publication number: DE1530601A1
Application number: DE19651530601
Authority: DE
Inventors: Fresman Karl Heinz; Pakala George William
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 1964-08-20
Filing date: 1965-08-13
Publication date: 1969-10-09
Also published as: ES316641A1; GB1107063A; US3261222A

Description

JOHN DEERE - IANZ ₍₂₉₀₃₎ — .-*· . Aktiengesellschaft

Antriebsvorrichtung für eine mit unterschiedlichen

Drehzahlen über Zahnräder antreibbare Zapfwelle ÜSA-Pa-

tent-

. ; , schrift

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für eine mit unterschiedlichen Drehzahlen über Zahnräder antreibbare Zapfwelle, Insbesondere für Ackerschlepper. Die mit dem Erfin dungsgegenstand zu lösende Aufgabe wird vornehmlich darin gesehen, die Einrichtung, mittels deren die Zapfwelle mit unter schiedlichen Drehzahlen antreibbar ist, in ihrem Aufbau zu verbessern.

Bs ist bekannt, eine Zapfwelle Über zwei mit unterschiedlichen Drehzahlen umlaufende Zahnräder anzutreiben, wozu eine im Ge triebegehäuse eines Schleppers unversohiebbar gelagerte Zapfwelle über zwei Kupplungen mit den beiden, auf der Zapfwelle drehbar gelagerten Zahnräder in lingriff bringbar ist. Die Zahnräder liegen dabei m iÄren Innenseiten gegeneinander an, während die Kupplungen an ihren Außenseiten angeordnet sind. letztere sitzen dabei drehfest, jedoch axial verschiebbar auf der Zapfwelle. Diea ist ermöglicht durch je »inen durch die Zapfwelle hindurchgeführten, mit dar jeweiligen Kopplung verbundenen Stift, gegen die in einer längsbohxung der Zapfwelle gelagerte Längsstäbe zur Anlage kommen können. Bin Längsatab tritt dabei endaeitig aus der Zapfwelle aus und kann mittels eines Zapfwellenendstummels derart axial verschoben werden, Äaß er einenends gegen den durch die erste Kupplung &indurehgeführten Stift zur Anlage kommt und bei weiterer Axialverschiebung dies· Kupplung mit dem ereten Zahnrad in Eingriff bringt, wodu*Öh die Zapfwelle mit der Geschwindigkeit dee erste» Zataurade» umläuft. Gleichzeitig wird durch einen weiteren Länga*tftb, der In einer Längebohrung zwischen den beiden Stiften de* erste» untt zweiten Kupplung vorgesehen ist, der zweite Stift u»ä eoait die zweite Kupplung derart axial gegen die Wirkung eiser Jeder -fereohoben» daß sie mit dem zweiten Zahnrad außer Eingriff kommt. Soll dagegen das zweite Zthiusad mit der Zapfwelle drehtest verbunden werden, d.h. die aweite Kupplung mit dem zweite»· ^|jtoa4_:,Tjßlbiiiiden werden, so wird das Zapiwellenend-

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stück durch, ein ir.it einer Längs bohrung versehenes, weiteres Zapfwellenendstück ersetzt. Durch die in diesen Endstück vorgesehene Längebohrung ist es ermöglicht, daß der in der Längsbohrung der Zapfwelle vorgesehene vordere Längs stab axial frei beweglich, ist, so daß eine Feder die zweite Kupplung bzw. deren Stift derart auf der Zapfwelle verschiebt, daß sie mit dem zweiten Zahnrad in Bin-r griff kommt, wobei gleichzeitig eine auf dem zwischen den beiden Stäben befindlicher Längsstab aufgesteckte Druckfeder die erste Kupplung so verschiebt, daß ihre Verbindung mit dem ersten Zahnrad gelöst wird.

W Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Zapfwelle im Tetriebegehäifc e des Motorfahrzeuges axial verschiebbar gelagert und mit mit unterschiedlichen Drehzahlen umlaufenden Antriebsrädern kuppelbar ist. Auf diese Weise läßt sich die Zapfwelle durch bloße axiale Verschiebung -:it unterschied lichen Drehzahlen antreiben, wozu sie in ihren Endstellungen mit je einem Antriebsrad in Eingriff gebracht wird. Hierdurch ergibt sich eine konstruktiv einfache und billige Einrichtung für mit unterschiedlichen Drehzahlen antreibbare Zapfwellen, die überdies wenig 3töranfällig ist.

der Erfindung ist es vorteilhaft, die Zapfwelle zur; v/uh sen Kuppeln sit mit unterscLiadliclian Drehzahlen umlaufenden Antriebsrädern durc mindestens eine Feder in einer Richtung urd mittels eines zu ihr gleichachsig angeordneten, einen Ansatz aufv/eiaenden, auswechselbaren Zapfv/ellenendstückes in der Gegenrichtung axial verschiebbar anzuordnen, iüs lurch ein anders profiliertes "■e.pf'.'/ellönendstlick ercetst .virä, :ienn die Zapfwelle unter derr. Einfluß der Feder mit dem anderen Antriebsrad gekuppelt ist. Das hat den Vorteil» daß die Axialverschiebung der Zapfwelle ebenfalls mittels einfacher konstruktiver Llittel» nämlich in einer Richtung mittels einer Feder, in der CxP£pvvz.ϊιϊχλ^ mittels eines, einen Ansatz aufweisenden, gegen ein ohne Ansatz ausgebildetes Zapfwellenendstück auswechselbaren Endstückes ermöglicht wird.

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Gemäß der Erfindung ist ein weiterer Vorteil darin zu sehen, daß

die Zapfwelle mit dem sie axial verschiebenden Zapfwellenendstück über eine das hintere Ende der Zapfwelle drehfest, jedoch axial " verschiebbar aufnehmenden Hohlwelle verbunden ist. Dies gewährleistet, daß die Anschlußstellen für das jeweilige Zapfwellenendstück trotz der Axialverschiebung der Zapfwelle ihre Lage nicht verändern, so daß das Zapfwellenendstüok in einfacher Weise mit der Hohlwelle verbunden wenden kann.

Gemäß der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Zapfwelle mit Kupplungszähnen versehen i»t, die mit an den im Getriebegehäuse angeordneten Antriebsrädern vorgesehenen Gegenzähnen in Eingriff bringbar sind» Hierbei wird die Verbindung der Zapfwelle mit dem entsprechenden Antriebsrad lediglich durch das Vorhandensein entsprechender Zähne hergestellt.

Damit stets nur ein Antriebsrad mit der Zapfwelle drehfest verbindbar ist, besteht ein wtiteres ©rfindungsgemäßes Merkmal darin, daß der Abstand der auf der Zapfwelle angeordneten Kupplungs zähne größer iBt als der Abstand der an den Antriebsrädern vorgesehenen Gegenzähne. Um dabei eine raumsparende Konstruktion zu erreichen und den gesamten Zapfwellenantrieb in kleinen Abmessungen zu halten, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen» daß die mit den auf der Zapfwelle angeordneten Kupplungszähneain Eingriff bringbaren Gegenzähne in den Naben der Antriebsräder an den sich abgewandten Seiten vorgesehen sind.

Vorteilhaft ist die die Zapfwelle in einer Sichtung axial verschiebende Feder in einer Axialbohrung der Zapfwelle geführt. Hierdurch wird ein großer Teil der feder von der Axialbohrung aufgenommen, was ebenfalls dazu beiträgt, daß die Zapfwelle in ihrer Länge klein gehalten werden kann.

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Außerdem wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die axial verschiebbare Zapfwelle aus zwei Teiletücken gebildet ist, die über eine ausrückbare Schaltmuffe miteinander verbindbar Bind« Di® ist vorteilhaft, weil somit das aus dem Getriebe austretende Zapfwellen· endstück von dem Zapfwellenantrieb vermittels der Schaltmuffe getrennt werden kann, auch dann, wenn eines der Antriebsräder mit der Zapfwelle im Eingriff ist.

Zur lagerung der axial verschiebbaren Zapfwelle wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Zapfwelle einenends in der im Ge- ^ triebegehäuse drehbar gelagerten Hohlwelle, anderenends in einer drehbar im Getriebegehäuse gelagerten, am entgegengesetzten Snde austretenden Zapfwelle über ein lager und mittig in einem im Getriebegehäuse angeordneten Lager geführt ist.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal besteht darin, daß die Antriebsräder der Zapfwelle im Getriebegehäuse axial unverschiebbar angeordnet und auf der Zapfwelle gelagert sind, wobei erfindungsgemäß die tfaben der Antriebsräder mit ihren einander zugeordneten Stirnenden gegeneinander liegen, während das äußere Nabenende eines Antriebsrades gegen das das Mittellager der Zapfwelle aufnehmende Getriebegehäuse, das äußere Fabenende des anderen Antriebsrades . gegen die am entgegengesetzten Ende austretende Zapfwelle anliegt.

Außerdem wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß das Getriebegehäuse sowie die am entgegengesetzten Ende austretende Zapfwelle mit Aussparungen versehen sind, um die auf der Zapfwelle angeordneten Kupplungszähne aufzunehmen, was auch dazu beiträgt, daß die Zapfwelle in ihrer Länge so klein wie möglich gehalten werden kann.

In der nachfolgenden Beschreibung ist ein Aueführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes erläutert und in der Zeichnung dargestellt. Es zeigtι

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Fig· 1 einen Längsschnitt durch den Zapfwellenantrieb, wobei die Zapfwelle mit einer Drehzahl von 540 TJ/min angetrieben wird,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Zapfwellenantrieb, wobei die Zapfwelle mit einer Drehzahl von 1000 U/min angetrieben wird.

In der Zeichnung ist mit 10 ein Teil eines Schleppergetriebegehäuses bezeichnet, an dessen vorderem Bude zwei gleichachsig angeord -nete Zahnräder 12 und H vorgesehen sind, die mit Zahnrädern 16 und I 18 derart in Singriff stehen, daß das Zahnrad H mit größerer Drehzahl als das Zahnrad 12 angetrieben wird, wobei entsprechend der Worm Drehzahlen von 1000 U/min und 540 tJ/min vorgesehen sind. Die Zahnräder 12 und 14 sind auf einer Zapfwelle 20 drehbar gelagert, können jedoch mit dieser drehfest verbunden werden, um sie mit der gewünschten Drehzahl anzutreiben. Die Zapfwelle 20 selbst besteht aus zwei koaxial zueinander angeordneten Seilen 22 und 24» wobei der hintere Zapfwellenteil 24 mit einer Muffe 26 verkeilt ist, die in einem in dem Getriebegehäuse 10 angeordneten Lager 28 lagert. Der vordere Zapfwellenteil 22 ist im vorderen Teil des Getriebegehäuses in einer schlepperfrontaeitig austretenden Zapfwelle 30 gelagert, und swar ist diessrhalb die Welle 30 mit einer Axialbohrirag ( 32 versehen, in der mittels eines Lagers der Zapfwellenteil 2 2 läuft. Die Zapfwelle 30 ist dabei in dsm vorderen Teil des Getriebegehäuses mittel» eines Lager» 36 gelagert. Zudem lagert dsr hintere feil dea S«pfwell«nt*ileB 22 in einem ebenfalls im Getriebe- ; gehäuse 10 angeordneten La^er.

Die Naben 40 un* 42 d«? Zahnräder 12 und 14 sind axial auf gebohrt und mit Lagerbuohaen 44 tu»! 46 verseJisn, die auf dem Zapfwellenteil 22 lagern· Das aiatere *ide de» Zapfwellen teile» 22 ist mit einer- ^§ Axialbonrung 48 vereehen, in der da» abgedrehte Bad· 50 de» Zapf- J

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wellenteiles 24 aufgenommen wird. Die AuSanwendungen der hinteren Enden des Zapfwellenteiles 22 bzw« 24 sind dabei mit Keilprofilen 52 bzw» 54 versehen und über eine Sohaltmuffe 56 lösbar verbindbar.

Bin koaxiales hinteres Zapfwellenendstück 58 ist lösbar mit der · Muffe 26 mittels mehrerer Kopfschrauben 60 und Bolzen 62 verbunden und weist einen vorderen Ansatz 64 auf, durch den die gesamte Zapfwelle 20 gegen die Wirkung einer Druckfeder 66 verschoben werden kann· Letztere liegt an einer gegen das stirnseitige Ende der Axialbohrung 32 aur Anlage kommenden Kugel 68 an, wobei ihr ande-

" res Ende an dem etirnaeitigen Ende einer in den Zapfwellenteil 22 eingearbeiteten Axialbohrung 70 anliegt· Femer ist der vordere Teil der Zapfwelle mit Kupplungszähnen 72 versehen, die mit entsprechenden, an der Innenwandung der Habe 42 des Zahnrades H angeordneten Kupplungszähnen 74 in Singriff bringbar sind· Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist diese Verbindung außer Eingriff dargestellt, da das Zahnrad 12 vermittels in der Habe 40 vorgesehener Kupplungszähne 78 mit den auf der Zapfwelle 20 angeordneten Kupplungszähnen 76 im Eingriff steht· Dementsprechend wird die Zapfwelle 20 und ihr Endstück 58 über das Zahnrad 12 angetrieben, und zwar mit 540 U/min· Is wird darauf verwiesen» daß die für die drehfeste Verbindung mit der Zapfwelle 20 an den Haben 40 und 42

Ψ vorgesehenen Kupplungezähne an den äußeren Enden der Haben vorgesehen sind, wobei jedoch der axiale Abstand der auf der Zapfwelle 20 vorgesehenen Kupplungszähne 72 und 76 größer ist als der in die Naben eingearbeiteten Kupplungszähne, so daß beide Zahnräder 12 und 14 nicht gleichzeitig im Eingriff sein können· Bei Axialverschiebung der Zapfwelle 20 gleiten ihre Kupplungszähne einmal in eine in der rfcirneeitlg austretenden Zapfwelle 30 vorgesehenen Auedrehung bzw» bei umgekehrter Axialverschiebung in eine in dem den hinteren Teil dee Zapfwellenteiles 22 lagernde» Getriebegehäuse eingearbeitet· Aussparung 80* Die Zahnräder 12 und 14 sind

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gegen Axialverschiebung gesichert, da sie gegeneinander anliegen und die Enden ihrer Haben 40 bzw, 42 einenends gegen den vorerwähnten Teil dee G-etriebegehäusee 10 bzw· anderenends gegen die Zapfwelle 30 zur Anlage kommen· Bas gegen die Zapfwelle 30 zur Anlage kommende Ende der Zahnradnabe 42 ist ferner mit Kupplungszähnen versehen, die in ihrer Ausbildung auf dem Umfang der Zapfwelle 30 angeordneten Kupplungezahnen 84 entsprechen, so daß über eine axial verschiebbar! Schaltmuffe 86 das Zahnrad 14 mit der Zapfwelle 30 verbunden werden kann. Die Zapfwelle 30 hat dann eine Drehzahl von 1000 ü/min, beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jedoch das Zahnrad H nicht mit der Zapfwelle 30 im Eingriff.

Ist ea erwünscht, von der 540-Drehzahl auf die 1OOO-Drehzahl überzuwechseln, ao wird lediglich das Zapfwellenendstück 58 durch ein anderes, keinen Ansatz 64 aufweisendes Bndstück 88 ersetzt, wie aus dem Ausführungsbeispiel gemäß Pig. 2 hervorgeht. Dadurch wird infolge der Kraft der Peder 66 die Zapfwelle 20 aus ihrer rechten Sndstellung in ihre linke verschoben, wodurch die Verbindung des Zahnrades 12 mit der Zapfwelle 20 außer Eingriff und das Zahnrad 14 mit der Zapfwelle 20 in Eingriff kommt. Dieser Vorgang hat jedoch keinerlei Einfluß auf den Antrieb der vorderen Zapfwelle 30, die ja, wie bereits erwähnt, nur mit der Drehzahl von 1000 U/min, antreibbar ist.

Wie vorstehend bereits ausgeführt wurde, sind die beiden Zapfwellenteile 22 und 24 über di· Sohaltmuffe 56 verbindbar, wobei letztere über eine Schaltgabel 90 ein- und ausrückbar ist. Letztere ist hierzu auf einer in Buchsen 94 und 96 gelagerten Schaltstange 92 geführt, wobei die Bucheen im Getriebegehäuse 10 angeordnet sind. Die Schaltetange weist ferner eine Kugel 98 od.dgl. auf, die in eine in die Buchse 96 eingearbeitete Hut 100 eingreifen kann und somit als Raste für dit gekuppelte Stellung der Zapfwellenteile dient. Eine weitere in die Buchse 96 eingearbeitete Hut 102 zeigt die Stellung an, in der die beiden Wellenteile außer Ein-

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griff sind. Die Muten 100 und 102 dienen jedoch nur zur Markierung der entsprechenden Stellung, wenn eich die Zapfwelle in ihrer rechten Bndstellung befindet, also mit 540 U/min rotiert. Wenn die Zapfwelle mit 10C0 U/min rotieren soll, sich also bei Verwendung des Zapfwellenendstückes 88 in ihrer linken Bndstellung befindet, ist dement >ypre cii^: Ί auch die Position der S ehalt gabel 90 und somit ihre Schaltstange 97 nach links verschoben, so daß zur Markierung der sntsprecheiici'-η. Stellungen für die Zapfwellenteile 22, 24 in die Buchse 96 eingearbeitete Nuten 104 und 106 vorgesehen sind, wobei die Hut 104 die Eingriffstelle und die Nut 106 die Außereingriffstelle kennzeichnen. Die !Tuten 104, 106 sind dabei in der linken Seite der Buchse 96 angeordnet, wohingegen die !Tuten 100, 102 in der rechten Seite der Buchse 96 angeordnet sind. Mittels geeigneter der Einfachheit halber in der Zeichnung nicht dargestellter Verstellmittel laut eich die Schaltstange 92 verschieben.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1. Antriebsvorrichtung für eine mit unterschiedlichen Drehzahlen über Zahnräder antreibbare Zapfwelle, insbesondere für Ackerschlepper, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfwelle (20) im Getriebegehäuse (10) des Motorfahrzeuges axial verschiebbar gelagert und mit mit unterschiedlichen Drehzahlen umlaufenden Antriebsrädern (12 bzw. 14) kuppelbar ist.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfwelle (20) zum wahlweisen Kuppeln mit mit unterschiedlichen Drehzahlen umlaufenden Antriebsrädern (12 bzw. 14) durch mindestens eine Feder (66) in einer Richtung und mittels eines zu ihr gleichachsig angeordneten, einen Ansatz (64) aufweisenden, auswechselbaren Zapfwellenendstückes (58) in der Gegenrichtung axial verschiebbar enge orfinet ist, das durch ein anders profiliertes Zapfwellenendstück (88) ersetzt wird, wenn die Zapfwelle unter dem Einfluß der feder mit dem _anderen Antriebsrad (14) gekuppelt ist.

Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfwelle (20) mit dem sie axial verschiebenden Zapfwellenendstück (58) über eine das hintere Ende der Zapfwelle drehfest, jedoch axial verschiebbar aufnehmenden Kohlwelle (26) verbunden ist·

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4. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhcriren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfwelle (20) mit Kupplungszähnen (72 und 76) versehen ist, die mit an den im Getriebegehäuse (10) angeordneten Antriebsrädern .(12 und H) vorgesehenen Gegenzähnen (74 und 78) in Eingriff bringbar sind.

Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der auf der Zapfwelle (20) angeordneten Kupplungszähne (72 und 76) größer ist als der Abstand der an den Antriebsrädern (12 und H)vorgesehenen Gegenzähne (74 und 78).

Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den auf der Zapfwelle (20) angeordneten Kupplungszähne (72 und 76) in 'eingriff bringbaren Gegenzähne (74 und 7B) in <Ten *^Taben (40 bzw. 42) der Antriebsräder (12 und 14) an den sich abgewandten üeiten vorgesehen cind.

7. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren οer vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zapfwelle (20) in einer Richtung axial verschiebende Feder (66) in einer Axialbohrung (70) der Zapfwelle geführt ist.

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8. AntriebSTorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die axial verschiebbare Zapfwelle (20) aus zwei Teilstükken (22 und 24) gebildet ist, die über eine ausrückbare Schaltmuffe (56) miteinander verbindbar sind.

Antriebsvorrichtung nach einem oder mehrerer der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß cie Zapfwelle (20) einenends in der in Getriebegehanεe (1C) drehbar gelagerten Hohlwelle (26), anderenends in einer drehbar im Getriebegehäuse gelagerten, ε in entgegengesetzten Ende austretenden Zapfwelle (30) über ein Lager (34) und mittig in einem im Getriebe-, gehäuse angeordneten Lager (38) geführt ist.

10. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,, daß die Antriebsräder (12 und H) d-;r Zapfwelle (?.c) im Getriebegehäuse (1C) axial unverschiebbar angeordnet und auf der Zapfwelle gelagert sind.

11. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Traben (40 bzw. 42) der Antriebsräder (12 urä 14) mit ihren einander zugekehrten Stirnenden gegeneinander anliegen, während das äußere Rabenende (40) eines Antriebsrades (12) gegen das das Mittellager (3S)der Zapfwelle (20) aufnehmende Getriebegehäuse (10), des

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äußere Fabenende (42) des anderen Antriebsrades (14) gegen die am entgegengesetzten Ende austretende Zapfwelle (30) anliegt.

12. Antriebsvorrichtung nach, einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebegehäuse (10) sowie die am entgegengesetzten Ende austretende Zapfwelle (30) mit Aussparungen versehen sind, um die auf der Zapfwelle (20) angeordneten Kupplungszähne (72 und 76) aufzunehmen.

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