DE3032628A1 - Geschwindigkeitswechseleinrichtung fuer einen traktor - Google Patents

Description

Ι)ίρΙ.-Ιιΐ(!. OHn IΊίιμοΙ. Dipl.-Ιημ. M.inlivcl S.ijvr. l^iknl.inu.ille. < "osimaMr SI. DX Mink hen Sl

KUBOTA LTD. - 3 - L 11.701

Für die vorliegende Anmeldung wird die Priorität der japanischen Anmeldung Nr. 112189/1979 vom 30. August 1979 in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Geschwindigkeitswechseleinrichtung für einen Traktor, welche ein Umlaufuntersetzungsgetriebe mit einem auf einer durch Motorleistung drehbaren Motorwelle befestigten Sonnenrad und mit diesem kämmenden Planeträdern, ein mit den Planeträdern kämmendes innenverzahntes Rad, ein Reibradgetriebe für stufenlosen Geschwindigkeitswechsel mit einer Außenlamelle, die mit dem innenverzahnten Rad funktionell verbunden ist_p eine Vielzahl von Innenlamelien, die am Außenumfang der Außenlamelle anliegen bzw. angreifen und sich auf Achsen drehen, die senkrecht zur Drehachse der Außenlamelle angeordnet sind, soxvie ein auf der Motorwelle befestigtes, zum Antrieb des Reibradgetriebes für stufenlosen Geschwindigkeitswechsel dienendes Rad aufweist, wobei die Außenlamelle zur stufenlosen Änderung der Drehbzw. Umlaufgeschwindigkeit der Planeträder entsprechend der Fahrgeschwindigkeit des Traktors in axialer Richtung verschiebbar ist.

Zur stufenlosen Änderung der Fahrgeschwindigkeit verwendet die oben beschriebene Einrichtung eine mechanische Konstruktion, die im Vergleich zu hydraulischen Einrichtungen, bei welchen verschiedene hydraulische Elemente kombiniert sind, weniger teuer ist. Zudem findet in der erfindungsgemäßen Geschwindigkeitswechseleinrichtung ein Umlaufuntersetzungsgetriebe Verwendung, das trotz seiner kompakten Ausgestaltung eine große Untersetzung ermöglicht. Das Reibradgetriebe für

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Pipl.-ltn:. OHo I liire.l. Dipl -Im' M.nilicil S.uicr. l';iknl,iim.illc. Cosim.islr. NI. D-S München NI KUBOTALTD. -4- 3032628 L 11.701

stufenlosen Geschwindigkeitswechsel ist somit für den Einsatz in hohen Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlbereichen geeignet, die wiederum für eine hohe Übertragungsleistung sorgen, in einer Einrichtung jedoch, wie. sie beispielsweise in der US-Patentanmeldung 070,461 der Anmelderin gezeigt ist, sind das Umlaufuntersetzungsgetriebe und das Reibradgetriebe für stufenlosen Geschwindigkeitswechsel voneinander entfernt angeordnet, und das innenverzahnte Rad des ersteren ist mit der Außenlamelle des letzeren über eine separate Vorrichtung, bestehend aus einer Welle und einem Zahnrad, funktionell verbunden. Eine solche Einrichtung erfordert viele Elementarbestandteile und erweist sich durch mangelnde Kompaktheit und hohe Herstellungskosten als nachteilig. Eine weitere Einrichtung dieser Art ist in der DE-OS 22 07 033 gezeigt.

Bei bekannten Einrichtungen ist weiterhin von Nachteil, daß aufgrund ihrer Konstruktion die Anordnung einer Außenlamelle mit großem Durchmesser nicht möglich ist, und deshalb nur wenige Innenlamellen am Außenumfang der Außenlamelle angeordnet werden können. Die Folge daraus ist, daß bei jeder der Innenlamellen ein großes Drehmoment vorhanden ist, und es auf diese Weise leicht zu Schlupfbildung zwischen der Außenlamelle und den Innenlamellen kommen kann.

Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, eine Geschwindigkeitswechseleinrichtung mit einer insgesamt kompakten Ausgestaltung und niedrigen Herstellungskosten zur Verfügung zu stellen, indem die Verbindung zwischen dem innenverzahnten Rad des Umlaufuntersetzungsgetriebes und der Außenlamelle des Reibradgetriebes für stufenlosen Geschwindigkeitswechsel verbessert wird.

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Dipl.-Ing. Ollci I limi·!. Dipl -liif Vhinlrcd S.ifcr. i';ikiil.inw illc, C osimaslr. 81. I)-S Mimclieti ^! KUBOTALTD. - 5 - 3032629 L 11.701

Zur Lösung dieser Aufgabe weist das auf der Motorwelle befestigte Rad zum Antrieb des Reibradgetriebes für stufenlosen Geschwindigkeitswechsel bei der erfindungsgemäßen Einrichtung einen großen Durchmesser auf. Das planetarische bzw. Umlaufuntersetzungsgetriebe ist in einem Raum untergebracht, der zwischen dem Rad mit großem Durchmesser und den Innenlamellen gebildet wird, und die Außenlamelle greift am Äußenumfang des innenverzahnten Rads in einer Weise an, daß sie axial bewegbar, jedoch relativ zu dem innenverzahnten Rad nicht drehbar ist. Durch Anordnung des UmlaufUntersetzungsgetriebes in einem Raum, der zwischen dem Rad mit großem Durchmesser und dem Reibradgetriebe für stufenlosen Geschwindigkeitswechsel gebildet wird, wird der Einrichtung insgesamt eine kompakte Ausgestaltung verliehen. Die Anordnung eines Rads mit großem Durchmesser erlaubt zudem, daß die am Außenumfang des innenverzahnten Rads des Umiaufuntersetzungsgetriebes angreifende Außenlamelle ebenfalls einen großen Durchmesser aufweist und somit zum Antrieb der Außenlamelle um deren Außenumfang viele Innenlamellen angeordnet werden können. Damit verringert sich das von jeder Innenlamelle zu übertragende Drehmoment und zugleich die Möglichkeit einer Schlupfbildung zwischen den Innelamellen und der Außenlamelle. Dadurch, daß die Außenlamelle und das innenverzahnte Rad in direktem Eingriff stehen, erübrigen sich Bauelemente wie Zahnräder, Wellen und dergleichen zur Verbindung der beiden Teile. Auf diese Weise werden die Herstellungskosten der Einrichtung günstiger gestaltet.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

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Dipl.-lii!·. ίίιι.ι I liiL-'I. I iipl -In;; M.mlivi¹ S- -.:t. I'll; nUiiu .ill·.·. ( OMimiMi. 81, I)-X MiindiiMi SI

Es folgt die Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnungen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Traktors,

Fig. 2 eine Seitenprojektion einer erfindüngsgemäßen Geschwindigkeitswechseleinrichtung im Vertikalschnitt,

Fig. 3 eine teilweise abgebrochene Rückansicht einer erfindüngsgemäßen Geschwindigkeitswechseleinrichtung,

Fig. 4 eine Veranschaulichung des Prizips eines Umlaufuntersetzungsgetriebes in Seitenansicht und

Fig. 5 eine Veranschaulichung des Prinzips eines Umlaufuntersetzungsgetriobes in Vorderansicht.

Fig.1 zeigt einen landwirtschaftlich genutzten Traktor mit Vierradantrieb in Seitenansicht. Dabei bezeichnet 1 einen Motor, 2 ein Gehäuse für ein Fahrtkupplung, 3 ein Getriebegehäuse, 4 lenkbare Vorderräder, 5 Hinterräder, 6 einen Fahrersitz und 7 ein Lenkrad. Der Traktor weist des weiteren einen Hubarm 27 auf, der zum Anheben und Senken von Arbeitsgeräten dient, die an der Rückseite des Traktors befestigt werden können. Ein Hydraulikzylinder 2 8 dient zum Schwenken des Hubarms in vertikaler Richtung.

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ί)ί|Ί.-1ημ. Oll» I liir.d. l)i|i|.-lnir. M.i-ifi--il S.im-r. !'.ilinl.iiiuMk-. ( nsim.i-ilr. 81. I)-S Mnndnn K! KUBOTALTD= -7- 3032628 ^L 11-

In Fig.2, in welcher das Innere des Getriebegehäuses 3 gezeigt ist, wird die Motorleistung über eine Fahrtkupplung (nicht abgebildet) auf eine Motorwelle 8 und anschließend auf eine Geschwindigkeitswechseleinrichtung mit einem Reibradgetriebe 9 für stufenlose Geschwindigkeits- bzw. Drehzahländerung und ein Untersetzungsgetriebe 10 übertragen, wo die Motorleistung in die jeweils gewünschte Geschwindigkeit umgesetzt wird. Von der Geschwindigkeitswechseleinrichtung erfolgt eine Kraftübertragung auf eine rohrförmig ausgebildete Welle 11 und durch eine Zahnradverbindung 12 auf eine Ritzel- bzw. Triebwelle 14 eines Ausgleichsmechanismus 13 für den Hinterradantrieb. Ein Teil der Kraft wird von der Triebwelle 14 auf eine Übertragungswelle 15 für den Vorderradantrieb übertragen.

Das in den Fig.2 und 3 gezeigte Umlaufuntersetzungsgetriebe 10 weist ein Sonnenrad 16 auf, welches für'eine gemeinsame Drehung mit der Motorwelle 8 an dieser befestigt ist, sowie mit dem Sonnenrad 16 in kämmendem Eingriff befindliche und drehbar an einem an der Welle 11 befestigten Zwischenrad 17 gelagerte Planeträder und ein mit den Planeträdern kämmendes innenverzahntes Rad 19. Das Reibradgetriebe 9 für stufenl-osen Geschwindigkeitswechsel weist eine Außenlamelle 20 auf, welche am Außenumfang des innenverzahnten Rads 19 angreift, und sechs Innenlamellen 24, die auf Achsen drehbar sind, die senkrecht zur Drehachse der Außenlamelle 20 angeordnet und mittels Hydraulikdruck so vorgespannt sind, daß sie am Außenumfang der Außenlamelle 20 angreifen. An der inneren Umfangsseite der Außenlamelle 20 sind Stifte 25 abspringend angeordnet, mittels welcher die Außenlamelle 20 in kämmendem Eingriff mit dem innenverzahnten Rad 19 steht, indem die Sifte 25 in Vertiefungen 19a eingreifen, die am Außenumfang des innenverzahnten Rads 19 ausgebildet sind, wobei die Außenlamelle 20 axial bewegbar, jedoch relativ zu dem innenverzahnten Rad 19 nicht drehbar ist.

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l)i|i| -Inu. Olio I lu.L-cl, Dipl liu' M.inlrecl Siwt. !'.ihncmw.ilk·. Cn-.im.Titr. Xl. F)-S München SI

Jede der Innenlamellen 24 ist über eine Stiftverbindung an einem Kegelrad 22 mit kleinem Durchmesser befestigt, wobei die Kegelräder 22 relativ zueinander nicht drehbar sind und mit einem an der Motorwelle 8 befestigten Kegelrad 21 mit großem Durchmesser in kämmendem Eingriff stehen. Ein Verschieben der Außenlamelle 20 wird mittels einer Schaltgabel 26 bewirkt. Wird die Außenlamelle 20 in axialer Richtung vorschoben, so ändern sich die Kontaktatellen zwischen der Außenlamelle 20 und den Innenlamellen 24 in radialer Richtung, und es erfolgt eine stufenlose Änderung der Drehzahl der Außenlamelle 20. Daran anschließend wird die Drehzahl des innenverzahnten Rads 19 und folglich die Umlaufgeschwindigkeit der Planeträder 18 oder die Drehzahl der Welle 11 stufenlos geändert. Daraus resultiert die Fahrgeschwindigkeit des Traktors sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung.

Es folgt eine Beschreibung der Drehzahländerung und der Drehzahländerungsbereich bei Vorwärts- und Rückwärtsfahrt unter Bezugnahme auf die Fig.4 und 5.

Dabei bezeichnet:

nb die Drehzahl der Motorwelle 8

na die Drehzahl des Zwischenrads 17 und der Welle 11

nd die Drehzahl des innenverzahnten Rads 19

Z1 die Anzahl der Zähne des Kegelrads 21 mit großem

Durchmesser

Z2 die Anzahl der Zähne des Kegelrads 22 mit kleinem

Durchmesser

R den Achsabstand zwischen Motorwelle und der Oberfläche der Außenlamelle 20

r den Grad an Exzentrizität der Außenlamelle 20 relativ zu deren Mitte

rb den Teilkreisradius des Sonnenrads 16

rd den Teilkreisradius des innenverzahnten Rads 19.

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Dipl.-Ιημ Otto 1 limcl, Oipl In;· Mn.lail Ν.ιλί. !•üU-nl.in-A.'illi:, ('osimastr. Si. D-H M>i.-n!i---n :;;

KUBOTA LTD.

- 9 - 3082628 L 11.701

Die nachfolgende Tabelle gibt Aufschluß über die Drehzahl na des Zwischenrads 17, wenn das innenverzahnte Rad 19 oder das ^rionnenrad 16 stillstehen.

stationär

angetrieben

Drehzahl
Sonnenrad 1 6

Drehzahl \ Drehzahl :na j innenvsr- j Zwischen- j zahntes j rad 17 \ Rad 19

innenverzahntes
Rad 19

Sonnenrad
16

rb

nb

rb ν rd j

Sonnenrad 16

innenverzahntes
Rad 19

nd

rd

! τιt] · ——-

rb -4- rd \

Die Drehzahl na des Zwischenrads 17, wenn sowohl das Sonnen- j rad 16.als auch das innenverzahnte Rad 19 angetrieben werden, drückt sich wie folgt aus:

na = nb

rb

rb + rd Z1

nd

rd

rb + rd

In diesem Fall, nd = -nb · r-r

nb

na =

1 + M

(1 -

— und so

Z1 r

Z2 R

• ™ ^rd

worin M = —r

rb

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ΠφΙ.-Ιτιι' < ltii. i iii'vi. Πιΐϋ ills· M .Dliji! N "■'■'. IMvnl.i.iu :'ir ( (!-,nil. Kir S I, I )-S Miindici S '

Z1 r RZ2

Somit, wenn 1 - M · ~~ · _R = °/ das heißt, r = ^γ

< na = O.

Wenn r = 0, dann na - — und na 0, und das Zwischen-

1 + M

rad 17 dreht sich vorwärts, das heißt, in die Richtung, in die sich das Sonnenrad 16 dreht.

Z1 _r

RZ2

Wenn 1 - M · "' . £ =0, das neißt, r . dann na

MZ 1 Z2 R

und das Zwischenrad 17 dreht sich rückwärts.

Wird daher die Außenlamelle 20 innerhalb des Bereichs von R=O bis rl verschoben, so kann die Drehzahl na des Zwischenrads in dem Bereich, von

nb 1 - M-~ · —

,..,.. Z2 R bis O und οίε. -

1 + M

stufenlos geändert werden.

1 + M

130013/12 3

I)i|)i.-lng. Olio Ηι'ιμι:!. ΠίρΙ-Ιημ M;inlK-d S.mvi. P;ttcix,m\välto. Cosimasir. 81. D-X Muin.ln.-n S! KUBOTA LTD. -11- iUOZO^O _L H.70I

Kurz zusammengefaßt bezieht sich die Erfindung auf eine Geschwindigkeitswechseleinrichtung für einen Traktor, bei welcher ein Reibradgetriebe für stufenlose Drehzahländerung und ein Umlaufuntersetzungsgetriebe kombiniert sind. Zum Antrieb des Reibradgetriebes für stufenlose Drehzahländerung durch Motorleistung dient ein Bahnrad mit großem Durchmesser. Das Reibradgetriebe für stufenlose Drehzahl- bzw. Geschwindigkeitsänderung weist eine Außenlamelle mit großem Durchmesser auf, die am Außenumfang eines innenverzahnten Rads des Umlaufuntersetzungsgetriebes in einer Weise angreift, daß sie axial bewegbar, jedoch relativ zu dem innenverzahnten Rad nicht drehbar ist. Das planetarische bzw. Umlaufuntersetzungsgetriebe ist in einem Raum untergebracht, der durch das Rad mit dem großen Durchmesser und das Reibradgetriebe für stufenlose Drehzahl- bzw. Geschwindigkeitsänderung gebildet wird.

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Leerseite

Claims (4)

1. IMpI -Ing. Olio Wiipcl, Dipl.-lim Manln-ri S.is'vi. l'.il. niniiu.iHc. Cosinia>Ir Kl, D-S Miindicii K!

   KUBOTA LTD. 30 32623

   22-banchi, 2-chome, Funade-cho,

   Naniwa-ku, Osaka-shi, Osaka-fu,

   Japan L 1 "I . 701/sä/wa/km

   GESCHWINDIGKEITSWECHSELEINRICHTUNG FUR EINEN

   TRAKTOR

   PATENTANSPRÜCHE

   ή J Geschwindigkeitswechseleinrichtung für einen Traktor, mit einem Umlaufuntersetzungsgetriebe mit einem auf einer durch Motorleistung drehbaren Motorweile befestigten Sonnenrad, mit Planeträdern, dxe mit dem Sonnenrad in kämmendem Eingriff stehen, und mit einem mit den Planeträdern kämmenden innenverzahnten Rad, mit einem Reibradgetriebe für stufenlosen Geschwindigkeitswechsel mit einer Außenlamelle, die mit dem innenverzahnten Rad betriebsmäßig verbunden ist, und mit einer Vielzahl von Innenlamellen, die am ausseren Umfang der Außenlamelle anliegen bzw. angreifen und sich um Achsen drehen, die senkrecht zur Drehachse der Außenlamelle angeordnet sind, sowie mit einem auf der Motorwelle befestigten, zum Antr ieb des Reibradgetriebes für .stufenlosen Geschwindigkeitswechsel dienenden Rad, wobei die Außenlamelle zur stufenlosen Änderung der Drehbzw . Umlaufgeschwindigkeit der Planeträder entsprechend der Fahrgeschwindigkeit des Traktors in axialer Richtung verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der Motorwelle (8) montierte, zum Antrieb des Reibradgetriebes (9) für stufenlosen Geschwindigkeitswechsel dienende Rad (21) einen großen Durchmesser aufweist, daß das Umlaufuntersetzungsgetriebe (10) in einem Raum untergebracht ist, der von dem Rad (21) mit großem Durchmesser und den Innenlamellen (24) vorgegeben bzw. gebildet wird, und daß die Außenlamelle (20) am äußeren Umfang des

   130013/1295 ORIGINAL INSPECTED

   Dipl.-Ing. Olid l-lii^.cl. Dipl. Im: Munti.d S.avi. I'.iUnl.niuilk·. ( nsiiiliislr. SI. D-S Mii:1clun SI

   Kubota Ltd.

   L 11.701

   innenverzahnten Rads(19) so angreift, daß sie axial bewegbar, jedoch relativ zu dem innenverzahnten Rad (19) nicht drehbar ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß das Rad (2 1) mit großem Durchmesser ein Kegelrad und jede der Innenlamellen (24) ein Kegelrad (22) zum Kämmen mit dem Kegelrad (21) aufweist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet , daß um den Umfang der Außenlamelle (20) herum sechs Innenlamellen (24) in gleichem Abstand zueinander angeordnet sind.
4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r ch gekennzeichnet , daß die Außenlamlle (20) an ihrer inneren Umfangsvandung Stifte (25) zum Eingriff in Nuten (19a) an dem äußeren Umfang des innenverzahnten Getrieberades (i?) aufweist, wobei die Außenlamelle (20) axial, jedoch nicht drehbar bezüglich des Getrieberades (19) bev/egbar ist.

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