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Als Planetenrädergetriebe ausgebildetes Zusatzgetriebe für Motorfahrzeuge,
insbesondere Traktoren Die Erfindung bezieht sich auf ein als Planetenrädergetriebe
ausgebildetes Zusatzgetriebe für Motorfahrzeuge, insbesondere Traktoren, dessen
eines Glied mit einer Antriebswelle verbunden ist, dessen zweites Glied an den Abtrieb
angeschlossen ist und dessen drittes Glied,. eine Sonnenradwelle, als Reaktionsglied
dient, der zwei Freiläufe zugeordnet sind, dessen einer die zur treibenden Antriebswelle
gelegene Sonnenradwelle am überschreiten der Antriebswellendrehzahl und dessen anderer
die Sonnenradwelle am entgegen der Antriebswellendrehrichtung gerichteten Umlauf
hindert.
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Bei den bekannten Zusatzgetrieben obiger Art bereitet das Schalten
erhebliche Schwierigkeiten, da in den Arbeitswellen infolge elastischer Verdrehung
bzw. Verformung Spannungen auftreten, so daß die Schalträder unter Last bewegt werden
müssen. Bei Fahrzeuggetrieben ohne Zusatz- bzw. Zwischengetriebe bereitet das Schalten
dagegen normalerweise keine Schwierigkeiten, da in diesen Fällen das Getriebe entkuppelt
wird, der Motor also selbsttätig von den Fahrzeugrädern getrennt wird. Dabei können
sich die unter Last laufenden, auf Drehung beanspruchten Getriebewellen entspannen,
so daß der Getriebeschalthebel leicht betätigt werden kann.
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Daß dies bei einem Getriebe mit Zusatzgetriebe nicht möglich ist,
sei an Hand eines bekannten, in den F i g. 1 bis 7 in verschiedenen Arbeitsstellungen
gezeigten Zusatzgetriebes näher erläutert. Dabei sind im jeweiligen Betrachtungszustand
die Antriebsteile in gestrichelten Linien, die Lager, die feststehenden und im Leerlauf
befindlichen Teile in voll ausgezogenen und die angetriebenen Elemente in punktierten
Linien dargestellt.
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Wie F i g. 1 zeigt, besitzt das als Planetenrädergetriebe ausgebildete
Zusatzgetriebe eine Antriebswelle 1, die über einen von ihr angetriebenen Planetenträger
2 Planetenräder 3 antreibt, die einerseits mit einem innenverzahnten, mit der Abtriebswelle
5 verbundenen Ringgehäuse 4 und andererseits mit einer einte Bremstrommel 7 aufweisenden
Sonnenradwelle 6 im Zahneingriff stechen.
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Das Zusatzgetriebe besitzt ferner einen zwischen der Antriebswelle
1 und der Sonnenradwelle 6 angeordneten Freilauf 8 sowie einen Freilauf 9, der in
bezug auf den Rahmen 10 die Bremstrommel? an einem der Antriebswelle 1 entgegengesetzt
gerichteten Umlauf hindert (nicht umkehrbare Einrichtung).
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Bei der Betrachtung des Zusatzgetriebes muß für alle Getriebebereiche
grundsätzlich unterschieden werden, daß a) das Fahrzeug vom Motor angetrieben und
b) das Fahrzeug vom Motor gebremst wird (beispielsweise bei Bergabfahrt).
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Bei den in den F i g. 2 und 3 gezeigten Betriebsstellungen ist die
Bremstrommel? blockiert und damit die Sonnenradwelle 6 feststehend.
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Im Fall a) treibt die Antriebswelle 1 den Planetenträger 2 und letzterer
die Planetenräder 3. Die Planetenräder 3 stützen sich an der feststehenden Sonnenradwelle
6 ab und zwingen dadurch das Ringgehäuse 4 - wie in F i g. 2 a gezeigt - in der
gleichen Richtung wie die Antriebswelle 1, jedoch entsprechend dem Übersetzungsverhältnis
des Planetenrädergetriebes mit höherer Geschwindigkeit als die Antriebswelle 1 umzulaufen.
Das Zusatzgetriebe arbeitet als Drehzahlerhöhungsgetriebe.
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Im Fall b) wird das Ringgehäuse 4 zum Antriebselement. Es treibt dabei
die Planetenräder 3 an, die auf der feststehenden Sonnenradwelle 6 abrollen, so
daß der mit der Antriebswelle 1 starr verbundene Planetenträger 2 in Umlauf gelangt,
wie dies in den F i g. 3 und 3 a veranschaulicht ist. Auf diese Weise entsteht ein
herkömmlicher Motorbremseffekt.
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Im direkten Bereich ist die Bremstrommel 7 und dadurch auch die Sonnenradwelle
6 freigegeben.
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Im Fall a) werden die Planetenräder 3 über den Planetenträger 2 von
der Antriebswelle 1 angetrieben.
Sie stützen sich auf dem Ringgehäuse
4 ab, das bestrebt ist, in Ruhe zu bleiben. Die Planetenräder 3 treiben also die
Sonnenradwelle 6 im gleichen Umlaufsinn wie die Antriebswelle 1 an, jedoch entsprechend
dem Übersetzungsverhältnis des Planetenrädergetriebes mit einer höheren Geschwindigkeit
(F i g. 4 und 4 a).
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In diesem Moment wird der Freilauf 8 wirksam, der die Sonnenradwelle
6 an einem schnelleren Umlauf als die Antriebswelle 1 hindert. Die Sonnenradwelle
6 ist blockiert und die Antriebswelle 1 treibt das Ringgehäuse 4 mit gleicher Umlaufgeschwindigkeit
und in gleicher Richtung an (F i g. 5 und 5 a).
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Im Fall b) wirkt das Ringgehäuse wieder als Antriebselement. Die Antriebswelle
1 läuft leer um und bildet dadurch ein Stützlager für die Planetenräder 3 (F i g.
6 und 6 a). Durch die Planetenräder 3 wird dabei die Sonnenradwelle 6 in gleicher
Richtung wie die Antriebswelle 1 umlaufend angetrieben, und zwar so lange, wie das
Übersetzungsverhältnis zwischen dem Ringgehäuse 4 und der Antriebswelle 1 unterhalb
des Übersetzungsverhältnisses des Planetenrädergetriebes liegt.
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Bei Beschleunigung des Ringgehäuses 4 (F i g. 7 und 7 a), kann das
Übersetzungsverhältnis zwischen dem Gehäuse und der Antriebswelle 1 größer als das
des Planetenrädergetriebes werden, so daß die Sonnenradwelle 6 versucht, mit zunehmender
Geschwindigkeit entgegengesetzt der Antriebswelle 1 umzulaufen.
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Dies wird jedoch durch den Freilauf 9 verhindert. Dadurch wird sichergestellt,
daß das Ringgehäuse 4 nicht über einen bestimmten, durch das Übersetzungsverhältnis
des Planetenrädergetriebes begrenzten Wert beschleunigt werden kann, was jeweils
eine Motorbremsung zur Folge hat.
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Das vorbeschriebene Getriebe mit zwei Freiläufen ist aber - wie bereits
erwähnt - noch insofern nachteilig, als das Schalten des Getriebes einige Schwierigkeiten
bereitet. " Das ist im wesentlichen darauf zurückzuführen, weil in den Arbeitswellen
unter normalen Arbeitsbedingungen eine geringfügige elastische Verdrehung bzw. -Verformung
auftritt. Sofern daher das Getriebe abgekuppelt und dadurch die Antriebswelle freigegeben
wird, kann letztere sich entspannen (Pfeil f1), jedoch nur bis zu dem Freilauf 8,
entsprechend der Linie X-Y in F i g. 1. Während der Entspannung rotiert die Antriebswelle
geringfügig entgegen ihrer Arbeitsrichtung.
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Da der Freilauf 8 die Sonnenradwelle 6 an einem Umlauf mit gleichem
Richtungssinn und höherer Drehzahl wie die Antriebswelle 1 hindert, kann sich letztere
hinter der Linie X-Y nicht mehr entspannen.
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Wenn gewünscht wird, daß die Antriebswelle 1 rückwärts treibt, würde
von ihr wegen des Freilaufes 8 die Sonnenradwelle 6 in der gleichen Richtung angetrieben.
Letztere kann jedoch nicht rückwärts treiben, da sie in dieser Richtung durch den
Freilauf 9 blokkiert ist. Die Wellen 1 und 6 bleiben daher unter Last verdreht,
und zwar auch dann, wenn das Getriebe abgekuppelt ist. Aus diesem Grunde bereitet
es Schwierigkeiten, den Schalthebel in seine Neutralstellung zu bringen, da dabei
die Verschieberäder im Wechselgetriebe unter Last bewegt werden müssen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zusatzgetriebe der eingangs
beschriebenen Art dahingehend zu verbessern und zu vervollkommnen, daß es die vorerwähnten
Nachteile der bekannten Getriebe nicht mehr aufweist, vielmehr während des Schaltens
des Getriebes ein Entspannen der Antriebs-und Sonnenradwelle ermöglicht. Das wird
erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch erreicht, daß das Traglager des die Sonnenradwelle
an einem entgegengesetzt der Antriebswelle gerichteten Umlauf hindernden Freilaufes
rückläufig entgegen der Antriebswellenumlaufrichtung angetrieben ist. Dadurch können
sich die Antriebs- und Sonnenradwelle entspannen, wodurch ein leichtes Schalten
möglich wird. Vorzugsweise ist das Traglager des Freilaufes über ein Vorgelege mit
der Antriebswelle und letztere über eine Kupplung mit dem Planetenrädergetriebe
verbunden.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Traglager des Freilaüfes
als drehbar gelagertes Flanschgehäuse ausgebildet und dieses über einen unabhängigen
Zapfwellenantrieb rückläufig angetrieben. Dabei ist zweckmäßig zwischen der Zapfwelle
und dem Flanschgehäuse ein Drehmomentbegrenzer zwischengeschaltet.
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In den F i g. 8, 9 und 10 der Zeichnungen sind mehrere nachfolgend
beschriebene Ausführungsbeispiele des Zusatzgetriebes nach- der Erfindung dargestellt.
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Bei der in F i g. 8 abgebildeten Ausführungsform besteht das Traglager
11 des die Sonnenradwelle 6 an einem entgegengesetzt der Antriebswelle 1 gerichteten
Umlauf hindernden Freilaufes 9 aus einem drehbar gelagerten Flanschgehäuse, das
mit einem Vorgelege 12,13,14 und 15 im Eingriff steht. Dabei sind die Zahnräder
13 und 14 auf der Welle 16 und das Zahnrad 15 auf der Antriebswelle 1 fest angeordnet,
so daß das Flanschgehäuse von der Antriebswelle 1 angetrieben werden kann.
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Die Antriebswelle 1 kann Über eine einfache Kupplung 17 an der Getriebewelle
la befestigt sein.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 9 ist das als Flanschgehäuse ausgebildete
Traglager 11 über die Zahnräder 18,19, 20 und 21 mit einem
unabhängigen Zapfwellenantrieb 22 verbunden. Hierfür ist natürlich ein mit einer
Zapfwelle ausgerüstetes Motorfahrzeug, beispielsweise ein Traktor, erforderlich.
Das dargestellte Getriebe besitzt eine Doppelkupplung 23, die ohne Auskupplung des
Zapfwellenantriebes din Entkuppeln des Vorwärtsantriebes des Traktors erlaubt. Dadurch
wird die Antriebswelle auf der Kupplungsseite gelöst, während der Freilauf 9 langsam
rückwärts getrieben wird, so daß sich die Antriebswelle 1 und die Sonnenradwelle
6 des Zusatzgetriebes sowie die Wellen im Wechselgetriebe 24 frei entspannen können.
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Sofern der Zapfwellenantrieb selbst durch ein Arbeitsgerät, beispielsweise
ein zapfwellengetriebenes Anhängegerät unter Last steht, ist ein Rücktrieb des Freilaufes
9 nicht möglich. Zur Vermeidung dieses Übelstandes ist - wie F i g.10 zeigt - dem
Getriebe noch ein Reibungs-Drehmomentenbegrenzer 25 zugeordnet. Letzterer ermöglicht
einen geringen Rücklauf des Freilaufrades 9, der ausreicht, um die Drehspannung
in den Wellen des Zusatzgetriebes und des Hauptgetriebes aufzuheben.
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Es versteht sich, daß an Stelle der Doppelkupplung auch zwei Einzelkupplungen
treten können. Ebensogut kann der Drehmomentenbegrenzer an jede beliebige Stelle
zwischen der Zapfwelle 22 und dem Traglager 11 angeordnet werden. Er kann auch entfallen,
wenn der Zapfwellenantrieb von hinreichender Länge
ist. Eine geringe
Drehung der Wellen genügt, um ein geringfügiges Drehen des Freilaufes zu gestatten.