DE102011081520A1

DE102011081520A1 - Lastschaltgetriebe für ein Arbeitsfahrzeug

Info

Publication number: DE102011081520A1
Application number: DE102011081520A
Authority: DE
Inventors: Thomas Hung Vu
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2010-08-25
Filing date: 2011-08-24
Publication date: 2012-03-01
Anticipated expiration: 2031-08-25
Also published as: DE102011081520B4; BRPI1104777A2; US20120048043A1; EA201101079A1; US8596157B2; EA021553B1

Abstract

Es wird ein Lastschaltgetriebe (10) für ein Arbeitsfahrzeug bereitgestellt. Das Lastschaltgetriebe (10) umfasst ein Getriebegehäuse (16), eine Eingangswelle (S1) und eine erste Vorgelegewelle (S2), die drehbar an dem Getriebegehäuse (16) angebracht sind. Ein erstes Zahnrad (G1) und eine Niedrigstufenkupplung (LO) sind um die Eingangswelle (S1) angebracht und zur Drehung damit befestigt. Ein zweites Zahnrad (G2) ist drehbar um die Eingangswelle (S1) angebracht, wobei das zweite Zahnrad (G1) zum Eingriff mit der Niedrigstufenkupplung in Verbindung steht, um das zweite Zahnrad (G2) zur Drehung mit der Eingangswelle (S1) zu befestigen. Ein drittes Zahnrad (G3) ist drehbar um die erste Vorgelegewelle (S2) angebracht. Ein viertes und ein fünftes Zahnrad (G4, G5) sind um die erste Vorgelegewelle (S2) angebracht und zur Drehung damit befestigt. Ein sechstes Zahnrad (G6) ist drehbar um die erste Vorgelegewelle (S2) angebracht. Ein siebtes Zahnrad (G7), eine Hochstufenkupplung (HI), eine erste und eine zweite Gangkupplung (C1, C2) sind um die erste Vorgelegewelle (S2) angebracht und zur Drehung damit befestigt. Ein achtes Zahnrad (G8) ist drehbar um die erste Vorgelegewelle (S2) angebracht, wobei das dritte Zahnrad (G3) zum Eingriff mit der Hochstufenkupplung (HI) in Verbindung steht, so dass Einrücken der Hochstufenkupplung (HI) das dritte Zahnrad (G3) zur Drehung mit der ersten Vorgelegewelle (S2) befestigt, wobei das dritte Zahnrad (G3) kontinuierlich mit dem ersten Zahnrad (G1) kämmt, wobei das vierte Zahnrad (G4) kontinuierlich mit dem zweiten Zahnrad (G2) kämmt, wobei das sechste Zahnrad (G6) zum Eingriff mit der zweiten Gangkupplung (C2) in Verbindung steht, um das sechste Zahnrad (G6) zur Drehung mit der ersten Vorgelegewelle (S2) zu befestigen, und wobei das achte Zahnrad (G8) zum Eingriff mit der ersten Gangkupplung (C1) in Verbindung steht, um das achte Zahnrad (G8) zur Drehung mit der ersten Vorgelegewelle (S2) zu befestigen.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Lastschaltgetriebe für ein Arbeitsfahrzeug.
Ein Lastschaltgetriebe ist eine drehzahl- und leistungsändernde Vorrichtung, die zwischen einer Antriebsquelle und einem Achsantrieb eines Fahrzeugs installiert ist. Lastschaltgetriebe werden oftmals in Arbeitsfahrzeugen, wie zum Beispiel landwirtschaftlichen und Industriefahrzeugen, verwendet.
Ein Lastschaltgetriebe hat niedrigere Vorwärtsmodi und höhere Vorwärtsmodi. Die niedrigeren Vorwärtsmodi werden in der Regel zum Antrieb eines Arbeitsfahrzeugs bei niedrigen Geschwindigkeiten verwendet. Bei niedrigeren Vorwärtsmodi dreht sich eine Ausgangswelle des Lastschaltgetriebes langsam, aber mit einem relativ hohen Drehmoment. Andererseits sind die höheren Vorwärtsmodi im Allgemeinen zum Antrieb des Arbeitsfahrzeugs bei höheren Geschwindigkeiten, zum Beispiel im Transportmodus, bestimmt. Bei höheren Vorwärtsmodi dreht sich die Ausgangswelle des Lastschaltgetriebes relativ schnell, aber mit einem relativ geringen Drehmoment.
Es ist allgemein wünschenswert, dass ein Lastschaltgetriebe ein großes Gesamtübersetzungsverhältnis von 24:1 oder darüber hat, um das Arbeitsfahrzeug sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Geschwindigkeiten effektiv anzutreiben. Weiterhin ist es wünschenswert, dass die Getriebesprünge zwischen Vorwärtsmodi so klein wie möglich sind. Kleine Getriebesprünge von 17% oder darunter fördern sanfte Moduswechsel und verbessern den Komfort des Bedieners. Weiterhin ist es wünschenswert, dass ein Lastschaltgetriebe die geringstmögliche Anzahl von Teilen hat, um Produktions- und Wartungskosten auf ein Minimum zu reduzieren.
In der Vergangenheit umfassten Lastschaltgetriebe neun Kupplungen und achtzehn Zahnräder, wobei die Kupplungen und Zahnräder, die speziell für Rückwärtsmodi erforderlich sind, nicht eingeschlossen sind, wobei entweder achtzehn oder zwanzig Vorwärtsmodi bereitgestellt werden. Ein erstes bekanntes Lastschaltgetriebe hat zum Beispiel sechs Gangkupplungen, drei Bereichskupplungen und achtzehn Zahnräder zur Verwendung in Vorwärtsmodi. Dieses erste bekannte Lastschaltgetriebe hat nur achtzehn Vorwärtsmodi. Als anderes Beispiel hat ein zweites bekanntes Lastschaltgetriebe fünf Gangkupplungen, vier Bereichskupplungen und achtzehn Zahnräder zur Verwendung bei der Vorwärtsbewegung. Dieses zweite bekannte Lastschaltgetriebe hat zwanzig Vorwärtsmodi.
Demgemäß besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Lastschaltgetriebes für ein Arbeitsfahrzeug, das eine minimale Anzahl von Komponenten verwendet, während es immer noch sehr funktional und vielseitig ist.
Diese und andere Aufgaben werden durch die vorliegende Erfindung gelöst, wobei ein Lastschaltgetriebe für ein Arbeitsfahrzeug bereitgestellt wird. Das Lastschaltgetriebe umfasst ein Getriebegehäuse, eine Eingangswelle und eine erste Vorgelegewelle, die drehbar an dem Getriebegehäuse angebracht sind. Ein erstes Zahnrad und eine Niedrigstufenkupplung sind um die Eingangswelle angebracht und zur Drehung damit befestigt. Ein zweites Zahnrad ist drehbar um die Eingangswelle angebracht, wobei das zweite Zahnrad zum Eingriff mit der Niedrigstufenkupplung in Verbindung steht, um das zweite Zahnrad zur Drehung mit der Eingangswelle zu befestigen. Ein drittes Zahnrad ist drehbar um die erste Vorgelegewelle angebracht. Ein viertes und ein fünftes Zahnrad sind um die erste Vorgelegewelle angebracht und zur Drehung damit befestigt. Ein sechstes Zahnrad ist drehbar um die erste Vorgelegewelle angebracht. Ein siebtes Zahnrad, eine Hochstufenkupplung, eine erste und eine zweite Gangkupplung sind um die erste Vorgelegewelle angebracht und zur Drehung damit befestigt. Ein achtes Zahnrad ist drehbar um die erste Vorgelegewelle angebracht, wobei das dritte Zahnrad zum Eingriff mit der Hochstufenkupplung in Verbindung steht, so dass Einrücken der Hochstufenkupplung das dritte Zahnrad zur Drehung mit der ersten Vorgelegewelle befestigt, wobei das dritte Zahnrad kontinuierlich mit dem ersten Zahnrad kämmt, wobei das vierte Zahnrad kontinuierlich mit dem zweiten Zahnrad kämmt, wobei das sechste Zahnrad zum Eingriff mit der zweiten Gangkupplung in Verbindung steht, um das sechste Zahnrad zur Drehung mit der ersten Vorgelegewelle zu befestigen, und wobei das achte Zahnrad zum Eingriff mit der ersten Gangkupplung in Verbindung steht, um das achte Zahnrad zur Drehung mit der ersten Vorgelegewelle zu befestigen.
Zum umfassenden Verständnis der Aufgaben, Techniken und der Struktur der Erfindung sollte auf die folgende ausführliche Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen werden, in denen ähnliche Komponenten durch identische Bezugszeichen bezeichnet werden:
1 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Lastschaltgetriebes für ein Arbeitsfahrzeug gemäß der Erfindung,
2 ist ein Diagramm, das die Zähnezahl an jedem Zahnrad des in 1 gezeigten Lastschaltgetriebes angibt,
3 ist ein Diagramm, das die eingerückten Kupplungen, die Wellendrehzahlen und die übersetzungsverhältnisse für die Vorwärtsmodi FM1 bis FM24 des in 1 gezeigten Lastschaltgetriebes angibt,
4 ist eine schematische Ansicht des in 1 gezeigten Lastschaltgetriebes, die den Kraftfluss in einem Vorwärtsmodus FM1 darstellt,
5 ist ein Diagramm, das die eingerückten Kupplungen, die Wellendrehzahlen und die übersetzungsverhältnisse für die Rückwärtsmodi RM1 bis RM12 des in 1 gezeigten Lastschaltgetriebes angibt, und
6 ist eine schematische Ansicht des in 1 gezeigten Lastschaltgetriebes, die den Kraftfluss in einem Rückwärtsmodus RM1 darstellt.
In der ausführlichen Beschreibung der Zeichnungen wird bei den Bezugszeichen die Abkürzung G für Zahnräder, RG für Rückwärtsgangzahnräder, S für Wellen, C für Gangkupplungen und R für Bereichskupplungen verwendet.
1 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Lastschaltgetriebes 10 für ein Arbeitsfahrzeug. Wie gezeigt, umfasst ein Lastschaltgetriebe 10 eine Eingangswelle S1, eine erste Vorgelegewelle S2, eine zweite Vorgelegewelle S3, eine Ausgangswelle S4 und eine Zwischenradwelle S5. Die Wellen S1, S2, S3, S4 und S5 können zum Beispiel aus Legierungsstahl AISI 8620 hergestellt sein. Die Zahnräder des Lastschaltgetriebes 10 können, wie unten besprochen, auch aus Legierungsstahl AISI 8620 hergestellt sein, und die Zahnräder sind zum Beispiel Geradstirnräder. Die Eingangswelle S1 ist drehbar an einem Getriebegehäuse 16 angebracht, und ein Eingangsende 12 der Eingangswelle S1 ist mit einer Antriebsquelle 18 verbunden. Die Antriebsquelle 18 kann die Eingangswelle S1 drehen und kann zum Beispiel ein Diesel- oder Benzinmotor sein.
Ein erstes Zahnrad G1 ist um die Eingangswelle S1 angebracht und zur Drehung damit befestigt.
Eine Rückwärtsgangkupplung REV ist um die Eingangswelle S1 angebracht und zur Drehung damit befestigt. Die Rückwärtsgangkupplung REV ist an dem ersten Zahnrad G1 angebracht und wird durch eine Nasskupplung gebildet.
Eine Niedrigstufenkupplung LO ist um die Eingangswelle S1 angebracht und zur Drehung damit befestigt. Die Niedrigstufenkupplung LO ist an dem ersten Zahnrad G1 angebracht und wird durch eine Nasskupplung gebildet. Das erste Zahnrad G1, die Rückwärtsgangkupplung REV und die Niedrigstufenkupplung LO sind zusammen als eine Anordnung ausgebildet.
Ein Rückwärtsgangantriebsrad RG1 und ein zweites Zahnrad G2 sind drehbar um die Eingangswelle S1 angebracht. Das Rückwärtsgangantriebsrad RG1 steht zum Eingriff mit der Rückwärtsgangkupplung REV in Verbindung. Wenn die Rückwärtsgangkupplung REV eingerückt ist, ist das Rückwärtsgangantriebsrad RG1 zur Drehung mit der Eingangswelle S1 befestigt. Das zweite Zahnrad G2 steht zum Eingriff mit der Niedrigstufenkupplung LO in Verbindung. Wenn die Niedrigstufenkupplung LO eingerückt ist, ist das zweite Zahnrad G2 zur Drehung mit der Eingangswelle S1 befestigt.
Die erste Vorgelegewelle S2 ist drehbar an dem Getriebegehäuse 16 angebracht. Ein viertes Zahnrad G4, ein fünftes Zahnrad G5, ein siebtes Zahnrad G7 und ein angetriebenes Rückwärtsgangrad RG3 sind alle um die erste Vorgelegewelle S2 angebracht und alle zur Drehung damit befestigt.
Eine Hochstufenkupplung HI ist an dem vierte Zahnrad G4 angebracht und wird durch eine Nasskupplung gebildet. Des Weiteren ist die Hochstufenkupplung HI um die erste Vorgelegewelle S2 angebracht und zur Drehung damit befestigt. Das vierte Zahnrad G4 kämmt kontinuierlich mit dem zweiten Zahnrad G2. Ein drittes Zahnrad G3 steht zum Eingriff mit der Hochstufenkupplung HI in Verbindung. Wenn die Hochstufenkupplung HI eingerückt ist, ist das dritte Zahnrad G3 zur Drehung mit der ersten Vorgelegewelle S2 befestigt. Darüber hinaus ist das dritte Zahnrad G3 drehbar um die erste Vorgelegewelle S2 angebracht und kämmt kontinuierlich mit dem ersten Zahnrad G1.
Eine zweite Gangkupplung C2 ist um die erste Vorgelegewelle S2 angebracht und zur Drehung damit befestigt. Die zweite Gangkupplung C2 wird durch eine Nasskupplung gebildet. Ein sechstes Zahnrad G6 ist drehbar um die erste Vorgelegewelle S2 angebracht, und das sechste Zahnrad G6 steht zum Eingriff mit der zweiten Gangkupplung C2 in Verbindung. Wenn die zweite Gangkupplung C2 eingerückt ist, ist das sechste Zahnrad G6 zur Drehung mit der ersten Vorgelegewelle S2 befestigt.
Weiterhin ist eine erste Gangkupplung C1 um die erste Vorgelegewelle S2 angebracht und zur Drehung damit befestigt. Die erste Gangkupplung C1 wird durch eine Nasskupplung gebildet. Ein achtes Zahnrad G8 ist drehbar um die erste Vorgelegewelle S2 angebracht. Weiterhin steht das achte Zahnrad G8 zum Eingriff mit der ersten Gangkupplung C1 in Verbindung. Wenn die erste Gangkupplung C1 eingerückt ist, ist das achte Zahnrad G8 zur Drehung mit der ersten Vorgelegewelle S2 befestigt.
Die zweite Vorgelegewelle S3 ist drehbar an dem Getriebegehäuse 16 angebracht. Ein zehntes Zahnrad G10, ein dreizehntes Zahnrad G13, ein vierzehntes Zahnrad G14 und ein fünfzehntes Zahnrad G15 sind alle um die zweite Vorgelegewelle S3 angebracht und zur Drehung damit befestigt. Das dreizehnte Zahnrad G13 kämmt kontinuierlich mit dem achten Zahnrad G8. Eine vierte Gangkupplung C4 ist an dem zehnten Zahnrad G10 angebracht. Die vierte Gangkupplung C4 ist an der zweiten Vorgelegewelle S3 angebracht und zur Drehung damit befestigt. Die vierte Gangkupplung C4 wird durch eine Nasskupplung gebildet. Weiterhin kämmt das zehnte Zahnrad G10 kontinuierlich mit dem sechsten Zahnrad G6. Ein neuntes Zahnrad G9 ist drehbar um die zweite Vorgelegewelle S3 angebracht und steht zum Eingriff mit der vierte Gangkupplung C4 in Verbindung. Wenn die vierte Gangkupplung C4 eingerückt ist, ist das neunte Zahnrad G9 zur Drehung mit der zweiten Vorgelegewelle S3 befestigt. Das neunte Zahnrad G9 kämmt kontinuierlich mit dem fünften Zahnrad G5.
Eine dritte Gangkupplung C3 ist um die zweite Vorgelegewelle S3 angebracht und zur Drehung damit befestigt. Die dritte Gangkupplung C3 ist an der zweiten Vorgelegewelle S3 angebracht. Die dritte Gangkupplung C3 wird durch eine Nasskupplung gebildet. Ein elftes Zahnrad G11 ist drehbar um die zweite Vorgelegewelle S3 angebracht. Darüber hinaus steht das elfte Zahnrad G11 zum Eingriff mit der dritten Gangkupplung C3 in Verbindung. Wenn die dritte Gangkupplung C3 eingerückt ist, ist das elfte Zahnrad G11 zur Drehung mit der ersten Vorgelegewelle S2 befestigt. Das elfte Zahnrad G11 kämmt kontinuierlich mit dem siebten Zahnrad G7.
Eine dritte Bereichskupplung R3 ist auch um die zweite Vorgelegewelle S3 angebracht und zur Drehung damit befestigt. Die dritte Bereichskupplung R3 wird durch eine Nasskupplung gebildet. Die dritte Gangkupplung C3 und die dritte Bereichskupplung R3 bilden zusammen eine erste Doppelkupplung 22. Ein zwölftes Zahnrad G12 ist drehbar um die zweite Vorgelegewelle S3 angebracht und steht zum Eingriff mit der dritten Bereichskupplung R3 in Verbindung. Die dritte Bereichskupplung R3 kann das Zahnrad G12 in Eingriff nehmen und deshalb das zwölfte Zahnrad G12 zur Drehung mit der zweiten Vorgelegewelle S3 befestigen. Die Ausgangswelle S4 ist drehbar an dem Getriebegehäuse 16 angebracht. Ein sechzehntes Zahnrad G16 ist um die Ausgangswelle S4 angebracht und zur Drehung damit befestigt. Weiterhin kämmt das sechzehnte Zahnrad G16 kontinuierlich mit dem zwölften Zahnrad G12.
Eine erste Bereichskupplung R1 ist um die Ausgangswelle S4 angebracht und zur Drehung damit befestigt. Die erste Bereichskupplung R1 wird durch eine Nasskupplung gebildet. Wenn die erste Bereichskupplung R1 eingerückt ist, ist das achtzehnte Zahnrad G18 zur Drehung mit der Ausgangswelle S4 befestigt. Das achtzehnte Zahnrad G18 kämmt kontinuierlich mit dem fünfzehnten Zahnrad G15.
Darüber hinaus ist auch eine zweite Bereichskupplung R2 um die Ausgangswelle S4 angebracht und zur Drehung damit befestigt. Die zweite Bereichskupplung R2 wird durch eine Nasskupplung gebildet. Die zweite Bereichskupplung R2 und die erste Bereichskupplung R1 bilden zusammen eine zweite Doppelkupplung 24. Ein siebzehntes Zahnrad G17 ist drehbar an der Ausgangswelle S4 angebracht; das siebzehnte Zahnrad G17 steht zum Eingriff mit der zweiten Bereichskupplung R2 in Verbindung. Die zweite Bereichskupplung R2 kann das siebzehnte Zahnrad G17 in Eingriff nehmen und somit das siebzehnte Zahnrad G17 zur Drehung mit der Ausgangswelle S4 befestigen. Weiterhin kämmt das siebzehnte Zahnrad G17 kontinuierlich mit dem vierzehnten Zahnrad G14.
Die Zwischenradwelle S5 ist drehbar an dem Getriebegehäuse 16 angebracht. Ein Rückwärtsgangzwischenrad RG2 ist um die Zwischenradwelle S5 angebracht und zur Drehung damit befestigt. Das Rückwärtsgangzwischenrad RG2 kämmt kontinuierlich mit dem angetriebenen Rückwärtsgangrad RG3. Darüber hinaus kämmt das Rückwärtsgangzwischenrad RG2 trotz der Darstellung von 1 auch kontinuierlich mit dem Rückwärtsgangantriebsrad RG1. In 1 sind die Zwischenradwelle S5 und das Rückwärtsgangzwischenrad RG2 somit zur Vereinfachung und Veranschaulichung positioniert.
2 ist ein Diagramm, das die Zähnezahl an jedem Zahnrad des in 1 gezeigten Lastschaltgetriebes 10 angibt. Bei anderen Ausführungsformen des Lastschaltgetriebes 10 kann die Zähnezahl an den jeweiligen Zahnrädern variieren.
Vorwärtsbetriebsmodi
3 ist ein Diagramm, das die eingerückten Kupplungen, die Wellendrehzahlen und die Übersetzungsverhältnisse für die Vorwärtsmodi FM1 bis FM24 des in 1 gezeigten Lastschaltgetriebes 10 angibt. In den Vorwärtsmodi sind eine der Kupplungen LO und HI, eine der Kupplungen C1, C2, C3 und C4 und eine der Bereichskupplungen R1, R2 und R3 eingerückt.
4 ist eine schematische Ansicht des in 1 gezeigten Lastschaltgetriebes 10, die den Kraftfluss in einem Vorwärtsmodus FM1 darstellt. Im Vorwärtsmodus FM1 sind die Niedrigstufenkupplung LO, die erste Gangkupplung C1 und die erste Bereichskupplung R1 eingerückt. Das Eingangsende 12 der Eingangswelle S1 ist mit der Antriebsquelle 18 verbunden. Die Antriebsquelle 18 kann die Eingangswelle S1 drehen.
Drehung der Eingangswelle S1 bewirkt eine Drehung des ersten Zahnrads G1, der Niedrigstufenkupplung LO und der Rückwärtsgangkupplung REV. Die Niedrigstufenkupplung LO ist eingerückt und befestigt somit das zweite Zahnrad G2 zur Drehung mit der Niedrigstufenkupplung LO und der Eingangswelle S1. Die Rückwärtsgangkupplung REV ist hingegen nicht eingerückt und befestigt somit nicht das Rückwärtsgangantriebsrad RG1 zur Drehung mit der Eingangswelle S1. Demgemäß bewirkt das Rückwärtsgangantriebsrad RG1 somit keine Drehung des Rückwärtsgangzwischenrads RG2, und das Rückwärtsgangzwischenrad RG2 bewirkt keine Drehung des angetriebenen Rückwärtsgangrads RG3.
Die Drehung des zweiten Zahnrads G2 bewirkt eine Drehung des vierten Zahnrads G4 und deshalb der ersten Vorgelegewelle S2. Die Drehung der ersten Vorgelegewelle S2 bewirkt dann eine Drehung der Zahnräder G5, G7 und RG3 und der Kupplungen C1, C2 und HI. Die Hochstufenkupplung HI ist nicht eingerückt und befestigt deshalb nicht das dritte Zahnrad G3 zur Drehung mit der ersten Vorgelegewelle S2. Aufgrund dessen beeinflusst die Drehung des dritten Zahnrads G3 nicht die Drehung der Hochstufenkupplung HI oder der ersten Vorgelegewelle S2, obgleich das erste Zahnrad G1 das dritte Zahnrad G3 dreht.
Die zweite Gangkupplung C2 ist nicht eingerückt. Obgleich das zehnte Zahnrad G10 eine Drehung des sechsten Zahnrads G6 bewirkt, beeinflusst das sechste Zahnrad G6 somit nicht die Drehung der zweiten Gangkupplung C2 oder der ersten Vorgelegewelle S2. Die erste Gangkupplung C1 ist hingegen eingerückt und deshalb dreht sich das achte Zahnrad G8 mit der ersten Gangkupplung C1 und der ersten Vorgelegewelle S2. Die Drehung des achten Zahnrads G8 bewirkt eine Drehung des dreizehnten Zahnrads G13, und das dreizehnte Zahnrad G13 bewirkt eine Drehung der zweiten Vorgelegewelle S3.
Die Drehung der zweiten Vorgelegewelle S3 bewirkt eine Drehung der Zahnräder G10, G13, G14 und G15 und der Kupplungen C3, C4 und R3. Die Kupplungen C3, C4 und R3 sind nicht eingerückt. Da die dritte Gangkupplung C3 nicht eingerückt ist, beeinflusst die Drehung des elften Zahnrads G11 nicht die Drehung der dritten Gangkupplung C3 oder der zweiten Vorgelegewelle S3. Da die vierte Gangkupplung C4 nicht eingerückt ist, beeinflusst weiterhin die Drehung des neunten Zahnrads G9 nicht die Drehung der vierten Gangkupplung C4 oder der zweiten Vorgelegewelle S3. Weiterhin ist noch die dritte Bereichskupplung R3 nicht eingerückt. Demgemäß beeinflusst die Drehung des zwölften Zahnrads G12 nicht die Drehung der dritten Gangkupplung C3 oder der zweiten Vorgelegewelle S3.
Das fünfzehnte Zahnrad G15 dreht das achtzehnte Zahnrad G18. Da die erste Bereichskupplung R1 eingerückt ist, dreht das achtzehnte Zahnrad G18 die erste Bereichskupplung R1, und die Drehung der ersten Bereichskupplung R1 bewirkt eine Drehung der Ausgangswelle S4. Ein Antriebsende 14 der Ausgangswelle S4 dreht sich und ist mit dem Achsantrieb 20 des Arbeitsfahrzeugs zur Vorwärtsbewegung verbunden. Der Achsantrieb 20 wird durch eine Differenzialanordnung und eine Achsanordnung gebildet. Die zweite Bereichskupplung R2 ist nicht eingerückt. Somit kann sich das siebzehnte Zahnrad G17 bezüglich der zweiten Bereichskupplung R2 und der Ausgangswelle S4 drehen.
3 zeigt die entsprechenden Drehzahlen der Wellen des Lastschaltgetriebes 10, wobei angenommen wird, dass sich die Eingangswelle S1 mit 2100 U/min dreht. Das Lastschaltgetriebe 10 kann mit den verschiedensten Eingangsdrehzahlen betrieben werden. Die Drehzahl von 2100 U/min wird nur zur Veranschaulichung verwendet. In Vorwärtsmodi sind die Drehzahlen für die Eingangswelle S1 und die zweite Vorgelegewelle S3 positiv. Die Drehzahlen für die erste Vorgelegewelle S2 und die Ausgangswelle S4 sind hingegen negativ. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich die Wellen S1 und S3 in einer Richtung drehen, während sich die Wellen S2 und S4 in die entgegengesetzte Richtung drehen.
Weiterhin zeigt 3 die Übersetzungsverhältnisse, die den Vorwärtsmodi FM1 bis FM24 zugeordnet sind. Zum Beispiel beträgt das Übersetzungsverhältnis für den Vorwärtsmodus FM1 –8,390.
Dieser Wert wird durch Teilen der Drehzahl der Eingangswelle S1 durch die Drehzahl der Ausgangswelle S4 erhalten.
Weiterhin zeigt 3 die Getriebesprungprozentzahlen zwischen jeder Getriebeschaltung. Zum Beispiel beträgt die Sprungprozentzahl beim Schalten aus dem Vorwärtsmodus FM1 in den Vorwärtsmodus FM2 15%. Wie gezeigt, sind die meisten Sprünge 15% oder darunter. Die kleineren Sprünge zwischen Gängen sind für eine gute Schaltqualität wünschenswert.
Rückwärtsbetriebsmodi
5 ist ein Diagramm, das die eingerückten Kupplungen, die Wellendrehzahlen und die Übersetzungsverhältnisse für die Rückwärtsmodi RM1 bis RM12 des in 1 gezeigten Lastschaltgetriebes 10 angibt. In den Rückwärtsmodi sind die Rückwärtsgangkupplung REV, eine der Kupplungen C1, C2, C3 und C4 und eine der Kupplungen R1, R2 und R3 eingerückt.
6 ist eine schematische Ansicht des in 1 gezeigten Lastschaltgetriebes 10, die den Kraftfluss in einem Rückwärtsmodus RM1 darstellt. Im Rückwärtsmodus RM1 sind die Rückwärtsgangkupplung REV, die erste Gangkupplung C1 und die erste Bereichskupplung R1 eingerückt. Da die Rückwärtsgangkupplung REV eingerückt ist, dreht sich somit das Rückwärtsgangantriebsrad RG1 mit der Rückwärtsgangkupplung REV. Das Rückwärtsgangantriebsrad RG1 dreht das Rückwärtsgangzwischenrad RG2. Die Niedrigstufenkupplung LO ist nicht eingerückt. Somit beeinflusst die Drehung der Niedrigstufenkupplung LO nicht die Drehung des ersten Zahnrads G2.
Die Drehung des Rückwärtsgangzwischenrads RG2 bewirkt eine Drehung des angetriebenen Rückwärtsgangrads RG3. Da das angetriebene Rückwärtsgangrad RG3 um die erste Vorgelegewelle S2 angebracht und zur Drehung damit befestigt ist, dreht die Drehung des angetriebenen Rückwärtsgangrads RG3 die erste Vorgelegewelle S2. Die Hochstufenkupplung HI ist an der ersten Vorgelegewelle S2 befestigt. Die Hochstufenkupplung HI ist jedoch nicht eingerückt. Somit beeinflusst die Drehung des dritten Zahnrads G3 nicht die Drehung der Hochstufenkupplung HI.
Die Zahnräder G5 und G7 sind um die erste Vorgelegewelle S2 angebracht und zur Drehung damit befestigt. Die zweite Gangkupplung C2 dreht sich auch mit der ersten Vorgelegewelle S2. Die zweite Gangkupplung C2 ist jedoch nicht eingerückt, und das sechste Zahnrad G6 ist nicht zur Drehung damit befestigt. Als Alternative dazu ist die erste Gangkupplung C1 eingerückt, und das achte Zahnrad G8 ist zur Drehung damit befestigt.
Das achte Zahnrad G8 dreht das dreizehnte Zahnrad G13. Das dreizehnte Zahnrad G13 dreht die zweite Vorgelegewelle S3. Die Zahnräder G10, G13 und G14 und die Kupplungen C3, C4 und R3 drehen sich mit der zweiten Vorgelegewelle S3. Keine der Kupplungen C3, C4 und R3 ist eingerückt. Somit stehen die Zahnräder G9, G11 und G12 nicht zur Drehung mit der zweiten Vorgelegewelle S3 in Eingriff.
Die Kupplungen C3, C4 und R3 drehen sich mit der zweiten Vorgelegewelle S3. Das siebte Zahnrad G7 dreht das elfte Zahnrad G11, aber die Drehung des elften Zahnrads G11 dreht nicht die dritte Gangkupplung C3 oder die zweite Vorgelegewelle S3, da die dritte Gangkupplung C3 nicht eingerückt ist. Ebenso dreht das fünfte Zahnrad G5 das neunte Zahnrad G9, aber die Drehung des neunten Zahnrads G9 dreht nicht die vierte Gangkupplung C4 oder die zweite Vorgelegewelle S3, da die vierte Gangkupplung C4 nicht eingerückt ist. Ebenso dreht des Weiteren das sechzehnte Zahnrad G16 das zwölfte Zahnrad G12, aber die Drehung des zwölften Zahnrads G12 dreht nicht die dritte Bereichskupplung R3 oder die zweite Vorgelegewelle S3, da die dritte Bereichskupplung R3 nicht eingerückt ist. Das vierzehnte Zahnrad G14 ist um die zweite Vorgelegewelle S3 angebracht und zur Drehung damit befestigt. Die Drehung des vierzehnten Zahnrads G14 dreht das siebzehnte Zahnrad G17. Die zweite Vorgelegewelle S3 dreht das fünfzehnte Zahnrad G15, und das fünfzehnte Zahnrad G15 dreht das achtzehnte Zahnrad G18. Die erste Bereichskupplung R1 ist um die Ausgangswelle S4 angebracht und ist eingerückt. Somit dreht die Drehung des achtzehnten Zahnrads G18 die erste Bereichskupplung R1, und die erste Bereichskupplung R1 dreht die Ausgangswelle S4. Das Antriebsende 14 der Ausgangswelle S4 ist mit dem Achsantrieb 20 des Arbeitsfahrzeugs zur Rückwärtsbewegung verbunden. Die zweite Bereichskupplung R2 ist nicht eingerückt. Obgleich das vierzehnte Zahnrad G14 das siebzehnte Zahnrad G17 dreht, dreht das siebzehnte Zahnrad G17 nicht die Ausgangswelle S4. Weiterhin ist die dritte Bereichskupplung R3 nicht eingerückt. Somit dreht das sechzehnte Zahnrad G16 das zwölfte Zahnrad G12, aber das zwölfte Zahnrad G12 dreht nicht die dritte Bereichskupplung R3 oder die zweite Vorgelegewelle S3.
5 zeigt das Kupplungseingriffsschema für die anderen Rückwärtsmodi, auch die Rückwärtsmodi RM2 bis RM12. Darüber hinaus zeigt 5, dass sich die Eingangswelle S1 mit einer Drehzahl von 2100 U/min dreht. Die Drehzahl 2100 U/min dient nur der Veranschaulichung.
Die Drehzahlen der Wellen S1, S2 und S4 sind positiv. Die Drehzahlen der Wellen S3 und S5 sind hingegen negativ. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich die Wellen S1, S2 und S4 in einer Richtung drehen, und die Wellen S3 und S5 drehen sich in die entgegengesetzte Richtung. In den Vorwärtsmodi FM1 bis FM24 dreht sich die Eingangswelle S1 in einer Richtung, und die Ausgangswelle S4 dreht sich in die entgegengesetzte Richtung. Dies bewirkt eine Vorwärtsfahrt des Arbeitsfahrzeugs. Als Alternative dazu gestattet das Einschließen der Zwischenradwelle S5 in den Rückwärtsmodi RM1 bis RM12 eine Drehung der Eingangswelle S1 und der Ausgangswelle S4 in die gleiche Richtung. Schließlich bewirkt dies eine Rückwärtsfahrt des Arbeitsfahrzeugs.

Claims

Lastschaltgetriebe für ein Arbeitsfahrzeug, umfassend ein Getriebegehäuse (16); eine Eingangswelle (S1), die drehbar an dem Getriebegehäuse (16) angebracht ist; ein erstes Zahnrad (G1) und eine Niedrigstufenkupplung (LO), die um die Eingangswelle (S1) angebracht und zur Drehung damit befestigt sind; ein zweites Zahnrad (G2), das drehbar um die Eingangswelle (S1) angebracht ist, wobei das zweite Zahnrad (G2) zum Eingriff mit der Niedrigstufenkupplung (LO) in Verbindung steht und Einrücken der Niedrigstufenkupplung (LO) das zweite Zahnrad (G2) zur Drehung mit der Eingangswelle (S1) befestigt; eine erste Vorgelegewelle (S2), die drehbar an dem Getriebegehäuse (16) angebracht ist; ein drittes Zahnrad (G3), das drehbar um die erste Vorgelegewelle (S2) angebracht ist; ein viertes Zahnrad (G4) und ein fünftes Zahnrad (G5), die um die erste Vorgelegewelle (S2) angebracht und zur Drehung damit befestigt sind; ein sechstes Zahnrad (G6), das drehbar um die erste Vorgelegewelle (S2) angebracht ist; ein siebtes Zahnrad (G7), eine Hochstufenkupplung (HI), eine erste Gangkupplung (C1) und eine zweite Gangkupplung (C2), die um die erste Vorgelegewelle (S2) angebracht und zur Drehung damit befestigt sind; ein achtes Zahnrad (G8), das drehbar um die erste Vorgelegewelle (S2) angebracht ist, wobei das dritte Zahnrad (G3) zum Eingriff mit der Hochstufenkupplung (HI) in Verbindung steht, so dass Einrücken der Hochstufenkupplung (HI) das dritte Zahnrad (G3) zur Drehung mit der ersten Vorgelegewelle (S2) befestigt, und das dritte Zahnrad (G3) kontinuierlich mit dem ersten Zahnrad (G1) kämmt, wobei das vierte Zahnrad (G4) kontinuierlich mit dem zweiten Zahnrad (G2) kämmt, wobei das sechste Zahnrad (G6) zum Eingriff mit der zweiten Gangkupplung (C2) in Verbindung steht, so dass Einrücken der zweiten Gangkupplung (C2) das sechste Zahnrad (G6) zur Drehung mit der ersten Vorgelegewelle (S2) befestigt, und wobei das achte Zahnrad (G8) zum Eingriff mit der ersten Gangkupplung (C1) in Verbindung steht, so dass Einrücken der ersten Gangkupplung (C1) das achte Zahnrad (G8) zur Drehung mit der ersten Vorgelegewelle (S2) befestigt.
Lastschaltgetriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zweite Vorgelegewelle (S3), die drehbar an dem Getriebegehäuse (16) angebracht ist; ein neuntes Zahnrad (G9), das drehbar um die zweite Vorgelegewelle (S3) angebracht ist; ein zehntes Zahnrad (G10), das um die zweite Vorgelegewelle (S3) angebracht ist und zur Drehung damit befestigt ist, wobei das zehnte Zahnrad (G10) kontinuierlich mit dem sechsten Zahnrad (G6) kämmt; ein elftes Zahnrad (G11) und ein zwölftes Zahnrad (G12), die drehbar um die zweite Vorgelegewelle (S3) angebracht sind; ein dreizehntes Zahnrad (G13), ein vierzehntes Zahnrad (G14), ein fünfzehntes Zahnrad (G15), eine dritte Gangkupplung (C3), eine vierte Gangkupplung (C4) und eine dritte Bereichskupplung (R3), die um die zweite Vorgelegewelle (S3) angebracht und zur Drehung damit befestigt sind, wobei das dreizehnte Zahnrad (G13) kontinuierlich mit dem achten Zahnrad (G8) kämmt, wobei das neunte Zahnrad (G9) zum Eingriff mit der vierten Gangkupplung (C4) in Verbindung steht, so dass Einrücken der vierten Gangkupplung (C4) das neunte Zahnrad (G9) zur Drehung mit der zweiten Vorgelegewelle (S3) befestigt und das neunte Zahnrad (G9) kontinuierlich mit dem fünften Zahnrad (G5) kämmt, wobei das elfte Zahnrad (G11) zum Eingriff mit der dritten Gangkupplung (C3) in Verbindung steht, so dass Einrücken der dritten Gangkupplung (C3) das elfte Zahnrad (G11) zur Drehung mit der zweiten Vorgelegewelle (S3) befestigt, und das elfte Zahnrad (G11) kontinuierlich mit dem siebten Zahnrad (G7) kämmt, und wobei das zwölfte Zahnrad (G12) zum Eingriff mit der dritten Bereichskupplung (R3) verbunden ist, so dass Einrücken der dritten Bereichskupplung (R3) das zwölfte Zahnrad (G12) zur Drehung mit der zweiten Vorgelegewelle (S3) befestigt.
Lastschaltgetriebe nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Ausgangswelle (S4), die drehbar an dem Getriebegehäuse (16) angebracht ist; ein sechzehntes Zahnrad (G16), das um die Ausgangswelle (S4) angebracht und zur Drehung damit befestigt ist, wobei das sechzehnte Zahnrad (G16) kontinuierlich mit dem zwölften Zahnrad (G12) kämmt; eine erste Bereichskupplung (R1) und eine zweite Bereichskupplung (R2), die um die Ausgangswelle (S4) angebracht und zur Drehung damit befestigt sind; ein siebzehntes Zahnrad (G17), das drehbar um die Ausgangswelle (S4) angebracht ist, wobei das siebzehnte Zahnrad (G17) zum Eingriff mit der zweiten Bereichskupplung (R2) in Verbindung steht, so dass Einrücken der zweiten Bereichskupplung (R2) das siebzehnte Zahnrad (G17) zur Drehung mit der Ausgangswelle (S4) befestigt, und das siebzehnte Zahnrad (G17) kontinuierlich mit dem vierzehnten Zahnrad (G14) kämmt; und ein achtzehntes Zahnrad (G18), das drehbar um die Ausgangswelle (S4) angebracht ist, wobei das achtzehnte Zahnrad (G18) zum Eingriff mit der ersten Bereichskupplung (R1) in Verbindung steht, so dass Einrücken der ersten Bereichskupplung (R1) das achtzehnte Zahnrad (G18) zur Drehung mit der Ausgangswelle (S4) befestigt, und das achtzehnte Zahnrad (G18) kontinuierlich mit dem fünfzehnten Zahnrad (G15) kämmt.
Lastschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähnezahl am dritten Zahnrad (G3) geteilt durch die Zähnezahl am ersten Zahnrad (G1) innerhalb von 20% von 0,98 liegt und/oder die Zähnezahl am vierten Zahnrad (G4) geteilt durch die Zähnezahl am zweiten Zahnrad (G2) innerhalb von 20% von 1,10 liegt und/oder die Zähnezahl am neunten Zahnrad (G9) geteilt durch die Zähnezahl am fünften Zahnrad (G5) innerhalb von 20% von 1,05 liegt und/oder die Zähnezahl am zehnten Zahnrad (G10) geteilt durch die Zähnezahl am sechsten Zahnrad (G6) innerhalb von 20% von 1,83 liegt und/oder die Zähnezahl am elften Zahnrad (G11) geteilt durch die Zähnezahl am siebten Zahnrad (G7) innerhalb von 20% von 1,39 liegt und/oder die Zähnezahl am dreizehnten Zahnrad (G13) geteilt durch die Zähnezahl am achten Zahnrad (G8) innerhalb von 20% von 2,44 liegt.
Lastschaltgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Gangkupplung (C3) und die dritte Bereichskupplung (R3) eine erste Doppelkupplung (22) bilden.
Lastschaltgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähnezahl am sechzehnten Zahnrad (G16) geteilt durch die Zähnezahl am zwölften Zahnrad (G12) innerhalb von 20% von 0,31 liegt und/oder die Zähnezahl am siebzehnten Zahnrad (G17) geteilt durch die Zähnezahl am vierzehnten Zahnrad (G14) innerhalb von 20% von 0,88 liegt und/oder die Zähnezahl am achtzehnten Zahnrad (G18) geteilt durch die Zähnezahl am fünfzehnten Zahnrad (G15) innerhalb von 20% von 2,90 liegt.
Lastschaltgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bereichskupplung (R1) und die zweite Bereichskupplung (R2) eine zweite Doppelkupplung (24) bilden.
Lastschaltgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Betrieb im Vorwärtsmodus die Niedrigstufenkupplung (LO) oder die Hochstufenkupplung (HI) eingerückt ist, eine der Gangkupplungen (C1, C2, C3, C4) eingerückt ist und eine der Bereichskupplungen (R1, R2, R3) eingerückt ist.
Lastschaltgetriebe nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch vierundzwanzig verschiedene Vorwärtsmodi, wobei das Übersetzungsverhältnis des ersten Modus geteilt durch das Übersetzungsverhältnis des vierundzwanzigsten Vorwärtsmodus innerhalb von 20% von 26,2 liegt.
Lastschaltgetriebe nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch vierundzwanzig Vorwärtsmodi, wobei die Getriebesprünge zwischen den Vorwärtsmodi weniger als 17% betragen.
Lastschaltgetriebe nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Rückwärtsgangkupplung (REV), die um die Eingangswelle (S1) angebracht und zur Drehung damit befestigt ist; ein Rückwärtsgangantriebsrad (RG1), das um die Eingangswelle (S1) angebracht ist, wobei das Rückwärtsgangantriebsrad (RG1) zum Eingriff mit der Rückwärtsgangkupplung (REV) in Verbindung steht, so dass Einrücken der Rückwärtsgangkupplung (REV) das Rückwärtsgangantriebsrad (RG1) zur Drehung mit der Eingangswelle (S1) befestigt; eine Zwischenradwelle (S5), die drehbar an dem Getriebegehäuse (16) angebracht ist; ein Rückwärtsgangzwischenrad, das um die Zwischenradwelle angebracht und zur Drehung damit befestigt ist, wobei das Rückwärtsgangzwischenrad kontinuierlich mit dem Rückwärtsgangantriebsrad (RG1) kämmt; und ein angetriebenes Rückwärtsgangrad (RG3), das um die erste Vorgelegewelle (S2) angebracht und zur Drehung damit befestigt ist, wobei das angetriebene Rückwärtsgangrad (RG3) kontinuierlich mit einem Rückwärtsgangzwischenrad (RG2) kämmt.
Lastschaltgetriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei Betrieb in einem Rückwärtsmodus die Rückwärtsgangkupplung (REV) eingerückt ist, eine der Gangkupplungen (C1, C2, C3, C4) eingerückt ist und eine der Bereichskupplungen (R1, R2, R3) eingerückt ist.