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Kraftfahrzeug-Triebwerk, vorzugsweise für landwirtschaftliche Zugfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeugtriebwerk, vorzugsweise für landwirtschaftliche
Zugfahrzeuge, insbesondere nach Patent 1103 148, bestehend aus einem Gangschaltgetriebe
und mindestens einer Zapfwelle, wobei der fahrunabhängige Antrieb der Zapfwelle
und aller Nebenantriebe zwischen der Motorkurbelwelle und der Fahrkupplung abgenommen
wird.
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Gegenstand des Hauptpatents ist ein. Kraftfahrzeugtriebwerk, vorzugsweise
für landwirtschaftliche Zugfahrzeuge, bestehend aus einem Gangschaltgetriebe, einer
vorderen und einer hinteren Zapfwelle, wobei der fahrunabhängige Antrieb der Zapfwellen
und aller Nebenantriebe von der Motorkurbelwelle abgenommen wird und die hintere
Zapfwelle fahrabhängig von einem auf der Getriebeausgangswelle angeordneten Zahnrad
aus antreibbar ist. Der fahrunabhängige Antrieb der Zapfwellen wird dabei zwischen
der Motorkurbelwelle und der Fahrkupplung abgenommen, und die vordere und hintere
Zapfwelle sind entweder wahlweise zusammen oder einzeln fahrabhängig oder fahrunabhängig
oder eine der beiden Zapfwellen fahrabhängig und die andere fahrunabhängig antreibbar.
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Es ist bekannt, derartigen Kraftfahrzeugtriebwerken zum Anschließen
derselben an verschiedene Antriebsmotoren jedem Antrieb ein eigenes Vorgelege vorzuschalten.
Bekannt ist es weiterhin, ein Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge so zu gestalten,
daß ein Zahnräderpaar zwischen Kupplungs- und Vorgelegewelle leicht auswechselbar
angeordnet werden kann, um eine rasche Änderung der Vorgelegeübersetzung zu ermöglichen,
wenn ein und dasselbe Getriebe beispielsweise für einen Schnellastwagen oder einen
im Gebirge betriebenen Lastwagen benutzt werden soll. Bei diesem bekannten Wechselgetriebe
ist jedoch ein fahrunabhängiger Antrieb von Zapfwellen nicht vorgesehen, so daß
eine im allgemeinen mit Nenndrehzahlen laufende Zapfwelle durch den Umbau nicht
beeinflußt wird.
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Bei landwirtschaftlich genutzten Kraftfahrzeugen wurden nun weiterhin
immer mehr Antriebsmotoren verwendet, die mit zwei Nenndrehzahlen laufen. Da aber
andererseits die fahrunabhängige Zapfwelle meist mit konstanter Drehzahl umlaufen
muß, ist bei Verwendung solcher Antriebsmotoren die Vorschaltung eines eigenen Vorgeleges
zum Anpassen der Drehzahl der Zapfwelle erforderlich. Außerdem liegen aber die Geschwindigkeiten
bei landwirtschaftlichen Zugfahrzeugen meistens fest, so daß hinter dem Gangschaltgetriebe
nochmals eine Vorgelege vor-gesehen wird. Werden nun an solche Triebwerke
verschiedene Antriebsmotoren angeschlossen, so müssen daher immer alle Übersetzungen
der vorhandenen Vorgelege geändert werden.
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Weiterhin sind Kraftfahrzeugtriebwerke bekannt, bei denen im fahrabhängigen
Antrieb der Zapfwelle ein Vorgelege derart eingeschaltet ist, daß sowohl die Zapfstelle
als auch das Gangschaltgetriebe mit zwei verschiedenen Drehzahlen antreibbar sind.
Eine Anpassung an verschiedene Motordrehzahlen ist dabei jedoch nicht erwünscht,
vielmehr soll dadurch ein Antrieb mit mehreren Drehzahlen ermöglicht werden.
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Um nun zu erreichen, daß ein Kraftfahrzeugtriebwerk der eingangs genannten
Art an verschiedene Antriebsmotoren angepaßt werden kann, ohne daß zusätzliche Anpassungsarbeiten
der fahrunabhängig angetriebenen Zapfwelle auftreten, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
dafür zu sorgen, daß dem Gangschaltgetriebe und dem vor der Fahrkupplung abgenommenen
fahrunabhängigen Antrieb der Zapfwelle und der Nebenantriebe ein gemeinsames Vorgelege
vorgeschaltet ist. Zweckmäßig ist es; den von der Motorkurbelwelle kommenden Kraftfluß
in an sich bekannter Weise unter Ausschaltung des Vorgeleges direkt auf die Fahrkupplungswelle
zu übertragen. Es kann auch ein an sich bekanntes, aus mindestens zwei Zahnräderpaaren
bestehendes, mit einer zwischen den Zahnräderpaaren angeordneten schaltbaren Kupplung
versehenes Vorgelege vorgeschaltet sein.
Durch diese Gestaltung
wird nicht nur vermieden, daß die Fahrkupplung übermäßig beansprucht wird, da ja
die durch den Kupplungsvorgang entstehende Reibungswärme mit der Drehzahl ansteigt,
insbesondere wenn bei Nenndrehzahl des Motors mit schleifender Kupplung angefahren
wird, wie dies z. B. bei Mähdruschbetrieb der Fall ist, sondern auch erreicht, daß
die Zapfwelle bzw. Zapfwellen mit der Drehzahl umlaufen, die für den Antrieb der
hinter ihr bzw. hinter ihnen angeordneten Vorrichtung zweckmäßig ist.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Kraftfahrzeugtriebwerks
nach der Erfindung dargestellt, die in der Beschreibung näher erläutert werden.
Es zeigt Fig. 1 den schematischen Aufbau eines Kraftfahrzeugtriebwerkes für ein
landwirtschaftliches Zugfahrzeug mit zwischen Motorkurbelwelle und Fahrzeub kupplung
abgenommenem Antrieb aller vom Fahrwerkantrieb unabhängigen Wellen, wie Zapfwellen,
Mähantriebswelle, Hydraulikpumpenwelle u. dgl., unter Zwischenschaltung eines aus
einem Zahnräderpaar bestehenden, gegebenenfalls auswechselbaren Vorgeleges zwischen
Motorkurbelwelle und einem Zahnrad des fahrunabhängigen Antriebs, Fig. 2 einen Teil
des Kraftfahrzeugtriebwerks des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 mit einem Vorgelege
aus einem Zahnräderpaar und eine diesem zugeordnete schaltbare Kupplung, wobei der
eine Kupplungsteil mit dem einen Zahnrad des Vorgeleges in starrer Verbindung steht
und mit diesem verschiebbar ist, Fig. 3 einen Teil des Kraftfahrzeugtriebwerks des
Ausführungsbeispiels nach Fig. 1, bei dem das Vorgelege aus zwei Zahnräderpaaren
besteht, unter Anordnung der schaltbaren Kupplung in dem zur Motorkurbelwelle parallelen
Strang des Vorgeleges, Fig. 4 einen Teil des Kraftfahrzeugtriebwerks des Ausführungsbeispiels
nach Fig. 1 mit einem Vorgelege aus zwei Zahnräderpaaren, dessen schaltbare Kupplung
gleichachsig zur Motorkurbelwelle angeordnet ist, Fig. 5 einen Teil des Kraftfahrzeugtriebwerks
des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 mit einem Vorgelege aus zwei Zahnräderpaaren
und parallel zur Motorkurbelwelle angeordneter schaltbarer Kupplung des Vorgeleges,
wobei die Fahrkupplung in einem zur Motorkurbelwelle parallelen Strang angeordnet
ist.
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Bei einem Kraftfahrzeugtriebwerk wird zwischen der Motorkurbelwelle
1 und der Fahrkupplung 2 der Fahrunabhängige Antrieb durch zwei Zahnräder 3 und
4 abgenommen. In eines der Zahnräder 3 bzw. 4 greift ein Zahnrad 5 ein, dessen Welle
mit einer ölpumpe 6 in Verbindung steht. Ein weiteres Zahnrad 7 kämmt mit dem Zahnrad
4 und treibt über eine Kupplung 8 a das Mähwerk 8 an. Ebenfalls in eines der Zahnräder
3 bzw. 4 - im Ausführungsbeispiel in das Zahnrad 4 - greift ein Zahnrad 9 ein, das
einerseits mit der vorderen Zapfwelle 13 und andererseits über eine Welle 10a, eine
Zapfwellenkupplung 16, eine Welle 10 b, ein Zahnräderpaar 17, 18, eine Welle
15 a, eine Kupplung 19 mit der hinteren Zapfwelle 15 in Verbindung steht.
Der angetriebene Teil der Fahrkupplung 2 steht über eine der vorhandenen Schaltstufen
des Wechselgetriebes, das in der schematischen Darstellung nur als Wellenstrang
20 mit dem Kegelrad 20 a für den Hinterachsantrieb gezeichnet ist, über ein Zahnräderpaar
21, 22 mit einem Teil der Kupplung 19 in Verbindung, so daß die vordere Zapf--welle
13 getriebeabhängig antreibbar ist, wobei in diesem Fall selbstverständlich dafür
zu sorgen ist, daß das Zahnrad 22 über die Kupplung 19 mit der Welle 15a
in kraftschlüssiger Verbindung steht. Außerdem muß das Zahnrad 9 außer Eingriff
mit dem Zahnrad 4 gebracht werden. In diesem Fall kann der Kraftfluß zur vorderen
Zapfwelle 13 unabhängig vom Fahrbetrieb unterbrochen werden, wenn die Zapfwellenkupplung
16 gelöst wird. Kämmt das Zahnrad 9 mit dem Zahnrad 4 und ist die Zapfwellenkupplung
16 eingelegt, dann wird außer der vorderen Zapfwelle 13 auch die hintere Zapfwelle
15 fahrunabhängig angetrieben, wenn die Kupplung 19 entsprechend betätigt wurde.
Die Kupplung 19 verbindet dann die Welle 15a mit der hinteren Zapfwelle 15.
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Gemäß der Erfindung wird nun zwischen der Motorkurbelwelle 1 und den
Zahnrädern 3 und 4 ein Vorgelege angeordnet, das aus den Zahnrädern 23 und 24 besteht;
von denen das Zahnrad 23 auf der Motorkurbelwelle 1 fest, das Zahnrad 24 mit dem
Zahnrad 4 über eine Welle 25 verbunden ist. Während bei der Anordnung nach dem Hauptpatent
die Fahrkupplung 2 mit der gleichen Drehzahl umläuft wie die Motorkurbelwelle 1,-
kann somit die Drehzahl der Fahrkupplung beibehalten werden, auch wenn ein Antriebsmotor
vorgesehen wird, dessen Drehzahl höher ist als die der Drehzahl der Fahrkupplung
entsprechende, ohne daß am fahrunabhängigen Antrieb und den diesem nachgeschalteten
Nebenantrieben etwas geändert werden muß. Lief also beispielsweise die Fahrkupplung
mit 2000 Umdr./Min. um, wenn der bisher zugeordnete Antriebsmotor eine Nenndrehzahl
von 2000 Umdr./Min. hatte, und ordnet man ein Vorgelege entsprechender Bemessung
zwischen Motorkurbelwelle und fahrunabhängigem Antrieb an, dann ändern sich die
Drehzahlen der hinter diesem angeordneten Triebwerkswellen nicht, auch wenn ein
Antriebsmotor verwendet wird, dessen Kurbelwelle beispielsweise mit einer Nenndrehzahl
von 3000 Umdr./Min. umläuft.
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Soll einem solchen Kraftfahrzeugtriebwerk ein Antriebsmotor zugeordnet
werden, der zwei Nenndrehzahlen hat (Zwei-Nennndrehzahl-Motor), so kann eine Anordnung
gewählt werden, die das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 zeigt. Auf der Motorkurbelwelle
1 ist verdrehfest, aber verschiebbar ein mit einem Kupplungsteil 26 verbundenes
Zahnrad 27 angeordnet. Das Zahnrad 3 trägt den anderen Kupplungsteil 28 und steht
über das Zahnrad 4 in kraftschlüssiger Verbindung mit einem Zahnrad 29, wenn das
Zahnrad 29 mit dem Zahnrad 27 in Eingriff gebracht wird.
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Je nachdem, ob das Zahnrad 27 mit dem Zahnrad 29 kämmt oder die Kupplungsteile
26 und 28 zweckmäßigerweise einer Klauenkupplung miteinander im Eingriff sind, ändern
sich die Drehzahlen der angetriebenen Teile. Steht ein Antriebsmotor zur Verfügung,
dessen Kurbelwelle mit zwei Nenndrehzahlen n1 z. B. von 2000 Umdr./Min. und n i'
z. B. von 3000 Umdr./Min. umlaufen kann, dann ist das Vorgelege so auszulegen, daß
beim Eingreifen der Zahnräder 27 und 29 und Motordrehzahl n1' die Fahrkupplung mit
n1, d. h. 2000 Umdr./Min. umläuft. Wenn die Motorkurbelwelle mit der Drehzahl n1
umläuft und die Kupplungsteile 26 und 28 im Eingriff stehen, läuft die Fahrkupplung
auch mit 2000 Umdr./
Min. Die Drehzahl der Fahrkupplung 2 und die
Drehzahlen der Zahnräder des fahrunabhängigen Antriebs mit den nachgeschalteten
Triebwerkswellen bleiben also unverändert, während durch die veränderte MOtorendrehzalll
eine entsprechend veränderte Leistung zur Verfügung steht. Es läßt sich auch eine
niedrigere Fahrgeschwindigkeit erreichen, wenn die vom fahrunabhängigen Antrieb
angetriebenen Nebenantriebe nicht benötigt werden und der Antriebsmotor so gesteuert
wird, daß er mit der niedrigsten der beiden Drehzahlen umläuft. Das gleiche läßt
sich erreichen, wenn im Falle des Ausführungsbeispieles nach Fig. 2 ein Antriebsmotor
vorgesehen wird, der mit nur einer Nenndrehzahl läuft, weil, wenn ein extremer Kriechgang
landtechnisch (z. B. beim Rübenverziehen) benötigt wird, die Nebenantriebe nicht
erforderlich sind.
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Soll an das Triebwerk, ohne daß der fahrunabhängige Antrieb 3, 4 geändert
wird, irgendein Zwei-Nenndrehzahl-Motor mit beliebigen Drehzahlen angeflanscht werden,
dann ist das Torgelege nach den Ausführungsbeispielen der Fig. 3 bis 5 zu gestalten.
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Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind auf der Motorkurbelwelle 1
außer der Schwungmasse 30 zwei auswechselbare Zahnräder 31 und 32 angeordnet, in
die je ein auswechselbares Zahnrad 33 und 34 eingreift, die auf einer Welle 35 frei
drehbar gelagert sind. Jedes der beiden Zahnräder 33 bzw. 34 trägt je einen Kupplungsteil
36 bzw. 37, in die ein Verschiebeglied 38 wechselweise eingreifen kann, das auf
der Welle 35 verdrehfest, jedoch axial verschiebbar angeordnet ist. Der Kraftschluß
kann also entweder über das Zahnräderpaar 31., 33 und die Welle 35 auf das Zahnrad
4 und von dort zu den anderen Antrieben oder über das Zahnräderpaar 32, 34 und die
Welle 35 erfolgen. Befindet sich das Verschiebeglied 38 in der in den Zeichnungen
dargestellten Mittelstellung, dann kann man den Antriebsmotor Warmlaufen lassen,
wenn dies erforderlich ist, bzw. anlaufen lassen, ohne daß das Verteilergetriebe
und die diesem nachgeschalteten Antriebe mit umlaufen.
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Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist es an sich gleichgültig, ob das Verschiebeglied
38 parallel oder gleichachsig zur Motorkurbelwelle 1 angeordnet wird, wenn an Stelle
der Zahnräder 33 und 34 jetzt die Zahnräder 31' und 32' mit Kupplungsteilen 36'
und 37' versehen werden. In diesem Fall sind dann die Zahnräder 33' und 34' auf
der Welle 35' fest anzuordnen.
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Gleichgültig ist es auch, ob die Fahrkupplung 2 bzw. das Wechselgetriebe,
angedeutet durch den Wellenstrang 20, gleichachsig zur Motorkurbelwelle oder parallel
zu dieser angeordnet sind. Fig. 5 zeigt dies in Gegenüberstellung zu Fig. 3.