DE1159772B - Getriebe fuer Schlepper, insbesondere Ackerschlepper - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe für Schlepper, insbesondere Ackerschlepper, das vorzugsweise ein dem mehrstufigen Hauptgetriebe vorgeschaltetes Gruppengetriebe, einen motordrehzahlabhängigen Nebenantrieb sowie ein Kriechganggetriebe umfaßt, das aus einem im Nebenschluß liegenden, willkürlich einschaltbaren stufenlos regelbaren Zugorgangetriebe besteht.

Um Schlepper außer in gebräuchlichem Fahrbetrieb mit Kleinstgeschwindigkeiten betreiben zu können, ist es bekannt, dem Hauptgetriebe ein Zusatzgetriebe vorzuschalten. Zur Anpassung der Maschinenleistung an die jeweiligen Arbeitsbedingungen ist jedoch ein umfangreiches Getriebe mit einer großen Anzahl von Getriebestu^een erforderlich. Darunter sind auch Konstruktionen bekanntgeworden, bei welchen die Nebenantriebswelle der Zapfwelle die Getriebeantriebswelle des Hauptgetriebes durchsetzt. Zur Vereinfachung der Schaltvorgänge eines Hauptgetriebes mit einem vorgeschalteten Kriechganggetriebe ist es bereits bekannt, für den niedrigsten Vorwärtsgang ein stufenlos verstellbares Zugorgangetriebe vorzusehen. Da das Zugorgangetriebe jedoch unter Umgehung der schaltbaren Stufen des Hauptgetriebes parallel zwischen der Getriebeeingangs- und der Getriebeausgangswelle eingefügt und außerdem ein gemeinsamer Schalthebel für sämtliche Getriebestufen einschließlich des Kriechganggetriebes vorgesehen ist, steht zur Bewältigung der vielfältigen Arbeiten lediglich eine einzige regelbare Getriebestufe zur Verfügung. Es kann somit entweder nur das Zugorgangetriebe oder das Hauptgetriebe gewählt werden. Eine Begrenzung des übertragbaren Motordrehmomentes mit Hilfe einer Rutschkupplung, was an sich für Gangstufen von Wechselgetrieben bekannt ist. ist in dem Zugorgangetriebe nicht vorgesehen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, den Schaltbereich eines Schleppergetriebes in solcher Weise zu erweitern, daß eine optimale stufenlos regelbare Anpassung an die benötigte Arbeitsgeschwindigkeit erreicht wird, ohne daß der Fahrer zur häufigen Gangwechselarbeit des Hauptgetriebes gezwungen wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Zugorgangetriebe im Nebenschluß zur Getriebeeingangswelle zwischen der Brennkraftmaschine und dem Hauptgetriebe angeordnet und für ein begrenzt übertragbares Brennkraftmaschinendrehmoment ausgelegt ist. Dadurch ist eine Wandlung der Getriebeeingangsdrehzahl in jeder Stufe des Hauptgetriebes ermöglicht, so daß es dem Fahrer freigestellt ist, jeden beliebigen Gang des Hauptgetriebes zum Getriebe für Schlepper,
insbesondere Ackerschlepper

Anmelder:

Dr.-Ing. h.c. F.Porsche K.G.,

Stuttgart-Zuffenhausen, Spitalwaldstr. 2

Hans Tomala, Stuttgart,
ist als Erfinder genannt worden

Antrieb des Schleppers zu wählen. Wird dabei für die jeweilige Zuglast im Verhältnis zur eingestellten Maschinenleistung ein zu hoher Gang eingelegt, so bleibt infolge der begrenzten Drehmomentaufnahme des Zugorgangetriebes der Schlepper einfach stehen, so daß eine Überlastung des Getriebes ausgeschlossen ist. Tritt dieser Fall ein, so ist einfach einer der nächsttieferen Gangstufen zu schalten, worauf sich der Schlepper wiederum in Gang setzt. Umfaßt das stufenlos verstellbare Zugorgangetriebe einen Regelbereich von etwa 1:4 und ist zur Drehmomentbegrenzung vorzugsweise mit einer Rutschkupplung versehen, so wird das Verstellgetriebe in einer beherrschbaren Größenordnung gehalten und ergänzt das Hauptgetriebe in günstiger Weise. Als Rutschkupplung kann irgendeine der bekannten Konstruktionen oder das mit Schlupf arbeitende Zugorgan selbst verwendet werden.

Das stufenlos verstellbare Zugorgangetriebe ist vorzugsweise mit einer motordrehzahlabhängigen Zwischenwelle sowie der koaxial zu dieser angeordneten Getriebeeingangswelle über winkelige Kegeltriebe verbunden, deren Gesamtübersetzung der Kriechgangstufe entspricht. Dadurch erübrigt sich eine besondere Kriechgangstufe im Hauptgetriebe, so daß man mit weniger zu schaltenden Stufen für alle vorkommenden Betriebsbereiche auskommt. Ist das stufenlos verstellbare Zugorgangetriebe in einem das Hauptgetriebe mit der Brennkraftmaschine verbindenden Zwischengehäuse mit, wie für sich bekannt, lotrecht zur Schlepperlängsachse angeordneter Primär- und Sekundärwelle derart eingesetzt, daß sich das Zugorgan parallel zur Getriebeoberseite erstreckt, so wird eine raumsparende Unterbringung bei ein-

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fächer Montage erreicht. Eine wirkungsvolle Kühlung des Getriebes wird erhalten, wenn das stufenlos verstellbare Zugorgangetriebe in an sich bekannter Weise in einer nach oben offenen von Kühlluft durchsetzten Kammer des Zwischengehäuses gelagert und durch einen leicht lösbaren am Zwischengehäuse gehaltenen Deckel abgedeckt ist. Die in das Getriebe einbezogene Nebenantriebswelle durchsetzt die wahlweise mit dem stufenlos verstellbaren Zugorgangetriebe oder dem Hauptgetriebe kuppelbare Zwischenwelle, die Getriebeeingangswelle sowie die Getriebeantriebswelle des Hauptgetriebes und ist mit einer Zapfwelle verbindbar, die in der Achse der Getriebeabtriebswelle liegt. Durch die Nebenantriebswelle kann auf diese Weise die Hauptleistung der Maschine an der Zapfwelle abgenommen werden, während die restliche Maschinenleistung für den Fahrbetrieb über das Zugorgangetriebe zur Verfügung steht, wie es z. B. für den Betrieb von Mähdreschern od. dgl. erforderlich ist. Für die Merkmale der Ansprüche 5 und 6 wird nur in Verbindung mit dem Hauptanspruch Schutz begehrt.

In den Zeichnungen, ist ein in der nachfolgenden

Beschreibung näher erläutertes Ausführungsbeispiel des Getriebes nach der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 ein Schemabild eines Getriebes nach der Er-

findung für Ackerschlepper,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Getriebe nach der Linie II-II der Fig. 1 und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Kriechganggetriebe mit den umliegenden Getriebewellen in größerem Maßstab.

Das Getriebe 1 für Ackerschlepper besteht aus einem dreistufigen Hauptgetriebe 2 mit Rückwärtsgang, einem vorgeschalteten Gruppengetriebe 3, einem Kriechganggetriebe 4 sowie einem Zapfwellenantrieb 5, wobei die Nebenantriebswelle 6 über eine Reibscheibenkupplung 7 unmittelbar mit der angedeuteten Brennkraftmaschine 8 gekuppelt ist. Das Hauptgetriebe 2 besteht aus einer Getriebeantriebswelle 9 und einer senkrecht unter dieser angeordneten Getriebeabtriebswelle 10, auf denen die Zahnräderpaareil, 12 und 13 der schaltbaren Getriebestufen angebracht sind. Die Getriebeabtriebswelle 10 steht mit einem Tellerrad 14 in treibender Verbindung, durch das über ein nicht gezeigtes Ausgleichsgetriebe und ein weiteres Vorgelege 15 der Antrieb der Hinterräder des Schleppers abgeleitet wird. Auf dem vorderen Ende der Getriebeabtriebswelle 10 ist ein Doppelzahnrad des Gruppengetriebes 3 frei drehbar gelagert, dessen Zahnrad 16 mit einem auf der Getriebeantriebswelle 9 drehfesten Zahnrad 17 kämmt, während das Zahnrad 18 mit einer Getriebeeingangswelle 19 in treibender Verbindung steht, das zu diesem Zweck an seinem freien Ende ein Zahnrad 19' trägt. Die Getriebeeingangswelle 19 erstreckt sich achsgleich zur Getriebeantriebswelle 9 in ein das Hauptgetriebegehäuse 20 mit der Brennkraftmaschine 8 verbindendes Zwischengehäuse 21 und trägt an ihrem gegenüberliegenden Ende die axial verschiebbare Kupplungshülse einer Klauenkupplung 22. Die Getriebeeingangswelle 19 ist durch eine in Verlängerung derselben angeordnete Zwischenwelle 23 mit Hilfe der Klauenkupplung 22 über eine Reibscheibenkupplung 24 mit der Brennkraftmaschine verbindbar. Die Reibscheibenkupplungen 7 und 24 sind in bekannter Weise zu einer Doppelkupplung zusammengefaßt. Die Getriebeantriebswelle 9, die Getriebeeingangswelle 19 und die Zwischenwelle 23 des Getriebes sind als Hohlwellen ausgebildet, durch welche die Nebenantriebswelle 6 der Zapfwelle 25 hindurchgeführt ist. Die Zapfwelle 25, die in der Achse der Getriebeabtriebswelle 10 gelagert ist, wird über ein hinter dem Vorgelege 15 des Achswellenantriebes angeordnetes Vorgelege 26 mit Normdrehzahl angetrieben. Durch ein auf der Getriebeabtriebswelle 10 angebrachtes Zahnrad 27 wird über ein Zwischenzahnrad 27' (in die Schaltebene versetzt gezeichnet) sowie ein verschiebbar auf der Getriebeantriebswelle 9 gelagertes Schaltrad 28 der Rückwärtsgang des Schleppers abgeleitet. Das dem Hauptgetriebe 2 vorgeschaltete Kriechganggetriebe 4 wird durch ein stufenlos verstellbares Zugorgangetriebe 29 gebildet, bei dem zur Kraftübertragung ein Zugorgan 30 zwischen kegeligen Scheibenpaaren 31,32 und 33,34 am Umfang verstellbar gehalten ist. Das verstellbare Zugorgangetriebe 29 ist in einer gegen die Getriebeoberseite 35 zu offenen Kammer 36 des Zwischengehäuses 21 eingesetzt und durch einen mit Kühllufteintrittsöffnungen 37' versehenen Deckel 37 abgedeckt. Die parallel mit Abstand zueinander verlaufende Primär- und Sekundärwelle 38 und 39 des Zugorgangetriebes 29 sind senkrecht über der Schlepperlängsachse angeordnet und im Nebenschluß über winkelige Kegeltriebe 40 und 41 mit der Zwischenwelle 23 bzw. der Getriebeeingangswelle 19 kuppelbar. Zu diesem Zweck ist das frei drehbar auf der Zwischenwelle 23 umlaufende Kegelrad 42 des Kegeltriebes 40 mit Kupplungszähnen 43 versehen, die mit einer verschiebbar aber drehfest auf der Zwischenwelle vorgesehenen Kupplungshülse einer Klauenkupplung 44 in Eingriff gebracht werden können. Der Kegeltrieb 41 der Sekundärwelle 39 enthält sinngemäß ein Kegelrad 45, das frei drehbar auf der Getriebeeingangswelle 19 gelagert und mit seinen Kupplungszähnen 46 mit der Kupplungshülse der Klauenkupplung 22 verbindbar ist. Das Gesamtübersetzungsverhältnis der Winkeltriebe 40 und 41 zwischen der Primär- und der Sekundärseite des verstellbaren Zugorgangetriebes entspricht der gewünschten Kriechgangsstufe und ist im Verhältnis des gewählten Regelbereiches in der Größenordnung von 1:4 durch das verstellbare Zug-Organgetriebe veränderbar. Eine in der Primärwelle 38 eingeschaltete Rutschkupplung 47 begrenzt das maximal übertragbare Drehmoment der Brennkraftmaschine je nach der Auslegung der Getriebestufen des Hauptgetriebes in der Regel auf weniger als die Hälfte des maximalen Drehmomentes.

Soll der Schlepper mit einem der gebräuchlichen Fahrgänge des Hauptgetriebes mit Teil- oder Vollast betrieben werden, so wird bei ausgerückter Reibscheibenkupplung 24 durch den Schalthebel 48 (Fig. 2) die Kupplungshülse der Klauenkupplung 22 mit Bezug auf die Zeichnung der Fig. 1 nach links gedrückt und mit den Kupplungszähnen 49 der Zwischenwelle 23 in Eingriff gebracht. Dadurch steht die Getriebeeingangswelle 19 über die Zwischenwelle

6c 23 unmittelbar mit der Brennkraftmaschine in treibender Verbindung. Darauffolgend kann mit dem nicht gezeigten Handschalthebel des Hauptgetriebes, wenn z. B. die erste Gangstufe der Straßengänge eingelegt werden soll, die auf der Getriebeantriebswelle verschiebbar gelagerte Kupplungshülse der Klauenkupplung 50 des Gruppengetriebes 3 mit den Kupplungszähnen 19" des Zahnrades 19' und das auf der Getriebeantriebswelle 9 sitzende Zahnrad des Zahn-

räderpaares 13 der ersten Getriebestufe durch die Kupplungszähne des Schaltrades 28 mit der Getriebeantriebswelle 9 verbunden werden. Von der Brennkraftmaschine werden somit die Zwischenwelle 23, die Getriebeeingangswelle 19 und die Getriebeantriebswelle 9 nach dem Einrücken der Reibscheibenkupplung 24 in Umlauf versetzt, wodurch über das Zahnräderpaar 13 die Getriebeabtriebswelle 10 und in Verlängerung derselben über das Tellerrad 14 sowie das Vorgelege 15 die Hinterräder des Schleppers angetrieben werden. Zum Schalten der weiteren Gangstufen ist lediglich bei ausgerückter Reibscheibenkupplung 24 das eine oder das andere der auf der Getriebeantriebswelle 9 sitzenden Zahnräder der Zahnräderpaare 11 und 12 mit diesen zu kuppeln.

Zur Inbetriebnahme der Ackergänge wird die Kupplungshülse der Klauenkupplung 50 auf der Getriebeantriebswelle 9 mit dem Zahnrad 17 des Gruppengetriebes 3 in Eingriff gebracht, worauf die Getriebeantriebswelle 9 mit einer durch die Zahnräder 18,19,16 und 17 gegebenen Übersetzung ins Langsame angetrieben wird. Der weitere Schaltvorgang mit Bezug auf die Getriebestufen einschließlich des Rückwärtsganges entspricht dem vorstehenden Schaltbeispiel.

Werden die in Bewegungsrichtung miteinander verbundenen Klauenkupplungen 22 und 44 durch den gemeinsamen Schalthebel 48 nach rechts verschoben, wodurch dieselben mit den Kupplungszähnen 43 und 46 der Kegeltriebe 40 und 41 unter gleichzeitiger Trennung des Formschlusses zwischen der Getriebeeingangswelle 19 und der Zwischenwelle 23 in Eingriff kommen und ist dabei, wie vorstehend beschriben, das Zahnräderpaar 13 für die erste Gangstufe eingeschaltet, so wird der Schlepper im Kriechgang betrieben. Der Antrieb des verstellbaren Zugorgangetriebes erfolgt dabei von der Brennkraftmaschine aus über die Zwischenwelle 23 und das Kegelrad 42 über die Primärwelle 38, durch welche die axial feststehende Scheibe 32 (Fig. 3) in Umlauf gesetzt wird. Über das Zugorgan 30 wird die verstellbare Scheibe 31 mitgenommen und zugleich das Scheibenpaar 33, 34 angetrieben. Die mit der verstellbaren Scheibe 33 verbundene Sekundärwelle 39 treibt nun ihrerseits den Kegeltrieb 41 und damit die Getriebeeingangswelle 19 an, von der aus über das Zahnräderpaar 13 des Hauptgetriebes 2 der weitere Antrieb auf die Hinterräder abgeleitet wird. Durch den an der Scheibe 31 angreifenden Verstellhebel 51 kann die gewünschte Vortriebsgeschwindigkeit des Schleppers stufenlos verstellt werden.

Wie in der Fig. 3 gezeigt, ist der Verstellhebel 51 in einer Stellung L gehalten, bei der das der Primärwelle 38 zugeordneten Scheibenpaar 31 und 32 ihren größten und das Scheibenpaar 33, 34 ihren geringsten Abstand voneinander haben, so daß die Leistung der Brennkraftmaschine 8 mit der größten Übersetzung ins Langsame über die Getriebeeingangswelle 19 übertragen wird. Zur Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit wird der Verstellhebel 51 in die Stellung S gezogen bis die gewünschte Arbeitsgeschwindigkeit erreicht ist.

Unter Umgehung des Gruppengetriebes 3 kann die Getriebeeingangswelle 19 bei eingeschalteter erster Gangstufe, wie eingangs beschrieben, auch unmittelbar mit der Getriebeantriebswelle 9 verbunden werden, so daß ein in weiten Grenzen regelbarer Kriechgangbereich für alle vorkommenden Arbeiten sowohl bei Vorwärts- als auch bei Rückwärtsfahrt zur Verfügung steht. Die bei dem Betrieb des Schleppers am verstellbaren Zugorgangetriebe anfallende Wärme wird durch Kühlluft abgeführt, die durch die Kühllufteintrittsöffnungen 37' im Deckel 37 in die Kammer 36 einströmt. Zur intensiven Kühlung des Getriebes kann dabei eine der Scheiben der Scheibenpaare als Gebläseläufer mit am Umfang verteilt angeordneten Lüfterschaufeln ausgebildet sein.

ίο Die maximale Leistungsaufnahme des verstellbaren Zugorgangetriebes 29, die durch die Rutschkupplung 47 begrenzt ist, beträgt z. B. für einen gebräuchlichen 30-PS-Schlepper etwa 10 PS, um unter anderem auf diese Weise zu gewährleisten, daß für den Antrieb von angehängten Arbeitsgeräten, wie beispielsweise einen Mähdrescher, über die Zapfwelle 25 der erforderliche Leistungsbedarf zum Betrieb desselben zur Verfügung steht. Dabei löst die Rutschkupplung die Antriebsverbindung des verstellbaren Zugorgangetriebes selbsttätig, wenn für den Zugbetrieb mehr als die eingangs genannten 10 PS erforderlich sind, d. h., der Schlepper bleibt stehen bei eventuellen Fehlschaltungen im Hauptgetriebe, wenn unter hoher Belastung Gangstufen zum Antrieb eingelegt sind, die eine höhere Brennkraftmaschinenleistung erfordern. In diesem Falle kann der Schlepper nur durch unmittelbare Verbindung der Zwischenwelle 23 mit der Getriebeeingangswelle 19 mit einer der Stufen des Hauptgetriebes 2 in Gang gesetzt werden.

Durch diesen Getriebeaufbau ist somit der Schaltbereich in zwei Getriebezüge getrennt, wobei die Stufen, in denen die Hauptleistung der Brennkraftmaschine an der Zapfwelle zur Verfügung steht, über das Zugorgangetriebe abgeleitet werden, während die gesamte Brennkraftmaschinenleistung stets über eine der Zahnräderstufen des Hauptgetriebes auf die Antriebsräder übertragen wird.

Um für gewisse Arbeiten die Vortriebsgeschwindigkeit des Schleppers an die Leistung der Brennkraftmaschine anzupassen, kann der Verstellhebel 51 des Zugorgangetriebes zusätzlich mit einem an sich bekannten Regler versehen werden, der die Brennkraftmaschinendrehzahl konstant hält. Dadurch wird der Antrieb drehzahlabhängiger Geräte, wie Mähbalken, Pumpen u. dgl., erleichtert.

Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern für jedes beliebig aufgebaute Hauptgetriebe eines Schleppers geeignet mit der Maßgabe, daß das ein begrenztes Brennkraftmaschinendrehmoment übertragbare verstellbare Zugorgangetriebe im Nebenschluß zwischen der Brennkraftmaschine und dem Hauptgetriebe angeordnet ist. An Stelle eines einzigen Zugorgans können für größere und leistungsstärkere Schlepper sinngemäß Zugorgangetriebe mit mehreren Zugorganen verwendet werden. Des weiteren ist es für die Erfindung ohne Belang, ob das verstellbare Zugorgangetriebe mittels axial oder radial verstellbaren Scheiben bzw. Segmente regelbar ist.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Getriebe für Schlepper, insbesondere Ackerschlepper, das vorzugsweise ein dem mehrstufigen Hauptgetriebe vorgeschaltetes Gruppengetriebe, einen motordrehzahlabhängigen Nebenantrieb sowie ein Kriechganggetriebe umfaßt, das aus einem im Nebenschluß liegenden, willkürlich einschalt-

baren stufenlos verstellbaren Zugorgangetriebe besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugorgangetriebe (29) im Nebenschluß zur Getriebeeingangswelle (19) zwischen der Brennkraftmaschine (8) und dem Hauptgetriebe (2) angeordnet und für ein begrenzt übertragbares Brennkraftmaschinendrehmoment ausgelegt ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das stufenlos verstellbare Zugorgangetriebe (29) einen Regelbereich von etwa 1:4 umfaßt und zur Drehmomentbegrenzung vorzugsweise mit einer Rutschkupplung (47) versehen ist.

3. Getriebe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das stufenlos verstellbare Zugorgangetriebe (29) mit einer motordrehzahlabhängigen Zwischenwelle (23) sowie der koaxial zu dieser angeordneten Getriebeeingangswelle (19) über winkelige Kegeltriebe (40 und 41) verbunden ist, deren Gesamtübersetzung der Kriechgangstufe entspricht.

4. Getriebe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das stufenlos verstellbare Zugorgangetriebe (29) in einem das Hauptgetriebe (2) mit der Brennkraftmaschine (8) verbindenden Zwischengehäuse (21) mit, wie für sich bekannt, lotrecht zur Schlepperlängsachse angeordneter Primär- und Sekundärwelle (38 und

39) derart eingesetzt ist, daß sich das Zugorgan (30) parallel zur Getriebeoberseite (35) erstreckt.

5. Getriebe nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das stufenlos verstellbare Zugorgangetriebe (29) in an sich bekannter Weise in einer nach oben offenen von Kühlluft durchsetzten Kammer (36) des Zwischengehäuses (21) gelagert und durch einen leicht lösbaren, am Zwischengehäuse (21) gehaltenen Deckel (37) abgedeckt ist.

6. Getriebe nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenantriebswelle (6) die wahlweise mit dem stufenlos verstellbaren Zugorgangetriebe (29) oder dem Hauptgetriebe (2) kuppelbare Zwischenwelle (23), die Getriebeeingangswelle (19) sowie die Getriebeantriebswelle (9) des Hauptgetriebes (2) durchsetzt und mit einer Zapfwelle (25) verbindbar ist, die in der Achse der Getriebeabtriebswelle (10) liegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1087 010,
038, 1030 691;
deutsche Patentschrift Nr. 940 090;
deutsche Gebrauchsmusterschrift Nr. 1 751 511:
österreichische Patentschrift Nr. 197 160.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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