DE3707356A1 - Leistungsverzweigtes lastschaltgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein leistungsverzweigtes Lastschaltgetriebe mit einem ersten vorzugsweise einstufig ausgebildeten Planetengetriebe, dessen Ein- oder Ausgangs­ welle und dessen frei drehbarer Radsatz über ein Koppelge­ triebe in Vorgelegebauweise aneinander kuppelbar sind.

Bei einem bekannten leistungsverzweigten Lastschaltgetrie­ be der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung (VDI-Z 106 (1964 Nr. 6, Seite 196) dient als Koppelgetrie­ be ein hydrostatisches Axialkolbengetriebe, wobei die Ele­ mente Pumpe und Motor der Axialkolbeneinheit über je ein Vorgelegerad einem auf der Eingangs- oder Ausgangswelle angeordneten Zahnrad sowie einem frei drehbaren Radsatz zugeordnet sind. Hierbei können bei unterschiedlichen Kom­ binationsmöglichkeiten als frei drehbarer Radsatz das innere oder äußere Zentralrad sowie die die Planetenräder tragende Stegwelle dienen. Die Verwendung einer hydrosta­ tischen Einheit als Koppelgetriebe ist aber mit einem ho­ hen Kostenaufwand bei der Herstellung des Getriebes ver­ bunden. Außerdem arbeitet die hydrostatische Axialkolben­ einheit mit schlechtem Wirkungsgrad.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht somit darin, an einem leistungsverzweigten Lastschaltgetriebe bei geringem baulichen Aufwand unter Beibehaltung eines guten Wirkungsgrades eine möglichst große Anzahl schaltba­ rer Gangstufen zu erzielen.

Diese Aufgabe wird an einem leistungsverzweigten Last­ schaltgetriebe der in Rede stehenden Gattung durch im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Danach ergibt sich durch die Kombination zweier Planeten­ getriebe und durch das wahlweise Ankuppeln der jedem Pla­ netengetriebe zugeordneten Vorgelegewelle an die freien Radsätze und an die Ein- oder Ausgangswelle eine Vielzahl schaltbarer Gangstufen, wobei nur eine geringe Anzahl von Schaltstellen erforderlich ist. Auch ergeben sich bei geringer Anzahl von Bauelementen wirtschaftliche Ferti­ gungsmöglichkeiten für das Getriebe. Da die im wesentli­ chen als Verschleißteile anzusehenden Kupplungen an den außenliegenden Koppelgetrieben angordnet sind, werden Re­ paratur- und Wartungsarbeiten erheblich vereinfacht.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen leistungsverzweigten Last­ schaltgetriebes möglich, wobei an dem leistungsverzweigten Getriebes nach den Ansprüchen 2 und 3 eine Bauweise be­ schrieben ist, bei welchem unter Beibehaltung einer auf­ grund geringer Achsabstände erzielten kompakten Bauweise günstige Stufensprünge zwischen den schaltbaren Gangstufen herbeiführbar sind. In den Ansprüchen 4 und 5 ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung beschrieben, bei der mittels zusätzlicher Bremseinrichtungen die Anzahl der schaltbaren Gangstufen nochmals erhöht werden kann.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeich­ nung verwiesen, in der zwei Ausführungbeispiele verein­ facht dargestellt sind.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines leistungsver­ zweigten Getriebes, das über vier Kupplungen schalt­ bar ist;

Fig. 2 ein im wesentlichen mit dem leistungsverzweigten Lastschaltgetriebe nach Fig. 1 übereinstimmendes Getriebe, bei dem jedem Vorgelegerad ein Zahnrad der Ein- und Ausgangswellen zugeordnet ist,

Fig. 3 ein im wesentlichen mit dem leistungsverzweigten Lastschaltgetriebe nach Fig. 1 übereinstimmendes Getriebe, bei dem aber zusätzliche Bremseinrich­ tungen zur Schaltung weiterer Gangstufen vorgesehen sind,

Fig. 4 ein im wesentlichen mit dem leistungsverzweigten Lastschaltgetriebe nach Fig. 1 übereinstimmendes Getriebe, bei dem Kupplungen an den Enden der Vorgelegewellen aufgesteckt sind, und

Fig. 5 ein im wesentlichen leistungsverzweigtes Lastschalt­ getriebe bei dem eine Vorgelegewelle ein- und ausgangsseitig, einen jeweils zweistufig schaltbaren An- bzw. Abtrieb aufweist.

In Fig. 1 ist mit 1 ein erstes Planetengetriebe bezeich­ net, dessen inneres Zentralrad 2 drehfest mit einer Ein­ gangswelle 3 verbunden ist. Ein äußeres Zentralrad 4 die­ ses ersten Planetengetriebes 1 ist wiederum drehfest mit einer Ausgangswelle 5 des ersten Planetengetriebes 1 ver­ bunden. Da dem ersten Planetengetriebe 1 ein gleichartig aufgebautes Planetengetriebe 6 unmittelbar nachgeschaltet ist, dient die Ausgangswelle 5 des ersten Planetengetrie­ bes 1 in ihrem weiteren Verlauf als Eingangswelle 7 des zweiten Planetengetriebes 6, wobei sie ein äußeres Zentralrad 9 antreibt. Ein inneres Zentralrad 8 des zwei­ ten Planetengetriebes 6 ist wiederum mit einer Ausgangs­ welle 10 verbunden, die gleichzeitig als Abtrieb des leistungsverzweigten Lastschaltgetriebes dient.

Weiterhin sind im ersten Planetengetriebe 1 an einer Steg­ welle 11 über einen Planetenradträger 12 gelagerte Plane­ tenräder 13 befestigt, die sich mit dem inneren Zentralrad 2 und dem äußeren Zentralrad 4 in ständigem Eingriff be­ finden. Mit der Stegwelle 11 ist außerdem ein Zahnrad 14 drehfest verbunden. Das zweite Planetengetriebe 6 ist in identischer Weise ausgebildet, wobei an dessen Stegwelle 15 über einen Planetenradträger 16 Planetenträger 17 be­ festigt sind, während die Stegwelle 15 anderenends ein drehfestes Zahnrad 18 aufweist.

Den beiden Planetengetrieben 1 und 6 sind zwei Koppelge­ triebe 19 und 20 als Vorgelege zugeordnet. Das Koppelge­ triebe 19 weist dabei eine Vorgelegewelle 21 auf, deren drehfest angeordnetes Vorgelegerad 22 mit einem drehfest auf der Eingangswelle 3 des ersten Planetengetriebes be­ festigten Zahnrad 23 kämmt.

In ständigem Eingriff mit diesem Zahnrad 23 der Eingangs­ welle 3 befindet sich außerdem auch ein Vorgelegerad 24, das auf einer Vorgelegewelle 25 des zweiten Koppelgetrie­ bes 20 befestigt ist. Im Bereich der Ausgangswelle 10 des zweiten Planetengetriebes 6 wiederholt sich diese Anord­ nung. Dort kämmt nämlich ein auf der Ausgangswelle 10 befestigtes Zahnrad 26 gleichzeitig mit einem Vorgelegerad 27 des Koppelgetriebes 19 und einem Vorgelegerad 28 des Koppelgetriebes 20.

Weiterhin stehen die auf den Stegwellen 11 und 15 be­ festigten Zahnräder 14 und 18 wechselweise mit den beiden Koppelgetrieben 19 und 20 in Verbindung. Das Zahnrad 14 kämmt dabei mit einem Vorgelegerad 29 der Vorgelegewelle 25, während das Zahnrad 18 mit einem Vorgelegerad 30 der Vorgelegewelle 21 im Eingriff steht. Innerhalb der Koppel­ getriebe 19 und 20 sind Kupplungen 31, 32, 33 und 34 vor­ gesehen. Mit der Kupplung 31 läßt sich dabei innerhalb der Vorgelegewelle 21 der Kraftfluß zwischen den Vorgelegerä­ dern 22 und 30 unterbrechen, während weiterhin innerhalb dieser Vorgelegewelle mittels der Kupplung 32 eine Trennung der Vorgelegewelle im Bereich zwischen den Vorgelegerädern 30 und 27 erfolgen kann. Schließlich ist die Kupplung 33 in der Vorgelegewelle 25 zur Unterbrechung des Kraft­ flusses zwischen den Vorgelegerädern 24 und 29 vorgesehen, während die Kupplung 34 zwischen letztgenanntem Vorgelege­ rad 29 und dem Vorgelegerad 28 schaltbar ist.

Mit dem erfindungsgemäß ausgeführten Lastschaltgetriebe nach Fig. 1 sind insgesamt 6 Gangstufen schaltbar. Im Fall 1 sind beispielsweise die auf der Vorgelegewelle 21 des Koppelgetriebes 19 angeordneten Kupplungen 31 und 32 ein­ gerückt, so daß das Lastschaltgetriebe als Vorgelegege­ triebe von der Eingangswelle 3 aus über die Zahnradpaarung 23-22, die Vorgelegewelle 21 sowie die Zahnradpaarung 27-26 die Ausgangswelle 10 antreibt.

Im Fall 2, in dem das Lastschaltgetriebe wiederum als Vor­ gelegegetriebe, und zwar über die Vorgelegewelle 25 wirkt, sind die Kupplungen 33 und 34 eingerückt. Daraus ergibt sich ein Kraftfluß von der Eingangswelle 3 her über die Zahnradpaarung 23, 24, die Vorgelegewelle 25 sowie die Zahnradpaarung 28-26 auf die Ausgangswelle 10.

Im Fall 3 sind die Kupplungen 31 und 33 eingekuppelt, wo­ durch sich ein Hauptkraftfluß in koaxialer Richtung von der Eingangswelle 3 aus über das erste Planetengetriebe 1, die Wellen 5 und 7 sowie das Planetengetriebe 6 zur Aus­ gangswelle 10 ergibt. Da gleichzeitig die Stegwelle 11 über die Zahnradpaarungen 23-24, Vorgelegewelle 25 und Zahnradpaarungen 29-14 angetrieben wird, während die Steg­ welle 15 über die Zahnradpaarungen 23-22, Vorgelegewelle 21 und Zahnradpaarung 30-18 angetrieben wird, ergibt sich jeweils eine Ausgangsdrehzahl an den beiden Planetenge­ trieben 1 und 6 aufgrund der Überlagerung der jeweiligen Eingangsdrehzahlen und der Übersetzungsverhältnisse inner­ halb des jeweiligen Planetengetriebes. Die gleichen Ver­ hältnisse treten für die weiteren Fälle 4, 5 und 6 ein.

Im Fall 4 sind die Kupplungen 32 und 34 eingekuppelt, so daß die Drehzahl an der Ausgangswelle 10 resultierend aus der Übersetzung der Zahnradpaare 26-27, 30-18 auf die Stegwelle 15 und aus der Zahnradpaarung 26-28, 29-14 auf die Stegwelle 11 übertragen wird.

Im Fall 5 sind die Kupplungen 32 und 33 eingerückt, so daß eine Übertragung der Überlagerungsdrehzahl über das Vorge­ lege 23-24-25-29-14 auf die Stegwelle 11 und über das Vor­ gelege 26-27-21-30-18 auf die Stegwelle 15 erfolgt.

Im Fall 6 sind die Kupplungen 31 und 34 eingerückt, so daß die Stegwelle 11 vom Zahnrad 26 aus über das Vorgelege 28-25-29-14 angetrieben wird, während die Stegwelle 15 vom Zahnrad 23 der Eingangswelle 3 aus über das Vorgelege 22-21-30-18 angetrieben wird.

Gemäß Fig. 2 sind zwei Zahnräder 23 a und 23 b auf der Ein­ gangswelle 3 des ersten Planetengetriebes 1 angeordnet, wobei das Zahnrad 23 a mit dem Vorgelegerad 22 und das Zahnrad 23 b mit dem Vorgelegerad 24 kämmen. Eine ent­ sprechende Anordnung zweier Zahnräder 26 a und 26 b findet auch an der Ausgangswelle 10 des zweiten Planetengetriebes 6 Anwendung. Mit derart getrennten Radsätzen ist aufgrund besserer Wahlmöglichkeiten der Übersetzungsverhältnisse eine günstigere Abstufung der Ausgangsdrehzahlen reali­ sierbar.

In der Fig. 3 ist ein leistungsverzweigtes Lastschaltge­ triebe dargestellt, daß im wesentlichen mit dem Last­ schaltgetriebe nach Fig. 1 übereinstimmt. Zur Erweiterung der Schaltungsmöglichkeiten des Getriebes sind auf der Vorgelegewelle 21 eine Bremseinrichtung 35, auf der Ein­ gangswelle 7 eine Bremseinrichtung 36 und auf der Vorgele­ gewelle 25 eine Bremseinrichtung 37 angeordnet.

Aufgrund gemeinsamer Betätigung der Bremseinrichtungen 35 bis 37 sowie der Kupplungen 31 bis 34 ergeben sich 7 wei­ tere Schaltungsmöglichkeiten.

Nach Fig. 4 sind bei im wesentlichen gleichen Getriebauf­ bau die Kupplungen 31, 32, 33 und 34 von den Enden her auf die Vorgelegewellen 21 und 25 aufgesteckt und stehen je­ weils über Hohlwellen 38 mit den Vorgelegerädern 22, 24, 27 und 28 in Verbindung. Eine derartige Anordnung bietet die Möglichkeit einer einfachen Wartung und Reparatur der vom Äußeren des Getriebes her gut zugänglichen Kupplungen 31, 32, 33 und 34.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der schaltbaren Gangstufen nochmals dadurch erhöht, daß die Vorgelegewelle 21 über ein weiteres Zahnradpaar 39, 40 sowie eine Kupplung 43 mit der Eingangswelle 3 und über ein Zahnradpaar 41, 42 sowie eine Kupplung 44 mit der Ausgangswelle 10 trieblich verbindbar ist. Dabei werden die Kupplungen 43 und 31 bzw. 44 und 32 wechselweise betätigt.

Claims (9)

1. Leistungsverzweigtes Lastschaltgetriebe mit einem ersten, vorzugsweise einstufig ausgebildeten Planetenge­ triebe (1), dessen Ein- oder Ausgangswelle (3 oder 5) und dessen freie Welle (11) über ein Koppelge­ triebe (20) in Vorgelegebauweise aneinander kuppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß dem Planetengetriebe (1) ein zweites Planetengetriebe (6) mit vorzugsweise gleichem Aufbau nachgeordnet ist, zwischen dessen Ein- oder Aus­ gangswelle (7 oder 10) und dessen freier Welle (15) ebenfalls ein als Vorgelege ausgebildetes weite­ res Koppelgetriebe (19) schaltbar ist, wobei die beiden Vorgelegewellen (21, 25) der Koppelgetriebe (19, 20) je­ weils in ihrer Verlängerung über eine Kupplung (31, 34) und ein Vorgelegerad (22, 28) mit einem auf der Ein- oder Ausgangswelle (3, 10) des jeweils anderen Planetengetrie­ bes (1, 6) befestigten Zahnrad (23, 23 a, 26, 26 b) verbind­ bar sind.

2. Leistungsverzweigtes Lastschaltgetriebe nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Eingangswelle (3) des ersten Planetengetriebes (1) und auf der Ausgangswelle (10) des zweiten Planetengetriebes (6) jeweils ein Zahnrad (23, 26) angeordnet sind, die mit Vorgelegerädern (22, 24, 27, 28) beider Koppelgetriebe (19, 20) in Eingriff sind.

3. Leistungsverzweigtes Lastschaltgetriebe, bei wel­ chem das auf der Eingangswelle (3) eines ersten Planeten­ getriebes (1) angeordnete Zahnrad (23) über ein Vorgelege (24, 25, 29, 14) mit der Stegwelle (11) des ersten Plane­ tengetriebes (1) kuppelbar (Kupplung 33) ist, nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dem ersten Planetengetrie­ be (1) zugeordnete Koppelgetriebe (20) über eine Kupplung (34) und ein Zahnradpaar (28, 26) mit der Ausgangswelle (10) des zweiten Planetengetriebes (6) verbindbar ist, während die dem zweiten Planetengetriebe (6) zugeordnete Vorgelegewelle (21) über eine Zahnradpaarung (30-18) am Steg des zweiten Planetengetriebes (6) angreift und bei­ derseits dieses Abgriffs kuppelbar (Kupplungen 31, 32) ist mit Zahnrädern (22, 27), von denen das eine (22) mit dem Zahnrad (23) der Eingangswelle (3) und das andere (27) mit dem Zahnrad (26) der Ausgangswelle (10) kämmt.

4. Leistungsverzweigtes Lastschaltgetriebe nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Eingangswelle (3) des ersten Planetengetriebes (1) und auf der Ausgangswelle (10) des zweiten Planetengetriebes (6) jeweils zwei Zahn­ räder (23 a, 23 b; 26 a, 26 b) angeordnet sind, die jeweils mit einem Vorgelegerad (22, 24, 27, 28) der Koppelgetriebe in Eingriff stehen.

5. Leistungsverzweigtes Lastschaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Stegwellen (11, 15) der Planetengetriebe (1, 6) angeordnete Zahnräder (14, 18) oder die mit ihnen kämmenden Zahnräder (29, 30) der Vorgelegewelle (21, 25) jeweils mittels Bremseinrich­ tungen (35, 37) festlegbar sind.

6. Leistungsverzweigtes Lastschaltgetriebe nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswelle (5) des ersten Planetengetriebes (1) mittels einer Bremseinrich­ tung (36) festlegbar ist.

7. Leistungsverzweigtes Lastschaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungen (31, 32, 33, 34) an den Enden der Vorgelegewellen (21, 25) auf diese aufsteckbar sind und jeweils über Hohlwellen (38) mit den Vorgelegerädern (22, 24, 27, 28) vorhanden sind.

8. Leistungsverzweigtes Lastschaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der An- bzw. Abtrieb zumindest einer der Vorgelegewellen (21, 25) durch weitere Zahnradpaare (39, 40; 41, 42) in unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen erfolgt.

9. Leistungsverzweigtes Lastschaltgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder (40, 42) über Kupplungen (43, 44) mit der Eingangs- (3) und Ausgangswelle (10) verbindbar sind.