DE3886494T2 - Mehrganggetriebe. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft mehrgängige Getriebe und insbesondere mehrgängige Getriebe mit einem Hauptabschnitt und einem Reduzierabschnitt, wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist.
• Kämmende Zahnräder rotieren in entgegengesetzten Richtungen, das heißt, eines rotiert in Uhrzeigerrichtung und das andere in Gegenuhrzeigerrichtung. In einem mehrgängigen Getriebe hat die Hauptwelle eine Anzahl von Zahnrädern, die von mit ihnen kämmenden Gegen-Zahnrädern angetrieben werden und der Gang wird gewählt, indem eines der Zahnräder der Hauptwelle mit der Hauptwelle gekoppelt wird. Wenn Rückwärtsfahrt gewählt wird, muß das Hauptwellenzahnrad für Rückwärtsfahrt in umgekehrter Richtung rotieren gegenüber den Zahnrädern für Vorwärtsfahrt. Dies erfordert die Verwendung eines Leerlaufrades zwischen dem getriebenen Gegenwellen-Zahnrad und dem Hauptwellen-Zahnrad. Dies wiederum bedingt eine separate Welle zur Montage des Leerlaufrades.
• Eine separate Welle zur Montage des Leerlaufrades für Rückwärtsfahrt wird sowohl bei einem Getriebe mit einem einzigen Gehäuse als auch bei einem Getriebe verwendet, das einen Hauptabschnitt und einen Bereichsabschnitt hat, wobei der Hauptabschnitt eine Mehrzahl von Zahnradübersetzungen erlaubt und der Bereichsabschnitt selektiv ein durch den Hauptabschnitt gegebenes Übersetzungsverhältnis vervielfacht.
• Separate Wellen werden auch zur Montage von Leerlaufrädern für den Rückwärtsgang verwendet in einem Getriebe mit Einzelgehäuse als auch in einem Getriebe mit Hauptabschnitt und Bereichsabschnitt, wenn mehrere Gegenwellen verwendet werden. Bei einem Getriebe mit mehreren Gegenwellen ist dann für jede Gegenwelle eine separate Welle erforderlich.
• In mehrgängigen Automobil-Getrieben für hohe Drehmomente wird das Getriebe mit einer Gegenwelle sehr groß, und ein Getriebe mit mehreren Gegenwellen wird attraktiv, um die Größe zu reduzieren, höhere Drehmomente aufzunehmen, die Stanzzeit der Zahnräder zu steigern und die Kosten zu reduzieren.
• Das US-Patent 3 921 469 beschreibt ein mehrgängiges Getriebe mit einem Hauptabschnitt, der mehrere Zahnradübersetzungen ermöglicht, einen Bereichsabschnitt zum Vervielfachen der Zahnradübersetzungen des Hauptabschnittes und einem Leerlaufzahnrad für Rückwärtsfahrt, wobei der Hauptabschritt Gegenwellen-Zahnräder hat, die von einer Haupt-Gegenwelle getragen sind, und die mit den Hauptwellen-Zahnrädern kämmen, welche mit einer Hauptwelle koppelbar sind, die parallel zur Hauptgegenwelle liegt, wobei ferner der Bereichsabschnitt eine Bereichs-Gegenwelle hat, die von der Hauptwelle angetrieben ist sowie eine Ausgangswelle, die parallel zur Bereichs-Gegenwelle liegt und von der Bereichs-Gegenwelle oder direkt von der Hauptwelle angetrieben ist, wobei ferner das Leerlaufzahnrad in treibendem Eingriff mit einem Rückwärts-Zahnrad auf der Haupt-Gegenwelle und mit einem Hauptwellen-Rückwärtszahnrad bringbar ist, das mit der Hauptwelle in Eingriff steht oder mit dieser in Eingriff bringbar ist.
• In dem Getriebe nach dem US-Patent 3 921 469 ist wie üblich das Leerlaufrad auf einer separaten Welle angeordnet. Nach der Erfindung ist dagegen das Leerlaufrad für Rückwärtsfahrt auf der Bereichs-Gegenwelle angeordnet.
• Die Erfindung schafft somit ein Getriebe, in welchem eine separate Hilfswelle zur Lagerung des Rückwärts-Leerlaufrades eliminiert ist. Die Eliminierung dieser Welle für das Leerlaufrad für Rückwärtsfahrt und seine Kosten ermöglicht es auch, die großen Ansätze zu vermeiden, die notwendig sind, die Welle zu lagern und die den Gehäuseguß komplizierter, schwerer und teurer machen wegen des zusätzlichen Materiales und der zusätzlich erforderlichen maschinellen Bearbeitung.
• Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Hauptwelle und die Haupt-Gegenwelle so angeordnet, daß sie die Ausgangswelle und die Bereichs-Gegenwellen entsprechend überlappen, und sie haben solche Abstände, daß die Leerlaufräder für Rückwärtsfahrt auf der Bereichs-Gegenwelle mit einem Zahnrad auf der Haupt-Gegenwelle und außerdem mit einem Zahnrad auf der Hauptwelle kämmen.
• Bei einem Getriebe mit mehreren Gegenwellen sind die Einsparungen noch größer, weil jede Gegenwelle eine separate Welle für das Rückwärts-Leerlaufzahnrad benötigt.
• In Getrieben mit mehreren Gegenwellen werden im Hauptabschnitt üblicherweise die Übersetzungsverhältnisse durch Sätze von kämmenden Zahnrädern verwirklicht, die auf wenigstens zwei parallelen Haupt-Gegenwellen sitzen, und die mit Zahnrädern auf der Hauptwelle kämmen, die parallel zu den Gegenwellen verläuft. Der Bereichsabschnitt hat wenigstens zwei parallele Bereichs-Gegenwellen, die selektiv die Ausgangswelle, die parallel zu den Bereichs-Gegenwellen verläuft, von den Bereichs-Gegenwellen oder direkt von der Hauptwelle antreiben. Die Bereichs-Gegenwellen werden von einem Ausgangs-Zahnrad der Hauptwelle angetrieben, das gewöhnlich als Bereichs-Antriebsrad bezeichnet wird, und das mit Zahnrädern kämmt, die auf den Bereichs-Gegenwellen befestigt sind. Der Zusammenhang zwischen den Haupt- Gegenwellen und den Bereichs-Gegenwellen kann so ausgedrückt werden, daß eine Ebene, die eine Haupt-Gegenwelle und die Hauptwelle enthält, um die Achse der Hauptwelle rotiert bezüglich einer Ebene, welche eine Bereichs-Gegenwelle und die Hauptwelle enthält, so daß die Leerlaufräder für Rückwärtsgang auf den Bereichs-Gegenwellen mit einer Gruppe von Zahnrädern auf den Haupt-Gegenwellen kämmen und ferner die Zahnräder auf der Bereichs-Gegenwelle mit einem Zahnrad auf der Hauptwelle kämmen.
• In der bevorzugten Ausführungsform sind zwei Haupt-Gegenwellen vorgesehen, wobei die Hauptwelle parallel zu diesen und zwischen den beiden Haupt-Gegenwellen liegt. Ferner liegen zwei Bereichs-Gegenwellen in einer Ebene mit der Ausgangswelle, und die Ausgangswelle ist zwischen den beiden Bereichs-Gegenwellen angeordnet. Außerdem ist in der bevorzugten Ausführungsform die Hauptwelle schwimmend eingebaut, und sie wird nur durch die das Drehmoment übertragenden Zahnräder abgestützt. Während die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit einer solchen schwimmenden Hauptwelle ausgerüstet ist, kann die Erfindung auch mit anderen Getrieben ausgeführt werden, bei denen die Hauptwelle in anderer bekannter Weise gelagert ist.
• Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der
• Figur 1 einen horizontalen Schnitt eines Getriebes zeigt.
• Figur 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie 2-2 von Fig. 1.
• Figur 3 zeigt vergrößert den umrandeten Bereich 3 von Fig. 1.
• Figur 1 zeigt den Eingang oder das Kopfende des Getriebes auf der linken Seite und den Ausgang oder das hintere Ende des Getriebes auf der rechten Seite, und es wird bei den Komponenten des Getriebes auf diese Bezeichnungen bezug genommen. Das mehrgängige,mit einer Mehrzahl von Gegenwellen versehene Getriebe 10 nach der Erfindung ist als Doppel-Gegenwellen-Getriebe dargestellt mit einem Hauptabschnitt 12 und einem Bereichsabschnitt 14, sowie einem Gehäuse 16, das zur Vereinfachung des Zusammenbaues von der Seite her zugänglich ist. Das Gehäuse 16 hat eine einheitliche Struktur und ist aus drei Teilen aufgebaut mit Zwischenwänden zur Lagerung und Abstützung, es können jedoch unabhängige Gehäuse verwendet werden für den Hauptabschnitt und den Bereichsabschnitt.
• Eine Eingangswelle 18 ist geeignet im Gehäuse 16 mittels Wälzlagern 20 gelagert, und sie trägt ein Eingangs-Antriebsrad 22, das fest, z.B. durch Keilverzahnung, mit der Eingangswelle 18 verbunden ist, das aber auch integral mit der Eingangswelle ausgebildet sein kann.
• Parallele Gegenwellen 24 und 26 sind drehbar im Gehäuse 16 eingebaut und im Abstand im Gehäuse durch Schrägrollenlager 28 an jedem ihrer Enden gelagert. Die volle Länge der Gegenwelle 24 ist in Figur 1 dargestellt, das hintere Ende der Gegenwelle 26 ist jedoch abgebrochen, um die volle Länge einer Bereichs-Gegenwelle zu zeigen, wie noch erläutert wird.
• Die Kegelrollenlager 28 an beiden Enden jeder Gegenwelle 24 und 26 sind auseinandernehmbar, so daß sie in ihre Position gedrückt werden können, wodurch weniger Lagerschäden entstehen, als wenn alternativ permanent zusammengebaute Lager verwendet werden, die unter Druck zusammengebaut werden, oder, wenn spezielle Halterungen verwendet werden, um die Lager in ihre Position zu pressen.
• Die Gegenwelle 24 trägt Zahnräder 30, 31, 32, 33, 34 und 35, die drehfest auf der Gegenwelle befestigt sind. Das Zahnrad 30 ist ein getriebenes Eingangsrad. Die Zahnräder 31, 32, 33 und 34 sind in Vorwärtsrichtung treibende Räder, während das Zahnrad 35 ein treibendes Rad für Rückwärtsfahrt ist.
• Die Gegenwelle 26 hat Zahnräder 36, 37, 38, 39, 40 und 41, die auf der Gegenwelle befestigt sind zur Drehung mit dieser. Die Zahnräder 36 - 41 sind praktisch identisch mit den Zahnrädern 30 - 35, wobei das Zahnrad 36 ein getriebenes Eingangsrad ist, die Zahnräder 37, 38, 39 und 40 vorwärts treibende Räder sind und das Zahnrad 41 ein rückwärts treibendes Rad ist. Das Zahnrad 41 ist nur in Figur 2 zu sehen wegen des Ausschnittes in Figur 1.
• Die schwimmende Hauptwelle 42 hat ein Eingangsende 44 und ein Ausgangsende 46, und sie ist im Gehäuse 16 zwischen und parallel zu den Gegenwellen 24 und 26 eingebaut und allgemein fluchtend oder koaxial mit der Eingangswelle 18. Hauptwellenzahnräder 48, 50, 52 und 54 umgeben die Hauptwelle 42 und werden von entsprechenden Zahnrädern der Gegenwellen angetrieben und abgestützt. Das Zahnrad 48 kämmt mit und ist abgestützt durch die Gegenwellenräder 31 und 37; das Hauptwellenzahnrad 50 kämmt mit und ist abgestützt von den Gegenwellenzahnrädern 32 und 38; das Zahnrad 52 kämmt mit und ist abgestützt von den Gegenwellenrädern 33 und 39; und das Hauptwellenzahnrad 54 kämmt mit und ist abgestützt von den Gegenwellen-Zahnrädern 34 und 40. Das Hauptwellen-Zahnrad 56 ist ein Umkehr-Zahnrad, und es ist durch Umkehr-Leerlaufzahnräder abgestützt, wie noch beschrieben wird.
Eingriff der Hauptwellen-Zahnräder und Abstützung des vorderen Endes der Hauptwelle
• Die Hauptwelle 42 hat eine Außenverzahnung 58, die in eine entsprechende Innenverzahnung an Kupplungsmuffen 62, 64 und 66 eingreift, zur Drehung der Kupplungsmuffen mit der Hauptwelle. Die Kupplungsmuffen haben Außenverzahnungen, die in treibendem Eingriff mit Innenverzahnungen der Hauptwellen-Zahnräder stehen. Das Eingangsrad 22 hat ebenfalls eine Innenverzahnung 68, die in Eingriff mit einer Außenverzahnung 70 der Kupplungsmuffe 62 bringbar ist, für einen direkten Antrieb der Hauptwelle durch die Eingangswelle. Die Außenverzahnung 72 am anderen Ende der Kupplungsmuffe 62 ist selektiv einrückbar mit der Innenverzahnung 74 am Hauptwellen-Zahnrad 48. In gleicher Weise hat die Kupplungsmuffe 64 Außenverzahnungen 76 und 78 an ihren entgegengesetzten Enden, die selektiv einrückbar sind mit Innenverzahnungen 80 des Hauptwellen-Zahnrades 50 und einer Innenverzahnung 82 des Hauptwellen-Zahnrades 52. Ebenso hat die Kupplungsmuffe 66 Außenverzahnungen 84 und 86 an ihren entgegengesetzten Enden, die selektiv einrückbar sind mit Innenverzahnungen 88 am Hauptwellen-Zahnrad 54 und einer Innenverzahnung 90 am Hauptwellen-Zahnrad 56.
• Der selektive Eingriff von nur einer der Kupplungsmuffen 62, 64 und 66 zu irgendeinem Zeitpunkt mit ihrer benachbarten Hauptwelle oder dem Eingangswellenzahnrad wird bewirkt durch die konventionelle Verwendung von nicht gezeigten Schaltgabeln, welche in Nuten 92 an den Kupplungsmuffen eingreifen. Das treibende Rad 22, das fest auf der Eingangswelle 18 sitzt, treibt die kämmenden Eingangsräder 30 und 36, so daß die Gegenwellen 24 und 26, ihre entsprechenden Gegenwellen-Zahnräder und die kämmenden Hauptwellen-Zahnräder rotieren. Die Hauptwelle 42 wird durch das Hauptwellenrad angetrieben, das durch eine der Kupplungsmuffen 62, 64, 66 mit der Hauptwelle gekoppelt worden ist. Ohne Lager oder andere radiale Beschränkung sucht das eingerückte Haupt-Zahnrad sein eigenes Zentrum zwischen den beiden Gegenwellen-Zahnrädern, mit denen es kämmt, wobei das Drehmoment am Eingangsende der Hauptwelle in einem gleichen, 50:50 Verhältnis zwischen den beiden Gegenwellen verteilt wird.
Abstützung des vorderen Endes der Hauptwelle in neutraler Stellung
• Wie Figur 3 zeigt, die eine Vergrößerung eines Teils des Hauptwellen-Zahnrades 50 und der zugehörigen Kupplungsmuffe 64 darstellt, beginnt die Innenverzahnung 80 am Hauptwellen-Zahnrad 50 mit einer abgeschrägten Fläche 94, welche gegen die hintere Fläche 96 des Zahnrades 50 zurückgesetzt ist, das der Kupplungsmuffe 64 gegenüberliegt. Die Außenverzahnung 76 an der Kupplungsmuffe 64 beginnt mit einer abgeschrägten Fläche 98, um den Eingriff mit der abeschrägten Fläche 94 an der Innenverzahnung 80 des Hauptzahnrades 50 zu erleichtern. Ein Eingriff des Zahnrades 50 mit der Hauptwelle 42 wird bewirkt, wenn die Muffe nach links zum Eingangsende der Hauptwelle hin verschoben wird.
• Der Außendurchmesser der Kupplungsmuffe 64, das heißt der Außendurchmesser der Außenverzahnung 76, verläuft innerhalb der Bohrung des Zahnrades 50, wodurch der Lagerbereich 100 in der Ausnehmung der Bohrung geschaffen wird, wenn das Getriebe sich in neutraler Stellung befindet und alle Kupplungsmuffen aus ihren angrenzenden Haupt-Zahnrädern ausgerückt sind. Diese Überlappung des Außendurchmessers der Kupplungsmuffe mit der Bohrung des Hauptwellen-Zahnrades oder Eingangs-Zahnrades entsteht für jede Kupplungsmuffe 62, 64 und 66 und ihre zugehörigen Räder 22 und 48, 50 und 52, 54 und 56. Der Abstand zwischen den Zähnen an den Kupplungsmuffen, das heißt die Abstände zwischen den Zähnen 70, 72, 76, 78, 84 und 86 wirken als Schmier-Kanäle für Öl, das dem Lagerbereich zugeführt wird.
• Der Abstand zwischen dem Außendurchmesser der Kupplungsmuffenverzahnung und der Bohrung des Haupt-Zahnrades kann an irgendeinem besonderen Punkt reduziert werden, z.B. auf den Abstand "c" zwischen der Außenverzahnung 76 an der Kupplungsmuffe 64 und dem inneren Lagerbereich 100 in der Ausnehmung am Haupt-Zahnrad 50, so daß die Eingangswelle an dem besonderen Punkt abgestützt ist, wenn das Getriebe sich in neutraler Stellung befindet. In der Ausführungsform des Getriebes nach Figur 1 sind die Kraftabnahmeräder 102 angrenzend an das Zahnrad 50 angeordnet. Infolge des großen Durchmessers der Zahnräder 102 tauchen diese tief in den Ölsumpf des Getriebegehäuses und liefern einen reichlichen Sprühnebel von Öl an das Zahnrad 50 und seine überlappende Kupplungsmuffe und an den Lagerbereich 100 zum Abstützen des vorderen Endes der Hauptwelle, wenn das Getriebe sich in neutraler Position befindet.
Positiver Kupplungsmuffen-Eingriff
• In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung haben die Verzahnungen an den Kupplungsmuffen und den Haupt-Zahnrädern eine umgekehrte Verjüngung, so daß, sobald eine Kupplungsmuffe in ein Haupt-Zahnrad eingerückt ist, die Muffe weiterhin in das Zahnrad gezogen wird.Der Durchmesser der Zähne am Haupt-Zahnrad nimmt abrupt ab an dem gewünschten Punkt der maximalen Eindringung der Kupplungsmuffe, um als Anschlag für die Kupplungsmuffe zu wirken. Dies ist bei 104 am Zahnrad 50 in Figur 3 gezeigt. Die umgekehrte Verjüngung ist konventionell insofern, als die Breite der Zähne ein Maximum hat an der abgeschrägten Fläche 98 am Anfang, wobei die Breite abnimmt in Richtung auf die Mitte der Muffe bei entsprechender Form der Zähne am Haupt-Zahnrad, so daß das größte Spiel in der voll eingerückten Position der Kupplungsmuffe auf dem Haupt-Zahnrad auftritt.
Axiale Lage der Zahnräder auf der Hauptwelle
• Am hinteren Ende des Hauptabschnittes 12 ist das Kupplungszahnrad 112 mittels Innenverzahnung auf der Hauptwelle 42 befestigt. Eine Scheibe 122 und eine Schraube 124 begrenzen die Rückwärtsbewegung des Kupplungszahnrades 112. Ein Bereichsantriebsrad 126 stößt gegen die Innenseite des Kupplungsrades 112 an. Eine Stützplatte 128 in Form einer Stahlplatte mit großem Durchmesser wirkt gegen die Eingangsendfläche des Bereichsantriebsrades 126, und die Stützplatte 128 ist an einer Bewegung auf das Eingangsende zu durch einen Schnappring 130 gehindert. Eine Synchronisier-Tasse 136 ist zwischen dem Kupplungszahnrad 112 und dem Bereichsantriebsrad 126 in einer Ausnehmung im Kupplungszahnrad selbst gehalten.
• Die Hauptwellen-Räder 48, 50, 52 und 54 rotieren kontinuierlich wegen ihres Eingriffs mit den zugehörigen Gegenwellen-Rädern, sie sind jedoch nicht in Kontakt mit der Hauptwelle 42, bis sie durch ihre entsprechenden Kupplungsmuffen eingerückt werden, wie oben beschrieben wurde. Sie können sich auch frei in Längsrichtung längs där Hauptwelle 42 innerhalb ihrer Toleranz-Grenzen bewegen, die durch die entsprechenden Stützringe oder Stützplatten erlaubt sind.
• Konventionelle Hauptwellen-Räder werden durch Stützringe und Schnappringe gehalten, die unter den Zahnrädern angeordnet sind, was zu einem Schmierproblem führt, das nur teilweise durch mehr Platz zwischen benachbarten Rädern gelöst wird. Da die Hauptwellen-Zahnräder mit unterschiedlichen Drehzahlen arbeiten, tritt eine ziemliche Reibungswärme und Abnutzung hier auf. Die bei dieser Art der Positionierung der Zahnräder auftretenden Nachteile werden bei der Erfindung vermieden.
• Die oben beschriebenen Mittel zur axialen Festlegung der getriebenen Hauptwellen-Räder umfassen Stützringe, die sich um die Haupt-Gegenwellen erstrecken in Kontakt mit den Flächen der treibenden Zahnräder auf den Gegenwellen und ihrem zugeordneten getriebenen Rad auf der Hauptwelle.
• Die Stützringe umfassen Stützringe 138 und 140, welche die Gegenwellen 24 und 26 entsprechend umgeben, und an den hinteren Flächen der Eingangsräder 30 und 36 der Gegenwelle und des Eingangsrades 22 auf der Eingangswelle 18 anliegen.
• Stützringe 142 und 144 umgeben die Gegenwellen 24 und 26 und liegen an den Innenflächen der Gegenwellen-Zahnräder 31 und 37 und ihrem mit ihnen kämmenden Hauptwellen-Zahnrad 48 an. Das Zusammenwirken der Stützringe 138 und 142 und das Zusammenwirken der Stützringe 140 und 144 bewirkt den Abstand zwischen dem Eingangszahnrad 22 und dem getriebenen Hauptwellen-Zahnrad 48.
• Die Stützringe 138 und 140 haben die Form von Kragen, und jeder hat einen radial ringförmigen Abschnitt 146 und einen zylindrischen axial verlaufenden Abschnitt 148. Die Stützringe 138 und 140 können auch aus zwei separaten Teilen hergestellt werden, nämlich einem separaten axial verlaufenden und einem separaten radial verlaufenden Abschnitt, oder die Stützringe 138 und 140 können in Form einer einteiligen U-förmigen Stützmuffe ausgebildet sein, wodurch separate Stützringe 142 und 144 vermieden werden.
• Die Hauptwellen-Zahnräder 48 und 50 haben aneinanderstoßende Flächen wie die mit ihnen kämmenden Gegenwellen- Zahnräder 31, 32 und 37, 38. Eine Bewegung des Zahnrades 50 zum Ausgangsende zu wird begrenzt durch Stützringe 102, die in Form von kraftabnehmenden Zahnrädern auf den Gegenwellen 24 und 26 ausgebildet sind. Wenn solche Zahnräder nicht als Teil des Getriebes vorgesehen sind, können Stützringe ähnlich 138, 142 und 140, 144 an deren Stelle verwendet werden und die Gegenwellen-Zahnräder 38 und 39 sowie 32 und 33 werden dann in Kontakt gebracht. Im vorliegenden Fall sind die Zahnräder 102 mittels Keilen 150 auf den Zahnrädern 32 und 38 und damit stationär mit diesen befestigt.
• Die Ausgangsflächen der Zahnräder 102 liegen an den Naben der Zahnräder 33 und 39 sowie 52 an, um den Abstand zwischen den Hauptwellen-Zahnrädern 50 und 52 zu bewirken.
• Die Zahnräder 52 und 54 haben aneinanderstoßende Flächen, wie die mit ihnen kämmenden Räder 33 und 34 auf der Gegenwelle 24 und die treibenden Räder 39 und 40 auf der Gegenwelle 26. Die Stützringe 152 sitzen an Schultern 154 an den Gegenwellen 24 und 26 an (nur sichtbar in Figur 1 an der Gegenwelle 24), und sie drücken gegen die Ausgangsseite der Gegenwellen-Zahnräder 34 und 40 und erstrecken sich radial abwärts, um die getriebenen Räder 52 und 54 der Hauptwelle durch Kontakt mit der hinteren Fläche des Haupt- Zahnrades 54 zu positionieren. Die Stützringe 152 werden in ihrer Position durch Kegelrollenlager 28 am hinteren oder Ausgangsende der Gegenwellen gehalten.
• Die Umkehr-Räder 35 und 41 werden gegen eine rückwärtige Bewegung auf den Gegenwellen 24 und 26 entsprechend durch Scheiben 156 und Schrauben 158 gehalten, die an der Ausgangsfläche der Gegenwellen 24 und 26 befestigt sind. Die Umkehr-Zahnräder 35 und 41 liegen gegen die Kegelrollenlager 28 an, um eine Bewegung in Richtung zum Eingangsende der Gegenwellen 24 und 26 zu begrenzen.
• Das Umkehr-Rad 56 der Hauptwelle hat einen Stützring 159, der an seiner hinteren Fläche durch Nieten 161 befestigt ist und sich radial auswärts erstreckt zum Eingriff mit der hinteren Fläche der Umkehr-Leerlaufräder 160 und 162 auf den Bereichs-Gegenwellen 106 und 108, um dadurch eine Bewegung des Umkehr-Rades 56 der Hauptwelle in Richtung zum Eingangsende zu begrenzen. Die Nabe des Umkehr-Rades 56 liegt gegen den Stützring 128 an, der eine Bewegung des Zahnrades 56 in Richtung zum Ausgangsende begrenzt.
Allgemeine Beschreibung des Bereichsabschnittes
• Im Bereichsabschnitt 14 des Getriebes ist ein Paar beabstandeter, paralleler Bereichs-Gegenwellen 106 und 108 im Gehäuse 16 mittels Wälzlagern 110 gelagert, die an jedem Ende der Bereichs-Gegenwellen angeordnet sind, um sie im Abstand drehbar zu halten.
• Die Bereichs-Gegenwellen 106 und 108 überlappen die Haupt- Gegenwellen 24 und 26, wie Figur 1 zeigt, um die abgebrochenen Abschnitte, wobei die volle Länge der Haupt-Gegenwelle 24 und die volle Länge der Bereichs-Gegenwelle 108 gezeigt ist. Diese Uberlappung kann durch den Winkel "A" zwischen der Ebene, welche die Haupt-Gegenwellen enthält und der Ebene, welche die Bereichs-Gegenwellen enthält, angegeben werden, wie in Figur 2 dargestellt ist.
• Die Eingangsräder 132 und 134 der Bereichs-Gegenwelle sind auf die Wellen 106 und 108 aufgekeilt oder angeschweißt, und sie stehen in Eingriff mit dem Bereichs-Antriebsrad 126 auf der Hauptwelle.
• Antriebsräder 164 und 166 für den unteren Bereich sind fest montiert oder integral mit den Bereichs-Gegenwellen 106 und 108 ausgebildet.
• Die Ausgangswelle 120 ist im Gehäuse 16 drehbar in beabstandeten Kegelrollenlagern 172 und 174 gelagert. Die Ausgangswelle 120 hat ein Ausgangszahnrad 168 für den unteren Bereich, das auf ihr mittels eines Nadellagers 170 gelagert ist, und das Zahnrad 168 steht in konstantem Eingriff mit den Antriebsrädern 164 und 166 für den unteren Bereich. Die Ausgangswelle 120 ist mit einer Außenverzahnung versehen, die mit einer Innenverzahnung der Kupplungsmuffe 118 zusammenwirkt zur Drehung der Kupplungsmuffe mit der Ausgangswelle. Die Kupplungsmuffe 118 hat eine Keilverzahnung 116 für selektiven Eingriff mit einer Außenverzahnung 114 des Kupplungsausgangs-Zahnrades 112 für den oberen Bereich, wenn die Kupplungsmuffe nach links zum Eingangsende bewegt wird oder zum Eingriff mit einer Keilverzahnung 117 am Ausgangszahnrad 168 für den unteren Bereich, wenn die Kupplungsmuffe nach rechts zum Ausgangsende hin verschoben wird.
• Der Eingriff des Zahnrades 112 verbindet direkt die Hauptwelle 42 mit der Ausgangswelle 120 für höhere Geschwindigkeiten, und der Eingriff des Zahnrades 168 treibt die Ausgangswelle über das Zahnrad 126 auf der Hauptwelle, die Zahnräder 132 und 134 sowie 164 und 166 auf den Bereichs-Gegenwellen 106 und 108 für niedrigere Geschwindigkeiten.
• Die Wälzlager 110 am jedem Ende der Bereichs-Gegenwellen, wie z.B. die Kegelrollenlager 28, sind ebenfalls auseinanderbaubare Lager zur Vereinfachung des Zusammenbaues und besserer Vermeidung von Schäden beim Zusammenbau.
Axiale Lage der Hauptwelle
• Der Stützring 128 wirkt gegen das Kopfende oder die Eingangsstirnfläche der Zahnräder 132 und 134 und ebenso gegen die Eingangsfläche des Zahnrades 126. Die Synchronisier-Tasse 136, die zwischen dem Zahnrad 112 und dem Zahnrad 126 eingeschlossen ist, erstreckt sich radial auswärts und liegt gegen die Außenseite der Bereichs-Eingangszahnräder 132 und 134 an und ebenso an der ausgangsseitigen Fläche des Ausgangszahnrades 126. Die axiale Position der Hauptwelle 42 ist somit bestimmt durch Mittel, welche den Bereichs-Gegenwellen zugeordnet sind, und diese Mittel umfassen den Stützring 128 und die Synchronisier-Tasse 136.
Lagerung des Ausgangsendes der Hauptwelle
• Das Ausgangsende der Hauptwelle ist nicht in üblicher Weise abgestützt durch ein Wälzlager, sondern, es ist extern abgestützt in einer Linie durch die Zahnräder 132, 134, die durch das Zahnrad 126 angetrieben werden.
• Das Zahnrad 168, das auf der drehbar gelagerten Ausgangswelle 120 gehalten ist, wirkt als ein Timing-Rad in Eingriff mit den Paar treibenden Rädern 164 und 166 für den unteren Bereich, die auf den Bereichs-Gegenwellen 106 und 108 sitzen, und die Eingangszahnräder 132 und 134 der Bereichs-Gegenwellen richten das Zahnrad 126 aus und legen damit das Ausgangsende der schwimmenden Hauptwelle genau fest.
• Da das Eingangsende der Hauptwelle sich selbst ausrichtet und durch das Paar Gegenwellen-Räder abgestützt ist, die mit dem selektiv eingerückten Hauptwellen-Zahnrad kämmen, wird eine wirkliche 50:50 Aufteilung des Drehmomentes zwischen den beiden Haupt-Gegenwellen erreicht. Die voll schwimmende Hauptwelle 42 wird durch die Bewegung zwischen den beiden Gegenwellen 24 und 26 nur durch die das Drehmoment übertragenden Zahnräder positioniert.
Lage des Umkehr-Leerlaufrades
• Wie am besten in der unteren rechten Ecke von Figur 1 bezüglich des Einbaues des Leerlaufrades 162 auf der Gegenwelle 108 dargestellt ist, sind die Umkehr-Leerlaufräder 160 und 162 auf den Gegenwellen 106 und 108 entsprechend auf Nadellagern 163 gelagert. Diese sind gegen eine Bewegung zum Ausgangsende durch Schultern 165 an den Gegenwellen und gegen eine Bewegung zum Eingangsende durch Ringe 167 gehalten, welche an den Gegenwellen 106 und 108 zur Drehung mit diesen mittels Stiften 169 befestigt sind.
• Der Abstand zwischen den Ebenen, welche die Bereichs-Gegenwellen und der Ebene, welche die Haupt-Gegenwellen enthält, wurde so gewählt, daß die Umkehr-Leerlaufräder 160 und 162 kämmen können mit den Umkehr-Antriebsrädern 35 und 41 auf den Gegenwellen 24 und 26. Wie Figur 2 zeigt, kann dies als Winkel "A" zwischen der Ebene, welche die Bereichs-Gegenwellen enthält und einer Ebene, welche die Haupt-Gegenwellen enthält, dargestellt werden. Das Hauptwellen-Umkehrrad 56 wird kontinuierlich angetrieben durch seinen Eingriff mit den Umkehr-Leerlaufrädern 160 und 162 auf den Bereichs-Gegenwellen 106 und 108, die ihrerseits durch die Zahnräder 35 und 41 auf den Gegenwellen 24 und 26 getrieben werden. Hierdurch wird die Notwendigkeit für eigene Wellen für die Umkehr-Leerlaufräder eliminiert mit einer entsprechenden Einsparung an Platz und Kosten.
• Bei einem Getriebe mit nur einer Gegenwelle wird nur eine Bereichs-Gegenwelle verwendet mit einem einzigen auf ihr montierten Umkehr-Leerlaufrad. Die Uberlappung der Haupt-Gegenwelle und der Bereichs-Gegenwelle und der Winkel-Zusammenhang einer Ebene, welche die Hauptwelle und die Bereichs- Gegenwelle enthält, ist derselbe obengenannte Winkel "A".

Claims (9)

1. Mehrgang-Getriebe mit einem Hauptabschnitt (12), der eine Mehrzahl von Zahnradübersetzungen enthält, einem Bereichsabschnitt (14) zum Vervielfachen der Zahnradübersetzungen des Hauptabschnittes (12), einem Umkehr-Leerlaufrad (160, 162), wobei der Hauptabschnitt (12) Gegenwellen-Zahnräder (30-34, 36-40) aufweist, die von einer Haupt-Gegenwelle (24, 26) getragen sind, welche mit Hauptwellen-Zahnrädern (48-54) kämmen, die mit einer Hauptwelle (42) koppelbar sind, welche parallel zur Haupt-Gegenwelle (24, 26) angeordnet ist, und ferner der Bereichsabschnitt (14) eine Bereichs-Gegenwelle (106, 108) aufweist, die von der Hauptwelle (42) angetrieben ist, ferner mit einer Ausgangswelle (120), die parallel zur Bereichs-Gegenwelle (106, 108) angeordnet ist und von der Bereichs-Gegenwelle (106, 108) oder direkt von der Hauptwelle (42) antreibbar ist, wobei das Umkehr-Leerlaufrad (160, 162) für treibenden Eingriff mit einem Umkehr-Zahnrad (35, 41) auf der Haupt-Gegenwelle (24, 26) vorgesehen ist sowie mit einem Hauptwellen-Umkehrrad (56), das mit der Hauptwelle (42) eingerückt oder einrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Umkehr-Leerlauf-Zahnrad (160, 162) auf der Bereichs-Gegenwelle (106, 108) angeordnet ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt-Gegenwelle (24, 26) und die Bereichs-Gegenwelle (106, 108) sich axial überlappen und einen Abstand voneinander haben.

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ebene, welche die Haupt-Gegenwelle (24, 26) und die Hauptwelle (42) enthält, gegen eine Ebene geneigt ist, welche die Bereichs- Gegenwelle (106, 108) und die Hauptwelle (42) enthält.

4. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt-Gegenwelle (24, 26) eine von wenigstens zwei parallelen Haupt-Gegenwellen ist, welche Sätze von kämmenden Zahnrädern (30-34, 36-40) aufweisen, welche mit den Hauptwellen-Zahnrädern (48-54) kämmen, daß ferner die Bereichs-Gegenwelle (106, 108) eine von wenigstens zwei parallelen Bereichs-Gegenwellen ist, welche von der Hauptwelle (42) getrieben sind, daß ferner die Ausgangswelle (120) selektiv antreibbar ist, entweder von den Bereichs-Gegenwellen (106, 108) oder direkt von der Hauptwelle (42); und daß das Umkehr-Leerlaufrad (160, 162) eines von wenigstens zwei Umkehr-Leerlaufrädern ist, von denen je eines auf jeder Bereichs-Gegenwelle (106, 108) sitzt für treibenden Eingriff mit den entsprechenden Zahnrädern (35, 40) auf den Haupt-Gegenwellen (24, 26) und mit dem Hauptwellen-Umkehrrad (56).

5. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenwellen-Zahnräder (30-34, 36-40) drehfest auf der entsprechenden Haupt- Gegenwelle (24, 26) sitzen, und daß Mittel vorgesehen sind, um selektiv eines der Hauptwellen-Zahnräder (49-54) in treibenden Eingriff mit der Hauptwelle (42) zu koppeln.

6. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereichs-Antriebsrad (126) drehfest auf der Hauptwelle (42) sitzt und in treibendem Eingriff mit einem Zahnrad (132, 134) auf der oder jeder Bereichs-Gegenwelle (106, 108) steht.

7. Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bereichs-Antriebsrad (126) auf einem Teil der Hauptwelle (42) montiert ist, der sich axial über die oder jede Haupt-Gegenwelle (24, 26) hinauserstreckt.

8. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zahnrad (168) auf der Ausgangswelle (120) mit der Ausgangswelle (120) koppelbar ist zum Antrieb der Ausgangswelle (120), und daß es antreibbar ist durch ein Zahnrad (164, 166) auf der oder jeder Bereichs-Gegenwelle (106, 108).

9. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes Umkehr-Zahnrad (160, 162) auf der oder jeder entsprechenden Bereichs-Gegenwelle (106, 108) auf einem Wälzlager (163) gelagert ist zur Drehung relativ zu der oder jeder entsprechenden Bereichs-Gegenwelle (106, 108).