DE2547934A1

DE2547934A1 - Kraftgeschaltetes mehrganggetriebe

Info

Publication number: DE2547934A1
Application number: DE19752547934
Authority: DE
Inventors: James Edward Shellberg
Original assignee: Clark Equipment Co
Current assignee: Doosan Bobcat North America Inc
Priority date: 1975-02-24
Filing date: 1975-10-25
Publication date: 1976-09-23
Also published as: AR208356A1; CA1025238A; GB1488233A; SE7514536L; NZ179520A; SE424294B; CS222223B2; IT1051667B; ZA756666B; DE2547934C2; JPS5842383B2; BR7507922A; IL48354A0; YU38176A; ES443186A1; BE835872A; FR2301745B1; JPS5199766A; AU8601175A; FR2301745A1

Description

in Buchanan (Michigan, V.St. A )₄

Kraftgeschaltetes Mehrganggetriebe.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftübertragungsgetriebe, insbesondere auf ein solches Getriebe mit einer Mehrheit von ständig im Eingriff stehenden Zahnrädern für vor^r/?ärts und rückwärts.

Bei Getrieben mit mehreren Gängen und ständig· im Eingriff miteinander stehenden Zahnrädern und unischaltbaren Kraftfluß ist es wünschenswert, die Hauptteile des Getriebes oder die Grundanordnung in einer solchen Weise vorzunehmen, daß verschiedene Zusatzteile oder Änderungen leicht der Grundvorrichtung oder Grundanordnung hinzugefügt bzw. dieser hinzugefügt v/erden können. Getriebe dieser Art werden hauptsächlich bei schweren Nutzfahrzeugen für Fernstraßen und Konstruktionsausrüstungen verwandt, welche häufig für Sonderanforderungen in einer begrenzten Anzahl hergestellt werden.

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Demzufolge weisen die Fahrzeuge eine Grundausbildung der ^Getriebe auf, welche sogleich dazu eingerichtet werden kann, um einmalige Kriterien zu erfüllen- Dies ist von an erster Stelle stehender Wichtigkeit. Es werden nicht nur die Kosten verringert, sondern es ist auch die Betriessicherheit und Verwendbarkeit verbessert. Eine solche Familie bzw. Gattung von Grundgetrieben ist in der schwebenden USA-Patentanmeldung Ser.No. 5ο4,57β vom 9. September offenbart.

Der HauptvorsDhlag der Erfindung besteht in der Vorsehung einer weiteren Abänderung des Grund- oder Gattungs ge triebe^ welches in der vorgenannten USA-Patentanmeldung offenbart ist, so daß die Grundvorrichtung leicht geändert werden kann, um eine weitere., Reihe von allgemeinen Forderungen zu erfüllen. Die verbesserte Gattung des Getriebes nach der Erfindung hat einen gemeinsamen Nenner in dem Umstand, daß ohne Rück-r sicht auf die Anzahl der- verwandten Wellen^diese immer in einer"gemeinsamen Ebene liegen"vorzugsweise in einer vertikalen Ebene. Dies läßt die Herstellung einer Familie bzw. Gattung von einer konstruktiven Breite bzw. Größe zu, welche nicht nur den Sinbauvorgang erheblich erleichtert, sondern auch die Verwendung einer großen Zahl gemeinsamer Teile zuläßt. Die besondere Ausführungsform des Getriebes, in der die Verbesserung anbringbar ist, ist eine Serie bzw. Reihe von Getrieben, bei denen die Ausgangswelle parallel zur Eingangswelle jedoch senkrecht versetzt zu dieser ist.

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Getriebe dieser Art werden im allgemeinen mit Untersetzungsgetrieben bezeichnet.

Bei der Ausführung der Erfindung in verschiedenen, bevorzugten Ausführungsbeispiele^ haben alle diese Ausführungen als Grundausbildung den bekannten Aufbau, welcher ein Gejtriebe mit'einer Eingangs welle, einer Ausgangswelle, einer ersten Welle, Vielehe in einer gemeinsamen Ebene mit der Eingangswelle liegt, eine zweite Welle, welche mit der Eingangswelle axial fluchtet, eine dritte Welle, die axial mit der ersten Welle fluchtet, und eine Ausgangswelle vorsieht, wobei alle diese Wellen in einer gemeinsamen Ebene liegen. Ein erstes Zahnrad ist fest an der Eingangswelle vorgesehen und antreibend mit einem zweiten Zahnrad verbunden, welches drehbar auf der ersten Welle gelagert ist. Eine erste Kupplung verbindet die Eingangswelle mit der zweiten Welle. Eine z-jeite Kupplung verbindet das zweite Zahnrad mit der ersten Welle zum gemeinsamen Drehen mit dieser. Ein drittes Zahnrad ist fest auf der zweiten Welle angeordnet und im Eingriff mit einem vierten Zahnrad, welches fest auf der ersten Welle angebracht ist. Eine dritte Kupplung verbindet die dritte Welle mit der ersten Welle, während eine erste Kupplung die dritte Welle mit einem fünften Zahnrad verbindet, welches drehbar auf der dritten Welle gelagert ist. Außerdem ist ein sechstes Zahnrad fest an der dritten Welle angebracht. Ein siebtes Zahnrad ist fest an der zweiten Welle befestigt. Mit dem siebten^Zahnrad steht das fünfte Zahnrad im Eingriff.

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Die Verbesserungen bei diesen Getrieben erfassen die Form der Mittel zur treibenden bzw. antreibenden Verbindung der Ausgangswelle zum wenigsten mit dem vierten Zahnrad.

Bei einem Ausführungsbeispiel des verbesserten Getriebes können die verbesserten Verbindungsmittel eine in derselben Ebene wie die anderen Wellen gelegene vierte Welle mit einer fünften Kupplung umfassen., welche die vierte Welle mit einer fünften, axial mit" der vierten Welle fluchtenden Welle verbindet. Ein achtes Zahnrad, welches auf der vierten Welle festgelegt ist, befindet sich im Eingriff mit dem zweiten Zahnrad, während ein neuntes, fest an der fünften Welle befindliches Zahnrad sich im Eingriff mit dem sechsten Zahnrad befindet. Ein zehntes Zahnrad _s welches sich fest an der Ausgangswelle befindet, steht mit dem neunten' Zahnrad im Eingriff. Diese Anordnung -liefert einen axialen Zwischenraum zwischen der fünften Kupplung und dem neunten Zahnrad. ^;

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel des verbesserten Getriebes umfassen die verbesserten Verbindungsmittel eine fünfte Welle in der gleichen Ebene wie der anderen Wellen mit einer fünften Kupplung, welche die vierte Welle mit einer fünften Welle verbindet, die mit der ersten Welle axial fluchtet. Ein achtes Zahnrad, welches an der vierten Welle fest befestigt ist, steht mit .dem vierten Zahnrad im Eingriff, während ein neuntes Zahnrad, welches fest an der fünften Welle befestigt

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ist, im Eingriff mit dem sechsten Zahnrad steht. Zwischen der fünften Kupplung und dem neunten Zahnrad i<£ änelftes Zahnrad angeordnet, welches fest an der fünften Welle befestigt ist.Mit dem elften Zahnrad steht ein neuntes Zahnrad im Eingriff, welches an der Ausgangswelle fest-. gelegt ist. Die Hinaufügung des elften Zahnrades läßt eine größere Zahnraduritersetzung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle zu.

Bei noch einem weiteren Ausführungsbeispial des verbesserten Getriebes können die verbesserten Verbindungsmittel eine vierte Welle in der gleichen Ebene wie die anderen Wellen mit einer fünften Kupplung zur Verbindung der vierten Welle mit einer fünften Welle umfassen, Vielehe mit der vierten Welle axial fluchtet. Ein achtes Zahnrad,'welches fest an der vierten VJelle angebracht ist, steht im Eingriff mit dem vierten Zahnrad, während ein neuntes, an der fünften VJelle festgelegtes Zahnrad im Eingriff mit dem sechsten Zahnrad und im Eingriff mit einem neunten Zahnrad steht, welches drehbar auf der Aus gangs viel Ie gelagert ist. Ein elftes Zahnrad ist an die fünfte VJelle angehängt bzw. ist der fünften Welle in Zwischenanordnung zwischen der fünften Kupplung und dem neunten Zahnrad hinagefügt. Mit dem elften Zahnrad steht ein zwölftes Zahnrad im Eingriff, welches drehbar auf der Ausgangswelle gelagert ist. Es sind Mittel zum wechselweisen Verbindung des zehnten

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Zahnrades und des zwölf ten Zahnrades mit der Ausgangswelle und zum Mitdrehen mit dieser vorgesehen. Die Hinzufügung des elften · und zwölften Zahnrades verdoppelt wirksam die Zahl der Geschwindigkeitsstufen beim Antrieb > der Ausgangswelle mit einem anderen Geschwindigkeitsverhältnis bzw. mit einem anderen Übersetzungsverhältnis,

Das Hauptziel^ Kennzeich, und die Vorteile des verbesserten Getriebes werden vom Fachmann leichter verstanden, wenn er sich mit der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen befaßt.

Die Zeichnungen veranschaulichen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung gegenüber einer herkömmlichen bzw. vorbekannten Ausführung.

Pig. 1 zeigt eine vereinfachte, schematische Wiedergabe eines bekannter Dreiganggetriebes mit einer vergrößerten Untersetzung.

Pig. 2 ist eine vereinfachte schematische Wiedergabe eines verbesserten Dreiganggetriebes mit vergrößerter Untersetzung.

Fig. 3 verdeutlicht in schematische Wiedergabe ein . anderes verbessertes Dreiganggetriebe mit vergrößerter Untersetzung.

Fig. 4 läßt noch eine weitere schematische Wiedergabe eines verbesserten Dreiganggetriebes mit mechanischer Gangschaltung des Getriebes nach Figl erlernen

In Fig. 1 bezeichnet loo die Gesamtheit eines Mehrgangg;etriebes ■ mit ständig im Eingriff stehenden Zahnrädern und umkehrbarer Kraftschaltung, viel ehe s

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-τ-

eine Mehrheit von Wellen, Zahnrädern und in zwei'Richtungen einrückbaren Kupplungen aufweist. Obwohl das Getriebe loo in der sclrwebenden USA-Patentanmeldung Ser.No. 5c4,575 vom 9, September 197^ gezeigt und vollständig beschrieben ist, ist die Beschreibung nachstehend vollständig wiederholt, um ein vollkommenes Verstehen des Aufbaues und der Wirkungsweise des Getriebes zu gewährleisten.

Das Getriebe loo besitzt ein nicht wiedergegebenes Gehäuse, in welchem eine Eingangswelle 14, eine Ausganssvjelle 116 und Wellen 3.8, 24, 26, und Io2 drehbar gelagert sind. Die Eingangswelle l4 wird beispielsweise ,mit Hilfe einer Turbine eines hydrotnechanischen nicht gezeigten Drehmomentwandlers bekannter Konstruktion angetrieben, mit welchem die Welle 14 verbunden ist. Mit dem!Drehmomentwandler ist umgekehrt irgendein geeigneter Antriebsmotor verbunden, so z.B. eine nicht wiedergegebene Brennkraftmaschine. Außerdem kann das Drehmomentwandlerantriebsrad auch eine oder mehrere nicht gezeigte Pumpen einer bekannten Kontruktion antreiben, wobei wenigstens eine der Pumpen dazu dient, Druckflüssigkeit zu erzeugen, um die verschiedenen flussigkeitsbetätigten Kupplungen zu betätigen und ebenso um die zu dem Getriebe loo gehörenden Zahnräder und Lager zu schmieren.

Mit der Eingangswelle 14 ist ein Eingangszahnrad y^ verbunden, welches über ein nicht gezeigtes Leerlaufzahnrad in Antriebsverbindung mit dem.

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Zahnrad ^>6 steht, welches drehbar angeordnet ist,

ist d.h. angebracht und befähigt^gegenüber der Welle 24 gedreht zu werden.

Die Eingangswelle 14 kann mit der Welle 18 mit Hilfe einer Kupplung 38 auf gemeinsames Drehen verbunden sein. Die Kupplung 38 ist vorzugsweise eine druckflüssigkeitsbetätigte Mehrscheibenkupplung bekannter Bauart, von der ein Ausführungsbeispiel vollständig erläutert und auch in Fig. 1 der vorerwähnten schwebenden Patentanmeldung gezeigt ist. Wie es auf diesem Gebiet bekannt ist, umfaßt die Kupplung 58 eine Mehrheit von eingeschichteten Reifaplatten, welche abwechselnd mit der Nabe und der Trommel der Kupplung kerbverzahnt sind. Die Kupplung wird durch die Zuspeisung von Druckflüssigkeit hinter einem Kolben betätigt bzw. (angerückt, der dazu dient, in die eingeschichteten Reibplatten so gegeneinander zu drücken, daß die Kupplungsnabe,■ über Reibung, d.h. kraftSchlussig mit der Kupplungstrommel durch die Platten verbunden ist, wie es bei kraftgeschalteten Getrieben üblich ist.

Das Zahnrad 36 kann mit der Welle oder der Vorgelegewelle 24 auf Mitnahme damit über eine flüssigkeitsböätigte Mehrfachplatte 50 bzw. Scheibenkupplung verbunden sein, welche im wesentlichen der Kupplung 38 gleich ist und daher nicht weiter beschrieben wird.

Es sei bemerkt, daß zu diesem Zeitpunkt sich das Zahnrad 52 fest an der Trommel der Kupplung befindet und mit einem anderen Zahnrad 54 kämmt, welches sich fest an der Trommel der Kupplung 5° befindet.

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Es ist klar, daß zu dieser Zeit die Welle in Achsrichtung mit' der Eingangswelle 14 fluchtet und da $ die Welle 24 in der gleic hen vertikalen Richtung mit der Welle 24 letzterer parallel ist oder in der gleichen Vertikalebene wie die Ein -' gangwelle liegt. Die Welle 18 und die Welle _w24 sind über kämmende Zahnräder 52 und 54 verbunden, so daß in irgendeiner Drehrichtung eine dieser Wellen die andere Welle in der entgegengesetzten Richtung dreht. Außerdem drehen das Zahnrad 34 und das Zahnrad 36, wenn sie über ein Leerlaufzahnrad verbunden sind, in der gleichen Richtung.

Die Bedingungen des Getriebes loo bei eingerückter Kupplung 38 mögen willkürlich mit "Vorwärtsantrieb" bezeichnet sein, während die durch das Einrücken der Kupplung 5° gegebenen Getriebebedingungen mit " Rückwärtsantrieb" bezeichnet sein mögen, dies natürlich in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Eingangs viel Ie 14.

Die Welle öder Vor gelegen Ie 26, Vielehe in Achsrichtung mit der Welle oder der Vorgelegewelle 24 fluchtet, kann mit der Welle 24 zum Mitdrehen bzw. auf Mitdrehen hiermit durch das Einrücken einer anderen flüssigkeitsbetätigten Mehrscheibenkupplung 58 verbunden sein. Die Kupplung 58 ist mit der Kupplung zusammengebaut, indem sie einen gemeinsamen Träger damit teilt. Ein Zahnrad 62 ist drehbar bzw. zum Drehen auf der Vorgelegewelle 26 angordnet und kann mit dieser zum Mitdrehen über die Kupplung 64 verbunden v/erden, die wiederum im wesentlichen

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- Io -

der vorbeschriebeBn Kupplung 38 gleich ist. Außerdem ist auf der Vorgelegewelle 26 zum Mitdrehen ein Zahnrad 66 festgelegt.

Ein Zahnrad Io 4· ist fest auf der Welle l8 befestigt, wobei das Zahnrad Io4 mit dem Zahnrad kämmt. Die Welle Io2, die drehbar unterhalb der Vorgelegewelle 2.6 gelagert und auf diese Weise vertikal mit der Eingangswelle,14 ausgerichtet ist oder sich in der gleichen vertikalen Ebene wie diese befindet, v/eist ein Zahnrad I06 auf, welches drehbar auf de^¹ VJelle io2 gelagert ist und mib dieser über eine Kupplung Ho auf Mitdrehen verbunden werden kann. Die Kupplung Ho ist wiederum Im wesentlichen der vorbeschriebenen Kupplung 38 gleich. Außerdem ist ein Zahnrad auf der Welle Io2 zum Mitdrehen mit dieser befestigt. Das Zahnrad I08 kämmt mit dem Zahnrad und dem Zahnrad 12o, welches auf der Ausgangswelle 116 angeordnet ist.

Durch Einrücken der Kupplung 38 wird das Getriebe in den Zustand für den Vorwärtsantrieb gebracht, während durch Ausrücken der Kupplung und Einrücken der Kupplung 5° der Betriebszustand des Getriebes für den Rückwärtsantrieb hergestellt wird. An dieser Stelle ist es ersichtlich, daß, während alle Zahnräder sich im ständigen Eingriff befinden, ein erstes Übersetzungsverhältnis sowohl in der Vorwärtsrichtung als auch in der Rückwärtsrichtung durch das Einrücken der Kupplung 64 gegeben ist, so daß die Ausgangswelle Ho durch den Zahnräderzug entweder mit den Zahnrädern Io4, 62,

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66, Io8 und 112 oder mit den Zahnräder 54, 52, Io4, 62, 66, Io8 und 112 angetrieben vjird. Ein zweites Übersetzungsverhältnis ist sowohl in der Vorwärtsrichtung als auch in der Rückwärtsrichtung durch das Einrücken der Kupplung 58 gegeben, so daß die Ausgangswelle Ho durch den Zahnräderzug" entweder mit den Zahnrädern 52, 5^, 66, I08 und 112 oder mit den Zahnrädern J)K, J>6₃ 66, I08 und 112 angetrieben wird. Ein drittes Übersetzungsverhältnis sowohl .feder Vorwärtsrichtung als auch in der Rüekwärtsrichtung ergibt sich durch das Einrücken der Kupplung Ho, so daß die Aus gangs welle · über den Zahnräderzug entweder mit den Zahnrädern Io4, 62, I06, I08 und 112 oder mit den Zahnrädern 34, 36, 54, 52, Io4, 62, I06, I08 und 112 angetrieben wird.

Aus der vorangehenden Beschreibung ergibt sich, daß ein erstes Vorx'järtsübersetzungsverhältnis durch das Einrücken der Kupplungen 38 und 64 ,ein zweites höheres Übersetzungsverhältnis bzw. Untersetzungsverhältnis durch weiteres Einrücken der Kupplung und das Einrücken der Kupplung 58 an Stelle der Kupplung 64 und ein drittes Übersetzungsverhältnis durch das weitere Einrücken der Kupplung 38 und das Einrücken der Kupplung Ho an Stelle der Kupplung gegeben ist. Durch Einrücken der Kupplungen 5° ¹¹^d 64 ergibt sich ein geringes umgekehrtes bzw. niedriges umgekehrtes Übersetzungsverhältnis und durch Lösen der Kupplung 64' sowie Einrücken der Kupplung 58 ergibt sich ein zweites Rüekwärtsübersetzungsverhältnis, während ein drittes Rückwärtsübersetzungs-

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verhältnis durch das Einrücken der Kupplungen 5o und Ho gegeben ist.

Bei dem Getriebe loo sind die Eingangswelle und die Ausgangswelle einander parallel und liegen beide in einer gemeinsamen vertikalen Ebene, wobei alle der verbleibenden Wellenauch in der gleichen vertikalen Ebene liegen.

Eine Auswertung der aufbaumäßigen bzw.

anordnungsmäßigen Stellung der Teile des

ff ~
Getriebes van Fig. 1 zueinander zeigt., daß die Kraftübertragung bei dem ersten und zweiten Übersetzungsverhältnis von der Welle 26 zur Ausgangswelle Ho über die Zahnräder 66 , loS und 112 erfolgt. Bei dem dritten Übersetzungsverhältnis erfoügo die Kraftubertraguig von der Welle 18 zur Kupplung Ho über die Zahnräder Io4, 62 und I06 und s±zt süi zur Ausgangswelle 116 über die Zahnräder I08 und 112 vor.

Die bauliche Anordnung für das dritte Antriebsübersetzungsverhältnis, welches die Kraftübertragung von der Welle l8 zu der Welle Io2 über die Zahnräder Io4, 62 und I06 umfaßt, bringt bzw. ordnet die Kupplung Ho für die dritte Übersetzungsstufe sehr dicht axial an das Zahnrad I08. Während diese Anordnung vom betrieblichen Standpunkt ganz zufrieden.s· teilend ist, läßt die dichte axiale Nachbarschaft zwischen der Kupplung'Ho und dem Zahnrad I08 die Einfügung oder Hinzufügung eines vielt er en Zahnrades auf die Welle Io2 nicht zu. Das Zahnrad kann beim Kämmen mit einem Zahnrad der Ausgangswelle entv/eder dazu verwandt werden,

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ein weiteres Untersetzungszahnrad zwischen der Eingangs-.und der Ausgangswelle vorzusehen^oder zur Hinzufügung einer zusätzlichen Antriebsstufe bei jeder der drei Übersetzungsstufen.

Bei der vorangehend aufgeführten schwebenden USA-Patentanmeldung Ser-.No. 5ο4,57β zeigt Fig. 3 hiervon ein abgeändertes Getriebe, bei dem zwei Übersetzungsstufen in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung sowohl für eine große und als auch niedrige Stufe vorgesehen sind. Um die Hin-zufügung der notwendigen Verzahnung zuzulassen, ist die Kupplung für die dritte Geschwindigkeitsstufe vreggelassen worden, un den notwendigen axialen, durch die zusätzliche Verzahnung bedingten Raum zu schaffen. Auf diese Weise kann das vorbekannte Dreistufengetriebe geändert werden, um vier Vorwärts- und Rückwärtsgeschwindigkeiten zu schaffen. Es ist jedoch eine Umschaltung bzw. Verschiebung zwischen der großen und der niedrigen Stufe erforderlich, für welche kein körperlicher Raum zur Verfugung steht, um ein weiteres Zahnrad auf der Welle Io2 hinzuzufügen .

Um den vorerwähnten Nachteil zu -beheben, zeigt Fig. 2 eine schematische Wiedergabe einer verbesserten Ausführung 2oo des in Fig.l verdeutlichten Getriebes loo. Soweit diese Verbesserung dem vorbeschriebenen Getriebe loo gleich ist, ist auf die vorangehende Beschreibung Bezug genommen, wobei für gleiche Teilejiie gleichen Bezugszeichen verwandt sind.

Bei dem Getriebe 2oo in Fig. 2 ist das Zahnrad Io6 von Fig. 1 weggelassen und ist die Welle Io2

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in Fig. 1 in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 2o2 versehen. Sine weitere Welle 2o4, welche drehbar unter der Welle 24 gelagert ist und demzufolge mit dieser vertikal fluchtet oder sich in der gleichen Vertikalebene wie die Eingan^swelle 14 befindet, iä: hinzugefügt '-worden · und mit einem anderen,fest auf Mitdrehen verbundenen. Zahnrad 2οβ versehen, welches mit dem Zahnrad 54 kämmt.

Die dritte Geschwindigkeitskupplung llo nach Fi;s- I₁ die zunächst dar wahlweisen. Verbindung des Zahnrades Io6 mit der ^gLIe Io2 dient, ist in Fig. 2 durch die Kupplung 21o ersetzt, welche wahlweise die ' Wellen 2o2 und 2o4 zum Kitdrehen bzw. zum gemeinsamen Drehen miteinander verbindet. Die Kupplung 21o ist wiederum im wesentlichen der vorbeschriebenen Kupplung Jß gleich. Außerdem ist das ^zahnrad Io8 auf der Welle 2o2 zum .Mitdrehen bzw, zum geraeinsamen Drehen hiermit angebracht. Das Zahnrad Io8 kämmt mit dem Zahnrad 66 und dem Zahnrad 12a₅ welches auf der Ausgangswelle 1.16 festgelegt ist.

Eine Auswertung des verbesserten Getriebes 2oo zeigt, daß der Antrieb der dritten Kupplung 21o durch die Zahnräder 54 und 2οβ ( anstatt

■ durch den Antrieb über die Zahnrädex* Io4, und Ιοβ in Fig. l) die axiale ■ Verschiebung der dritten Geschwindigkeitskupplung nach links zuläßt, wobei ein axialer Spalt bzw. Zwischenraum auf άβτ Welle 2o2 zwischen der Kupplung 21o und dem Zahnrad Io8 geöffnet wird.

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Das Arbeiten des Getriebes 2oo ist im wesentlichen gleich dem Arbeiten des Getriebes

L.

loo in I?ig. 1 mit der ■ Ausnahme, daß in der dritten Geschwindigkeitsstufe die Ausgangszeile Il6 durch den Zahnräderzug angetrieben wird, der entweder die Zahnräder 52, 5^ 2o6, I08 und 112 oder die Zahnräder >'l·, 36, ^h, 2o6, I08 und 112 umschließt .. anstatt ' durch die Zahnräderzüge Io4, 62, Io6, I08 und 112 oder 34, 36, 54, 52, Io4, 62, I06, I08 und 112 wie in Fig. 1. Die revidierte Anordnung und die Reihenfolge der Zahnräder in der Kette hinsichtlich der dritten Geschvilndigkeitsübersetzungsstufe bei dem Getriebe 2oo ist tatsächlich einfacher und direkter,als der Aufbau und das Arbeiten bzw. Wirken des Getriebes loo nach Fig. 1.

In Fig. 3 ist in schematischer Wiedergabe das Getriebe nach_Fig. 2 mit einem starken Untersetzungsverhältnis in der Dreigangausführung gezeigt, wobei das Getriebe 5°° auch drei Übersetzungen sowohl in der Vorwärtsrichtung als auch in der Rückwärtsrichtung vorsieht > Soweit diese Ausführungsform die gleiche wie das vörbeschriebene Getriebe loo (Fig. l) und das Getriebe 2oo (Fig. 2) ist, ist hier auf diese vorangehenden Beschreibungen mit gleichen Bezugszeichen für die gleichen Teile Bezug genommen. Bei dem Getriebe. 500 in Fig. 3 ist das Zahnrad 112 der Ausgangswelle durch ein größeres Ausgangszahnrad Jo2 ersetzt, welches auf der Ausgangswelle 116 festgelegt ist. Außerdem ist auf der Meile 2o2 in dem axialen Zwischen-

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raum zwischen der Kupplung 21ο und dem Zahnrad Io8 ein weiteres Zahnrad 3°^ festgelegt, welches mit dem Zahnrad j5o2 kämmt.

Die Arbeitsweise des Getriebes Joo ist im wesentlichen gleich der Arbeitsweise des Getriebes 2oo (Fig. 2) mit der Ausnahme, daß natürlich .das ^ahnve-a Io8 nicht unmittelbar mit einem Zahnrad der Ausgangswelle kämmt, sondern vielmehr ein anderes Untersetzungsrad zwischen der Welle 2o2 und der Ausgangswelle Il6 in Folge des Ineinandergreifens der Zahnräder 3°2 und 3° ^ vorgesehen ist. Die Hinzufügung des Zahnrades ~$oK und der Ersatz des Zahnrades 11-2 durch das viel größere Zahnrad 3o2 lassen eine bemerkenswert' größere Zahnraduntersetzung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle des Getriebes 300 im Vergleich zu dem Getriebe 2oo zu. Die Hinzufügung des Zahnrades J>oh ist natürlich durch die Verlegung der Kupplung :2ol von der Lage bei vorbekannten Ausführungen gemäß Fig. 1 in die in Fig. 2 und 3 gezeigte Lage ermöglicht

Aus Fig. k ergibt sich eine schematische Wiedergabe des verbesserten Getriebes nach Fig.. 2, Vielehe drei Geschwindigkeiteübersetzungen sowohl in der Vorwärtsrichtung als auch in der Rückwärtsrichtung sowohl eine erste oder niedrige Übersetzung als auch eine zweite oder große Übersetzung vorsieht. Auf diese Weise kann das. Getriebe 4oo sechs Vorwärts- und Rückwärtsgeschwindigkeiten ergeben. Jedoch ist zwischen der ersten Stufe und der zweiten Stufe ein Schalten erforderlich.

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Soweit diese Ausführungsforra die gleiche wie das Getriebe loo in Fig. 1 und die Getriebe 2oo und 300 in Fig. 2 und 3, ist, ist au; die-vorangehende Beschreibung unter Verwendung gleicher Bezugszeichen für gleiche Teile Bezug genommen. Ein Vergleich von Fig. 4 mit Fig. 3 und 4 ergibt, daß das Getriebe 4 im Grunde genommen beide Ausgangswellenverbindungen nach Fig. 2 und 3 verwendet. Besonders bei dem Getriebe 4oo ist das Zahnrad 32 der Ausgangswelle, welches auf der Ausgangszeile in Fig. 3 festgelegt, ist,als AusganEsv/ellenzahnrad 4o2 in Fig. 4 gezeigt. Das Zahnrad 4o2 ist drehbar auf dar Ausgangsv/elle 116 gelagert. Ein gleiches Ausgangswellenzähnrad 112, welches als an der Ausgangswelle II6 festgelegt bzw. in Fig. 2 als fest angebracht gezeigt ist, ist als Ausgangswellenzahnrad 412 in Fig. 4 gezeigt, wobei daß Zahnrad 412 gleichfalls drehbar auf der Ausgangswelle II6 bei dem Getriebe 4oo gelagert ist. Auf der Ausgangswelle II6 sind Verbindungsmittel 4l4 für das wechselweise Verbinden der Zahnräder 4o2 und 412 mit der Ausgangswelle Ho zum Mitdrehen mit der Welle II6 befestigt. Diese Verbindungsmittel 4l4 können beispielsweise ohne Begrenzung auf eine herkömmliche Klauenkupplung deren Form haben, Vielehe .in einer gewünschten Weise ein- und ausgerückt werden kann, wobei in axialer Richtung entweder das Zahnrad 4o2 oder das Zahnrad 412 mit der Ausgangswelle gekuppelt wird. Die Verbindung des Zahnrades 4o2 mit der Ausgangswelle 116 ergibt einen ersten oder niedrigen Antriebs*-

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bereich, in welchem Fall die Geschwindigkeitsverhältnisse bzw. Übersetzung oder Unters et z-ung und Zahnradketten irr. wesentlichen dam bei dem Getriebe 300 gezeigten und erläuterten gleich sind. Die Verbindung des Zahnrades '112 mit der Ausgangswelle 116 ergibt eine zweite oder hohe Antriebsstufe, wobei die Geschwindigkeitsübersetzungen und die Zahnradketten - bzw. Züge im wesentlichen denen gleich sind, welche zu dem Aufbau und der Wirkungsweise des in Fig. 2 gezeigten Getriebes 2oo erläutert bzw. abgehandelt 55 Ind. Es ist klar, daß erste, zweite und dritte Gasehwindigkeitsübersetzungeri über die Kupplungen 6k₃ 53 und 21o sowohl für die vorbeschriebene erste Stufe bzw. diesem Bereich als auch für die vorbeschriebene zweite Stufe bzw. in diesem Bereich vorgesehen sein können. Auf diese Welse stehen der Bedienung drei//orwärtsgeschviindigkeiten und drei Rückwärts geschwindigkeiter., in jedem der beiden Antriebsbereiche zur Verfügung, wobei eine Schaltung der Verbindungsmittel 4l4 notwendig ist, um eine der beiden Bereich?auszuwählen.

Aus den vorgemachten Ausführungen kann der Fachmann die neue Konzeption und die Merkmale des neuen in Fig. 2, j5 und -¹I- wiedergebenen verbesserten Getriebes erkennen und würdigen. Grundsätzlich besteht die Verbesserung in der Verlegung der Achsstellung der dritten Geschwindigkeitskupplung und der Durchsicht sowie Vereinfachung des die dritte Kupplung antreibenden Zahnradzuges, wobei genügend Achsraum gewonnen wird, um die Einordnung

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eines besonderen Zahnrades j5o^ auf der Vielle 2o2 zwischen der Kupplung 21o und dem Zahnrad I08 zuzulassen. Die Hinzufügung des Zahnrades 3o4 und die weitere Hinzufügung eines größeren Ausgangwellenzahnrades 3>o2 oder 4o2 läßt eine größere Zahnraduntersetzung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangszeile zu. Ausserdera kann die Zahl der Geschwindigkeitsgänge durch wahlweises Verbinden der Ausgangswelle mit den Ausgangswellenzahnrädern auf verschiedenen Seiten verdoppelt werden.

Obwohl die Verbssserurig nur in Basug auf ein beschränkte Zahl von Ausführungsformen beschrieben ist, ist es klar, daß zahlreiche ^: Abänderungen, Wechsel, Ergänzungen und Äquivalente für den Fachmann von selbst gegeben sind und vorgenommen werden können, ohne den Erfindungsgedanken und die Grundsätze der Erfindung verlassen zu müssen. Als Ergebnis können die gezeigten Ausführungsformen zahlreiche Abweichungen bzw. Abwandlungen, Wechsel und dergl. erfahren, ohne von dem Erfindungsgedanken abzugehen.

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Claims

PATENTANWÄLTE · 4-4LÜ-SSELDORF, ß_en 24 Io 1°7

DIPL.-ING. WALTER KUBORN > Oq K./ra. * *

DIPL.-PHYS. DR. PETER PALGEN 4 DÜSSELDORF

MULVANYSTRASSE 2 · TELEFON 632727 KREISSPARKASSE DÜSSELDORF NR. 1014463 DEUTSCHE BANK AG., DÜSSELDORF 2919207 POSTSCHECK-KONTO: KÖLN 115211

CLARK EQUIPIv]ENT COMPANY

in Buchanan (Michigan, V.St.A.)

Patentansprüche.

Kraftgeschaltetes, umkehrbares Mehrganggetriebe,

I.

gekennzeichnet durch eine Eingangsx-jelle (l4), ein erstes,fest auf der Eingangswelle befestigtes Zahnrad (34), eine erste Welle (24) in einer gemeinsamen Ebene mit der Eingangswelle, ein .zweites, drehbar auf der ersten Welle (24) angeordnetes Zahnrad (j5), welches mit dem ersten Zahnrad" (354) auf Antrieb so verbunden ist, daß es in der gleichen Richtung wie dieses umläuft, eine zweite, axial mit der Eingangswelle (14) fluchtende Welle (l8), eine erste Kupplung (3$) zum Verbinden der Eingangswelle (l4) mit der zweiten Welle (l8), eine. Zweite Kupplung (5o) zur Verbindung des zweiten Zahnrades (j56) mit der ersten Welle (24) auf gemeinsames Drehan, ein drittes, fest auf der zweiten Welle (l8) angeordnetes Zahnrad (52), ein viertes,

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fest auf der ersten Welle (24) angebrachtes und im Eingriff mit dem dritten Zahnrad (52) stehendes Zahnrad (54), eine dritte, axial mit der ersten Welle (24) fluchtende Welle (26), eine dritte Kupplung (58) zur Verbindung der dritten Welle (26) mit der ersten Welle (24), ein fünftes, auf der dritten Welle (26) dieser gegenüber drehbar angeordnetes Zahnrad (62), eine vierte Kupplung (64) zur Verbindung des fünftes Zahnrades (62) mit der dritten Welle (26), ein sechstes, fest auf dar dritten Welle (26)\ angeordnetes Zahnrad (66), wobei das fünfte Zahnrad (62) zwischen der dritten Kupplung (58) und dem sechsten Zahnrad (66) angeordnet ist, ein siebtes, fest auf der zweiten Welle (l8) angeordnetes und mit dem fünften Zahnrad (62) im Eingriff stehendes Zahnrad (lo4) und eine Ausgangswelle, wobei die Verbesserung Mittel zur treibenden Verbindung der Ausgangswelle (Ho) wenigstens mit dem vierten Zahnrad (54) umfaßt.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Verbindungsmittel vorgesehen sind:

a. eine vierte Welle (2o4), welche in der vertikalen mit der Eingangszeile .(l4) fluchtet;

b. ein achtes Zahnrad (2o6), welches fest an der Welle (2o4) angebracht ist und im Eingriff· mit dem vierten Zahnrad (54) steht;

c. eine fünfte Welle (2o2), Vielehe axial mit der vierten Welle (2o4) fluchtet;

d. eine fünfte Kupplung (21o) zur Verbindung der vierten Welle (2o4) mit der fünften VS.Ie (2o2) auf gemoxnsame?/s Drehen;

e. ein neuntes Zahnrad (loS), welches fest an der fünften Welle (2o2) befestigt ist und im Eingriff mit dem sechsten Zahnrad (66) steht;

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f. ein zehntes Zahnrad( 4l 2) ",welches der Ausgangswelle (Il6) gegenüber drehbar auf der Ausgangswelle (116) angeordnet ist und im Eingriff mit dem neunten Zahnrad (I08) steht;

g. ein elftes Zahnrad (3o4), welches fest auf der fünften Welle (2o2) befestigt ist;

h. ein zwölftes Zahnrad (4o2), welches ""auf der Ausgangswelle (Ho) drehbar angeordnet ist und im Eingriff mit dem elften Zahnrad (30¹Q steht;

i. Mittel (²U¹O zur wahlweisen Verbindung des zehnten Zahnrades (412) und des zwölften Zahnrades (4o2) mit der Ausgangswelle (II6) auf gemeinsamens Drehen, wobei die Ausgangswelle (llö) vertikal mit

der Eingangszeile (lh) fluchtet.
3· Getriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende" Merlanale der Verbindungsmittel:

a. eine vierte Meile (204), die vertikal mit der Einganswelle (14) fluchtet;

b. eine achtes Zahnrad (2oo), welches fest auf der vierten.Welle (2o4) befestigt und im Singriff mit dem vierten Zahnrad (5*0 steht;

c. eine fünfte Welle (2o2), Vielehe mit der vierten Welle (2p4) axial fluchtet;

d. eine fünte Kupplung (21o) zur Verbindung der vierten Welle (2o4) mit der fünften Welle (2o2) auf gemeinsamen Drehen;

e. ein neuntes Zahnrad (I08), welches mit der fünften Welle (2o2) fest verbunden ist und im Eingriff mit dem sechsten Zahnrad (66) steht ;

f. ein zehntes Zahnrad (3o2), welches fest mit der Ausgangswelle (llö) verbunden ist ;

g. ein elftes Zahnrad (j5o4)j welches fest ar. der fünftenUelle (2o2) angebracht ist und im Eingriff mit dem zehnten Zahnrad (?o2) steht _s wobei die Ausgangszeile vertikal mit der Eingagswelle (14) fluchbet.

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4.Getojebo nach inisprucb 1, gekennzeichnet durch folgende Merlanale der Verbindungsmittel:

a. eine vierte Welle (2o4), Vielehe vertikal mit der Eingangsv'jelle (14) fluchtet;

b. ein aeb/tes Zahnrad (2o6), welches fest auf der vierten Welle (2c4) angebracht ist und im Eingriff mit dem vierten Zahnrad (5^) steht;

c. eiine fünfte Welle (2o2) welche axial mit der fierten Welle (2o4) fluchtet;

d. eine fünfte Kupplung (21o) zur Verbindung mit der vierten Welle (2o4) mit der fünften Welle (2o2) auf gemeinsames Drehen;

&>. ein zehntes Zahnrad (412), welches der Ausgangswelle (ll6) gegenüber drehbar auf der Ausgangswelle (Il6) angeordnet ist und im Eingriff mit ae\a neunten Zahnrad (loo) 3tent;

f. ein elftes Zahnrad (JJo¹O, welches fest auf der fünften Welle (2o2) befestigt ist;

g.. ein zwölftes Zahnrad (4o2), welches>auf der Ausgangswelle (II6) drehbar angeordnet ist und im Eingriff mit dem elften Zahnrad (3o4) steht;

h. Mittel (41¹O ^zu^ wahlweisen Verbindung des

zehnten-Zahnrades (-+12) und des zwölften Zahnrades (4o2) mit der Ausgangswelle (II6) auf gemeinsames Drehen, wobei die Aus gangswelle (116) vertikal mit der Eingangswelle (14) fluchtet

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5. Mehrganggetriebe mit Umkehrmöglichkeit und ständig im Eingriff stehenden Zahnrädern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Eingangswelle (l4), ein erstes Zahnrad (34), welches fest auf der Eingangswelle (14) angebracht ist, eine erste, vertikal mit der Eingangswelle (14) fluchtende Vorgelegewelle (24), ein zweites, auf der Vorgelerwelle angebrachte und gegenüber dieser drehbares Zahnrad (36) welches mit dem ersten Zahnrad (34) so verbunden ist, daß es in der gleichen Drehrichtung wie dieses umläuft, eine in Achsrichtung mit der Eingangswelle (14) axial fluchtende erste VielIe (l8), reine erste Kupplung (38) zur Verbindung der Eingangs- ο welle (l4) mit der mit ihr axial fluchtenden ersten ^ Welle (18) zum gemeinsamen Drehen damit, eire zweite " °°

op Kupplung (50) zur Verbindung des zweiten Zahnrades σ> mit der ersten Vorgelegewelle (24) auf gemeinsames _ω Drehen damit, ein drittes Zahnrad (52), welches an der axial fluchtenden ersten Welle festgelegt ist,

ein viertes Zahnrad (5*0, welches an der ersten Vorgelegewelle (24) festgelegt ist und im Eingriff mit dem dritten Zahnrad (52) steht, eine zweite Vorgelegewelle {2.6); welche mit der ersten Vorgelegewelle (24) axial fluchtet, eine dritte Kupplung (58) zur Verbindung der ersten Vorgelegewelle (24) mit der zweiteil Vorgelegewelle (2β) auf Mitnahme beim 'Drehen, ein fünftes Zahnrad (62), welches auf der zweiten Vorgelegewelle (26) dieser gegenüber drehbar angeordnet ist, eine vierte Kupplung (64) zum Verbinden des fünften Zahnrades (62) mit der zweiten Vorgelegewelle (26) auf Mitdrehen, ein sechstes Zahnrad (66), welches auf der zweiten Vorgelegewelle (26) fest angebracht ist, wobei das fünfte Zahnrad (62) zwischen der dritten Kupplung (58) und dem sechsten Zahnrad (66) angeordnet ist, ein siebstes Zahnrad (lo4), welches fest an der ersten Welle (l8) angebracht ist und im Eingriff mit dem fünften Zahnrad (62) steht, eine vertikal mit den Vorgelegewälen (24, 26) fluchtende und in zwei Richtungen gegenüber der Eingangswelle (14) drehbare Ausgangswelle (II6), wobei die Verbesserung eine fünfte Kupplung (21o) umschiiessende Mittel zum wahlweisen treibenden Verbinden der Ausgangswelle (116) wenigstens mit dsm vierten Zahnrad·(54).

6..Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel folgende Merkmale umfassen: . ·

a. eine zweite Welle (2o4), welche vertikal mit den Vorgelegewellen (24, 26) fluchtet;"

b. ein sechstes Zahnrad (2o6), welches auf der zweiten Welle (2o4) fest angebracht ist und

mit dem vierten Zahnrad (54) im Eingrifft steht;

c. eine dritte Welle (2o2), welche axial mit der

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zweiten Welle (20*0 fluchtet, wobei die zweite Kupplung (21o) die zweite Welle (2O¹I-) und die dritte Welle (2o2) auf Drehung verbindet;

d. ein neuntes Zahnrad (loS), welehes fest an. der dritten Welle (2o2) angebracht ist und im Eingriff mit dem sechsten Zahnrad, (66) steht;

e. ein zehntes Zahnrad (112), welches fest an .der Ausgangswelle (ll6) befestigt ist und im Eingriff mit dem fünften Zahnrad (lo8) steht;

7. Getriebe nach Anspruch 5, gekennzeichnet durcr. folgende Vsrb.inrlungo^a^nale:

a. eine zweite Welle (2o4), welche.vertikal mit der Vorgelegewelle fluchtet;

b. ein achtes Zahnrad (2o6), welches fest an der zweiten Welle angebracht ist und im Eingriff mit dem vierten Zahnrad (6¹O steht;

c. eine dritte Welle (2o2), welche axial mit der zweiten-Welle (2o4) fluchtet, wobei eine fünfte Kupplung (21o) die zweite und dritte Welle (2o2j 2O¹O auf gemeinsames Drehen verbindet;

d. ein neuntes Zahnrad (Io8), welches fest an dritten Welle (2o2) angebracht ist und im Eingriff mit dem sechsten Zahnrad (.66) steht;

e. ein zehntes Zahnrad (j5o2), welches fest an der Ausgangswelle (Ιΐβ) angebracht ist;

f. ein elftes Zahnrad (3O²O* welches fest an der dritten Welle (2o2) angebracht ist und im Eingriff mit dem zehnten Zahnrad (112) steht, wobei durch die Hinzufügung des elften Zahnrades (jo-t) die Anordnung einer größeren Zahnraduntersetzung zwischen der Eingangswelle (1''O und der Ausgangswelle (llö) ermöglicht wird.

8. Getriebe nach Anspruch 5.» dadurch gekennzeichnet, daß die verbesserten Verbindungsmittel fol^endo Merkmale umfassen:

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a.eine zweite Welle (2o4), welche vertikal mit der ,Vorgelegewelle (24) fluchtet;

b. ein achtes Zahnrad (2οβ), welches fest

an der zweiten Welle (2o4) angebracht ist und im Eingriff mit dem vierten Zahnrad (54) steht;

c. eine dritte Welle (2o2), welche axial mit der zvieiten Wille (2o4) fluchtet, wobei die fünfte Kupplung (21o) die zweite Welle (2o4) und die dritte Welle (2o2) auf gemeinsames Drehen verbindet;

d. ein neuntes Zahnrad (lo8), welches fest an der dritten Welle (2o2) angebracht ist und

steht;

e. ein sentes Zahnrad (412), welches auf der Ausgangswelle (116) dieser gegenüber drehbar angeordnet' ist und im Eingriff mit dem ' neunten Zahnrad (lo8) steht;

f. ein elftes Zahnrad (3o4), welches fest an der • dritten Welle (2o2) befestigt ist;

g. ein zwölftes Zahnrad (4o2), welches auf der Ausgangswelle (llü) gegenüber dieser drehbar angeordnet ist und im Eingriff mit dem elften Zahnrad (3o4) steht;

h. Mittel -(^l4) zum wechselweisen Verbindung des zehnten Zahnrades (412) und des elfeten Zahnrades (²k>2) mit der Ausgangswelle (ll6) auf gemeinsames Drehe, wobei die Hinzufügung der Zahnräder elf und zwölf die Zahl d.er Geschwindigkeit stufen durch den Antrieb der Ausgangswelle (llo; mit einem anderen Übersetzungverhältnis";doppelt is

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