DE69706373T2

DE69706373T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Verhinderung des Ausspringens von Zahnrädern in einem Verbundgetriebe

Info

Publication number: DE69706373T2
Application number: DE69706373T
Authority: DE
Inventors: Brian Joseph Dutson
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1996-06-19
Filing date: 1997-06-10
Publication date: 2002-02-07
Anticipated expiration: 2017-06-11
Also published as: CN1101527C; GB9612778D0; MX9704539A; TR199700520A3; EP0814282A2; AU2489897A; CN1174301A; CA2208487A1; JPH1068449A; DE69706373D1; EP0814282B1; EP0814282A3; TR199700520A2; AU724120B2; CA2208487C; US5927146A; ZA975387B; BR9702497A

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft Verbundgetriebe für Fahrzeuge und insbesondere ein System, um ein Herausspringen eines Gangs während einer Leistungsabnahme an der Zapfwelle ("Power take off") (PTO) bei einem Verbundgetriebe zu verhindern.

Hintergrund

Verbundwechselgetriebefinden typischerweise bei Schwerlastfahrzeugen, beispielsweise großen Lastfahrzeugen, Traktor/Sattelaufliegerfahrzeugen, u. Ä., Verwendung. Verbundgetriebe umfassen Haupt- und Hilfsgetriebegruppen, die in Reihe miteinander verbunden sind, wobei die Gesamtanzahl der verfügbaren Getriebegänge gleich dem Produkt der Ganganzahl der Haupt- und der Hilfsgruppe ist. Beispielsweise weist ein Geschwindigkeitswechsel-Verbundgetriebe mit einer viergängigen (4) Hauptgruppe, der eine viergängige (4) Hilfsgruppe in Serie zugeordnet ist, sechzehn (4 · 4 = 16) verfügbare Vorwärtsgänge auf.
Von dem Motor aus wird Kraft über die Hauptkupplung übertragen und gelangt über die Eingangswelle in das Getriebe. "Fuller"-Getriebe weisen ein mit der Eingangswelle verzahntes Zahnrad (nämlich das Eingangszahnrad) auf, das ständig mit zwei Vorgelegewellenzahnrädern kämmt, die längs dem Umfang des Eingangszahnrads um 180º voneinander beabstandet sind. Das Drehmoment wird auf die Vorgelegewellenzahnräder übertragen und folglich über die Vorgelegewellen weitergeleitet. Die Vorgelegewellen tragen im Allgemeinen eine Anzahl von Zahnrädern, die mit Hauptwellenzahnrädern kämmen, die auf der gleichen Achse wie die Eingangswelle angeordnet sind, und frei auf einer schwimmenden Hauptwelle schwimmen. Zwischen der Hauptwelle und den Hauptwellenzahnrädern sind Kupplungen vorgesehen, um fortschreitende Übersetzungsverhältnisse zu ermöglichen. Indem eine der Kupplungen aus ihrer neutralen Stellung in eine eingerückte Stellung bewegt wird, wird Drehmoment von den Vorgelegewellen auf das Hauptwellenzahnrad und von dort über die Kupplung auf die Hauptwelle übertragen. Dieses Verfahren verteilt das Eingangsdrehmoment gleichmäßig auf die Vorgelegewellen und ermöglicht eine wiederum gleichmäßig aufgeteilte Rückübertragung des Getriebedrehmoments an das Hauptwellenzahnrad. Zwillingsvorgelegegetriebe - oder Getriebe vom Typ "Fuller" sind hinlänglich bekannt; die Grundlagen sind beispielsweise in der US-A-3 105 395 beschrieben.
Für eine gleichmäßige und effiziente Aufteilung des Drehmomentes ist entscheidend, dass die Hauptwelle, die Hauptwellenzahnräder und die Kupplungen schwimmend gelagert sind, um zentrierte Stellungen einzunehmen. Da die trennenden und tangentialen Kräfte, die an den Zahnradzähnen auftreten, entgegengesetzt gleich sind und sich damit aufheben, ist es nicht erforderlich Hauptwellenzahnräder und Hauptwelle fest miteinander zu verbinden, wie dies gewöhnlich bei Getrieben mit Einzelvorgelegewelle der Fall ist. Tatsächlich kann sich eine starre Verbindung von Hauptwellen/Eingangswellen-Zahnrädern nachteilig auswirken und zu einem unausgeglichenen Drehmoment führen, da es unmöglich ist, ein Räderwerk vollkommen, d. h. mit absoluten Maßen ohne jede Toleranz herzustellen. Die herstellungsbedingten Toleranzen können dazu führen, dass die Zahnradzähne der Hauptwellen- und Eingangswellenzahnräder auf der einen Seite stärker belastet werden als auf der anderen, und folglich die Zahnräder der einen Vorgelegewelle mehr Last aufnehmen müssen als die der anderen. Darüber hinaus kann dies Probleme in Form von Wegdrücken des Zahnrades hervorrufen und im Extremfall zu einem Herausspringen des Gangs unter normalen Fahrbedingungen führen.
Bei einem Getriebe mit Einzelvorgelegewelle für mittlere Lasten wird das Drehmoment über die Eingangswelle und das Eingangszahnrad in das Getriebegeleitet und von dem Eingangszahnrad an ein mit diesem kämmendes Vorgelegewellenzahnrad und auf die Einzelvorgelegewelle übertragen. In diesem Fall ist die Hauptwelle einfach mittels Lagern gelagert, die ein äußerst geringes radiales Spiel aufweisen. Die Hauptwellenzahnräder werden auf Nadellagern mit der Hauptwelle in der konzentrischen Lage gehalten. Dies ist aufgrund der zwischen den zwei miteinander kämmenden Zahnrädern auftretenden, starken tangentialen und trennenden Kräfte, die über Wälzkörper von dem Getriebegehäuse aufzunehmen sind, erforderlich.
Gelegentlich werden Verbundgetriebe auch zur Leistungsabnahme an der Zapfwelle (PTO) verwendet, wobei ein Drehmoment von einer der Vorgelegewellen auf eine Zusatzeinheit, beispielsweise eine Pump- oder Flanschvorrichtung für den Betrieb eines Hebearms der Ladefläche eines Lastfahrzeuges, etc. übertragen wird. Das Eingangszahnrad eines herkömmlichen Fuller-Getriebes mit Zwillingsvorgelegewelle ist mit der Eingangswelle mit einem geringen seitlichen Spiel schwimmend verzahnt, und, wenn eine Leistungsabnahme an der Zapfwelle von einer der Vorgelegewellen stattfindet, arbeitet das Getriebe in ähnlicher Weise wie im Falle einer Einzelvorgelegewelle. Das Eingangszahnrad oder die Hauptwellenzahnräder sind nicht an die Hauptwelle gekuppelt, es erfolgt also keine Aufteilung des Drehmomentes. Das Eingangszahnrad überträgt das Drehmoment ausschließlich über nur eine der Vorgelegewellen. Da das Eingangszahnrad nicht mit der Kupplung gekoppelt ist, ist ein Herausspringen des Gangs ausgeschlossen. Das geringe seitliche Spiel sorgt dafür, dass das Eingangszahnrad konzentrisch mit der Eingangswelle läuft, und die großen Verzahnungszähne des Antriebes sind ausreichend dimensioniert, um den Lastzyklen während einer Leistungsabnahme an der Zapfwelle standzuhalten.
Bei einigen Konstruktionen ist das Splitten dergestalt konfiguriert, dass das Eingangszahnrad, das normalerweise mittels einer Verzahnung auf der Eingangswelle gelagert ist, in der Lage ist, frei zu rotieren und zu schwimmen, und sowohl die Funktion für die untere Splitstufe (bei einem Getriebe mit Overdrive) als auch die Funktion des vierten Ganges übernimmt. Dieses Zahnrad ist auf einem in die Hauptwelle hinein geschraubten Wellenzapfen gelagert. Die Bohrung des Eingangszahnrads weist bezüglich des Wellenzapfens ein Spiel auf, so dass diese unter normalen Fahrbedingungen schwimmen kann, um eine gleichmäßige Aufteilung des Drehmomentes zu gewährleisten. In axialer Richtung ist der Wellenzapfen zusätzlich mittels zylindrischer Axialrollenlager gelagert, die die unausgeglichenen, axialen Schubkräfte kompensieren, die aufgrund der schrägverzahnten Zahnräder während des normalen Betriebs auftreten. Diese Kräfte werden von einer Differentialrotation zwischen dem Eingangszahnrad und dem Wellenzapfen begleitet, wenn das Zahnrad für die untere Splitstufe gewählt ist (d. h., wenn es ein treibendes Zahnrad ist); folglich ist der Einsatz Von Drucklagern erforderlich. Ein Split-Zahnrad wird dann vor dem Eingangs-/vierten Zahnrad mit einer einfachen Spielpassung gegenüber der Eingangswelle auf der Eingangswelle plaziert, die eine obere Splitstufe bereitstellt. Diese zwei Zahnräder lassen sich sodann unter Verwendung einer Split-Kupplung auswählen, die mit der Eingangswelle verzahnt ist und frei längs der Verzahnung gleitet, um die Kuppelungsfunktion zu erfüllen.
Die obige Bauart ist für normale Fahrbedingungen zweckmäßig, wenn jedoch diese beiden Zahnräder zur Leistungsabnahme an der Zapfwelle zum Einsatz kommen, neigt die Kupplung dazu, aus dem Eingriff zu springen. Der Grund für diese Tendenz, sowohl bei der oberen als auch bei der untern Splitstufe herauszuspringen, liegt im Wesentlichen darin, dass das Getriebe wie ein Getriebe mit Einzelvorgelegewelle betrieben wird, ohne dass das antreibende Zahnrad durch Lager getragen ist.
Das Herausspringen lässt sich auf mangelnde Parallelität und Konzentrizität zwischen dem gewählten Split- oder Eingangszahnrad, der Split-Kupplung und der Welle zurückführen, auf der das Zahnrad angeordnet ist. Es kommt zu einer radialen Verschiebung des Zahnrades, indem es dem Spiel zwischen der Zahnradbohrung und der Welle in der oberen Splitstufe - und in ähnlicher Weise in der unteren Splitstufe nachgibt, jedoch hier mit zusätzlichem Spiel aufgrund der schwimmenden Lagerung von Hauptwelle und Wellenzapfen. Dies führt zu einem schädlichen Wegdrücken.
Es besteht Bedarf, eine derartige Aufteilung des Drehmomentes zu ermöglichen, während zusätzlich die Verfügbarkeit einer Leistungsabnahme an der Zapfwelle, die sowohl an dem Split-Zahnrad als auch an dem Eingangs-/vierten Zahnrad entspricht, vorgesehen ist. Um eine gleichmäßige Aufteilung des Drehmomentes zu erreichen, ist es erforderlich schwimmend gelagerte Zahnräder vorzusehen, jedoch führt dieses Schwimmen insbesondere während einer Leistungsabnahme an der Zapfwelle leider zu verstärktem Wegdrücken des Zahnrades, wodurch sich die Wahrscheinlichkeit für ein Herausspringen des Gangs an der Split-Kupplung erhöht.
Erwünscht ist daher, eine Verbundgetriebekonstruktion, die eine im Wesentlichen gleichmäßige Aufteilung von Drehmomenten ermöglicht, mit der Verfügbarkeit von PTO-Vorgängen zu schaffen, die sowohl dem Split-Zahnrad als auch dem Eingangs-/vierten Zahnrad entsprechen, ohne dass es zu einer Erhöhung der Gefahr des Herausspringens des Ganges während eines PTO-Vorganges kommt.

Beschreibung der Erfindung

Die in Anspruch 1 beschriebene Erfindung beseitigt die oben erwähnten Nachteile herkömmlicher Verbundgetriebevorrichtungen, indem sie ein Verbundgetriebe schafft, das ein Split-Zahnrad und ein Eingangs-/viertes Zahnrad enthält, die beide auf der Eingangswelle gelagert sind. Das Split- Zahnrad ist bezüglich der Eingangswelle mit einem maximalen seitlichen Spiel von ca. 0,025 cm (0,010 Zoll) versehen, um ein Wegdrücken des Split-Zahnrads zu minimieren, während gleichzeitig eine im Wesentlichen gleichmäßige Aufteilung des Drehmomentes ermöglicht wird, und das Eingangs-/vierte Zahnrad ist auf der Eingangswelle über ein Paar von entgegengesetzt konischen Kegelrollenlagersätzen, die um die Eingangswelle herum angeordnet sind, gelagert, um ein Wegdrücken des Eingangs-/vierten Zahnrades zu minimieren. Auf diese Weise wird ein Herausspringen eines Zahnrades während einer Leistungsabnahme an der Zapfwelle verhindert und eine im Wesentlichen gleichmäßige Aufteilung des Drehmomentes erreicht.
Insbesondere schafft die Erfindung eine Verbundgetriebevorrichtung mit verringerter Neigung zum Herausspringen eines eingelegten Gangs, zu der gehören: eine Eingangswelle, die längs einer Mittelachse angeordnet ist, eine schwimmende Hauptwelle, die im Wesentlichen der Eingangswelle benachbart, längs der Mittelachse angeordnet ist, eine der Hauptwelle benachbarte Hilfsgruppe, und wenigstens eine Vorgelegewellen, die parallel zur Mittelachse und von dieser beabstandet verläuft, wobei diese Vorgelegewelle dazu dient, ein Drehmoment der Eingangswelle auf die Hauptwelle zu übertragen und eine Leistungsabnahme an der Zapfwelle zu erleichtern. Die Vorrichtung umfasst ferner ein auf der Eingangswelle gelagertes Split-Zahnrad mit einer durch dieses hindurch ausgebildeten zentralen Bohrung, die bezüglich der Eingangswelle ein maximales seitliches Spiel von ca. 0,025 cm (0,010 Zoll), um ein Wegdrücken des Zahnrades zu minimieren, und ein minimales seitliches Spiel von ca. 0,012 cm (0,005 Zoll) aufweist, um die Lastverteilung auszugleichen. Benachbart zu dem Split-Zahnrad um die Eingangswelle herum ist eine Synchronisiereinrichtung angeordnet, die eine Kupplungsverzahnung aufweist. Ein Paar von entgegengesetzt konischen Kegelrollenlagersätzen ist benachbart zu der Synchronisiereinrichtung um die Eingangswelle angeordnet. Ein Eingangszahnrad ist drehbar auf dem Paar von entgegengesetzt konischen Kegelrollenlagersätzen gelagert, um ein Wegdrücken des Zahnrades während einer Leistungsabnahme an der Zapfwelle zu minimieren. Die Kupplungsverzahnung der Synchronisiereinrichtung ist jeweils wahlweise entweder mit dem Split-Zahnrad oder dem Eingangszahnrad in Eingriff bringbar, und die Wahrscheinlichkeit eines Herausspringens eines Zahnrades aus der Kupplungsverzahnung während einer Leistungsabnahme an der Zapfwelle ist für jedes der Zahnräder verringert.
Ferner ist ein Verfahren zur Verhinderung eines Herausspringens eines Zahnrades während einer Leistungsabnahme an der Zapfwelle in einer in Anspruch 7 beschriebenen Verbundgetriebevorrichtung vorgesehen. Zu dem Verfahren gehören die Schritte: (1) ein Split-Zahnrad auf der Eingangswelle mit einem maximalen seitlichen Spiel von 0,025 cm (0,010 Zoll) bezüglich der Eingangswelle vorzusehen, um ein Wegdrücken des Split-Zahnrads zu minimieren; (2) ein Paar von entgegengesetzt konischen Kegelrollenlagersätzen auf der Eingangswelle vorzusehen; und (3) ein Eingangszahnrad auf dem Paar von entgegengesetzt konischen Kegelrollenlagersätzen zu befestigen, um ein Wegdrücken des Eingangszahnrades zu minimieren.
Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Verbundgetriebevorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, Drehmomente im Wesentlichen gleichmäßig aufzuteilen, und untere und obere Splitstufen verfügbar macht, während die Wahrscheinlichkeit des Herausspringens eines Gangs während einer Leistungsabnahme an der Zapfwelle reduziert ist.
Diese und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beigefügten Figuren.

Kurzbeschreibung der Figuren

Fig. 1 zeigt einen vertikalen Längsschnitt eines herkömmlichen Verbundwechselgetriebes mit "Fuller"-Zwillingsvorgelegewelle;
Fig. 2 stellt im Querschnitt eine vergrößerte Teilansicht einer erfindungsgemäßen Verbundgetriebevorrichtung dar;
Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht des in Fig. 2 dargestellten Getriebes;
Fig. 4 zeigt eine Ausschnittsansicht einer Arretierungsscheibe und eines Eingangszahnrads gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel;
Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Ausschnittsansicht einer Arretierungsscheibe, eines Eingangszahnrads und einer Befestigungsschraube gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel;
Fig. 6 zeigt eine vergrößerte Ausschnittsansicht einer Arretierungsscheibe, eines Eingangszahnrads und einer Befestigungsschraube gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel; und
Fig. 7 zeigt eine schematische Ausschnittsansicht der in Fig. 6 dargestellten Vorrichtung.

Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer Verbundstufengetriebevorrichtung 10 mit herkömmlicher "Fuller"-Zwillingsvorgelegewelle. Dieser typische Zwillingsvorgelegewellenaufbau enthält eine Eingangswelle 12, die ein Drehmoment von dem Motor in das Getriebe überträgt. Die Eingangswelle 12 treibt das Eingangszahnrad 14 an, das mit der Eingangswelle 12 profilverzahnt ist, und ständig mit gegenüberliegenden Vorgelegewellenzahnrädern 16 kämmt. Die Vorgelegewelle 18 trägt eine Reihe von Zahnrädern 20, 22, 24, 26 und 28, die mit entsprechenden Hauptwellenzahnrädern 21, 23, 25, 27 und 29 kämmen, die längs derselben Achse wie die Eingangswelle frei schwimmend auf einer schwimmenden Hauptwelle 30 angeordnet sind. Zwischen der Hauptwelle 30 und den Hauptwellenzahnrädern sind Kupplungen vorgesehen, um fortschreitende Übersetzungsverhältnisse zu ermöglichen. Ein Drehmoment wird also von der Hauptwelle über das Hilfsantriebszahnrad 32, in die Hilfsgruppe 34 und schließlich über die Ausgangswelle 36 übertragen.
Die Erfindung schafft, wie in den Fig. 2-7 dargestellt, einen solchen Aufbau eines Verbundgetriebes mit im Wesentlichen gleichmäßiger Aufteilung des Drehmomentes, während zusätzlich eine Leistungsabnahme an der Zapfwelle ermöglicht wird, die sowohl an dem Split-Zahnrad als auch an dem Eingangs-/vierten Zahnrad erfolgt, ohne die Gefahr eines Herausspringens eines Zahnrades während einer Leistungsabnahme an der Zapfwelle zu erhöhen.
Es wird nun auf Fig. 2-3 eingegangen, in denen eine erfindungsgemäße Verbundwechselgetriebevorrichtung 40 dargestellt ist. Die Vorrichtung 40 enthält eine Eingangswelle 42, die ein Drehmoment in die Vorrichtung überträgt. Die Eingangswelle 42 ist innerhalb des Getriebegehäuses 44 mittels einer Büchse 46 gelagert, der über ein an einer Muffe 50 befestigtes Eingangslager 48 bezüglich des Gehäuses 44 drehbar gelagert ist.
Die Eingangswelle 12 ist längs einer Mittelachse 52 angeordnet. Ein Split-Zahnrad 54 ist neben der Büchse 46 auf der Eingangswelle 12 angeordnet. Eine zentrale Bohrung 56 führt durch das Split-Zahnrad mit einem maximalen seitlichen Spiel von ca. 0,025 cm (0,010 Zoll) bezüglich der Eingangswelle hindurch, um ein Wegdrücken des Split-Zahnrads zu minimieren. Dieses maximale seitliche Spiel von ca. 0,025 cm (0,010 Zoll) ermöglicht ein ausreichendes Schwimmen, um eine im Wesentlichen gleichmäßige Aufteilung des Drehmomentes zwischen den gegenüberliegenden Vorgelegewellen aufrechtzuerhalten, wenn das Split-Zahnrad. 54 in einem hohen Split-Modus betrieben wird. Das maximale seitliche Spiel von ca. 0,025 cm (0,010 Zoll) ermöglicht eine Aufteilung des Drehmomentes zwischen gegenüberliegenden Vorgelegewellen etwa im Verhältnis von 45% zu 50%. Die Differenz in dem Verhältnis von 45% zu 50% ruft keine erheblichen Ausgleichsprobleme hervor, da ein von einer der Vorgelegewellen herrührendes überschüssiges Drehmoment durch Lager und Trägerstruktur in der Vorrichtung aufgefangen wird. Um ein darüber hinausgehendes Ungleichgewicht der Lastverteilung oder der Aufteilung des Drehmomentes zu verhindern, wird ein minimales seitliches Spiel von ca. 0,0125 cm (0,005 Zoll) sichergestellt.
Weiter hinten auf der Eingangswelle 42 ist mittels eines Paares von auf der Eingangswelle befestigten, entgegengesetzt konischen Kegelrollenlagersätzen 60, 62 ein Eingangs-/viertes Zahnrad 58 auf der Eingangswelle 42 gelagert. Diese entgegengesetzt konischen Kegelrollenlagersätze 60, 62 minimieren ein Wegdrücken des Eingangs-/vierten Zahnrads 58.
Demgemäß minimiert die Erfindung im Betriebsmodus Leistungsabnahme an der Zapfwelle in der oberen oder der unteren Splitstufe in effizienter Weise ein Wegdrücken des Split-Zahnrads 54 bzw. des Eingangs-/vierten Zahnrads 58, und gewährleistet die Beibehaltung von Konzentizität und Parallelität bezüglich der Kupplung. Da Konzentrizität und Parallelität des Split-Zahnrads 54 und des Eingangs-/vierten Zahnrads 58 bezüglich der Kupplung aufrechterhalten werden, neigen diese Zahnräder weniger dazu, aus dem Eingriff mit der Schiebemuffe/Kupplung 78 "herauszuspringen".
Mittels der Schiebemuffe-Synchronisiereinrichtung 64 lässt sich jeweils das Split-Zahnrad 54 oder das Eingangs- /vierte Zahnrad 58 wahlweise mit der Eingangswelle 42 in Eingriff bringen. Dieser Typ einer Schiebemuffe-Synchronisiereinrichtung 64 findet sich in dem US-Patent 5 425 437 vollständig beschrieben, das der Eaton Corporation gehört. Obwohl diese Synchronisiereinrichtung bevorzugt ist, lassen sich auch andere Bauarten von Synchronisiereinrichtungen in Übereinstimmung mit der Erfindung einsetzen.
Die Synchronisiereinrichtung 64 enthält eine drehfeste Nabe 66, die auf den Verzahnungszähnen 68 der Eingangswelle 42 montiert ist. Vorspannkraft erzeugende Federn 70 spannen die Führungszapfen 72 und die Wälzkörper 74 gegen eine in der Schiebemuffe 78 ausgebildete, ringförmige Nut 76 vor. Die Schiebemuffe 78 lässt sich durch die Schaltgabel 80 mittels der Schaltvorrichtung 82 verschieben, um die Kupplung 78 wahlweise entweder mit dem Split-Zahnrad 54 oder dem Eingangs-/vierten Zahnrad 58 in Eingriff zu bringen. Zu dem Split-Zahnrad gehört ein mit diesem verzahnter Synchronisierflansch 84, der Zahnradzähne 86 aufweist, die sich mit der Schiebemuffe 78 in Eingriff bringen lassen. In ähnlicher Weise umfasst das Eingangs-/vierte Zahnrad 58 einen mit diesem verzahnten Synchronisierflansch 88 mit dazugehörigen Zahnradzähnen 90, die sich auf ähnliche Art mit der Schiebemuffe 78 in Eingriff bringen lassen. Synchronringe 92, 94 lassen sich reibschlüssig mit den entsprechenden Synchronisierflanschen 84, 88 in Eingriff bringen, um die Rotationsgeschwindigkeit zwischen der feststehenden Nabe 66 und dem Split-Zahnrad 54 oder dem Eingangs-/vierten Zahnrad 58 reibschlüssig zu synchronisieren. Die Synchronringe 92, 94 wirken auch als Sperrmittel, um eine Bewegung der Schiebemuffe/Kupplung 78 in Richtung zu deren entsprechenden Synchronisierflansch 84, 88 hin zu verhindern, bis der entsprechende Synchronisierflansch 84, 88 mit der feststehenden Nabe 66 auf Touren gebracht ist, um den Eingriff der Kupplung 78 mit dem entsprechenden Synchronisierflansch zu ermöglichen.
Eine gleitende Verschiebung der Schiebemuffe/Kupplung 78 ist, wie in Fig. 2-6 dargestellt, durch die Arretierungsscheibe 96 und die Stellschraube 98 in Richtung des Eingangs-/vierten Zahnrads 58 begrenzt. Beim Zusammenbau kann die Arretierungsscheibe 96 nach Montage der Schiebemuffe 78 über die Zähne 59 des Eingangszahnrads geschoben und anschließend gedreht werden, bis die zweiradialen Öffnungen 100 in der Arretierungsscheibe 96 mit den zwei Stellschrauben 98 fluchten, die in die in dem Eingangs- /vierten Zahnrad 58 ausgebildeten Stellschraubenöffnungen 102 geschraubt sind. In dieser Stellung fluchten die Verzahnungszähne 104 der Arretierungsscheibe 96 mit den Zahnradzähnen 59 des Eingangs-/vierten Zahnrads 58, um, wie in Fig. 5 dargestellt, als formschlüssiger Anschlag zu wirken.
In dieser Stellung lässt sich ein geeigneter Sechskantschlüssel durch die radiale Zugangsöffnungen 106, die in der Arretierungsscheibe 96 ausgebildet sind, einführen, um die Stellschraube 98 soweit herauszuschrauben, bis die Stellschraube 98 in den in der Arretierungsscheibe 96 ausgebildeten Schraubensitzen 108 Halt findet. Dieser Aufbau beseitigt ein Problem, das bei vielen Getrieben auftritt, nämlich, dass die Schrauben aufgrund von Vibrationen dazu neigen sich zu lösen, und unter der Wirkung der Zentrifugalkraft heraus geschraubt werden, wobei es mciglicherweise bei Eintritt in die kämmenden Zahnradzähne zu einem Schaden kommt. Bei der vorliegenden Konstruktion müssten die Stellschrauben 98 die Zentrifugalkraft überwinden, um sich in das Zahnrad 58 hineinzuschrauben, was ganz und gar unwahrscheinlich ist.
Während hier die beste Art der Ausführung der Erfindung im Einzelnen beschrieben wurde, wird der Fachmann, der mit der Technik, die diese Erfindung betrifft, vertraut ist, erkennen, dass sich diese durch eine Vielzahl von alternativen Bauweisen und Ausführungsbeispielen gemäß den folgenden Ansprüchen verwirklichen lässt.

Claims

1. Verbundgetriebevorrichtung (10) mit verringerter Neigung zum Herausspringen eines eingelegten Gangs, zu der gehören: eine Eingangswelle (12), die längs einer Mittelachse angeordnet ist, eine schwimmende Hauptwelle (30), die im Wesentlichen der Eingangswelle benachbart, längs der Mittelachse angeordnet ist, eine der Hauptwelle benachbarte Hilfsgruppe (34), und wenigstens zwei Vorgelegewellen (18), die parallel zur Mittelachse und von dieser beabstandet verlaufen, wobei mindestens eine der Vorgelegewellen (18) dazu dient, ein Drehmoment der Eingangswelle auf die Hauptwelle (30) zu übertragen und eine Leistungsabnahme an der Zapfwelle (PTO) zu ermöglichen, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch:

ein drehbar auf der Eingangswelle (12) gelagertes Split-Zahnrad (54) mit einer durch dieses hindurch verlaufenden zentralen Bohrung (56), die bezüglich der Eingangswelle (12) ein seitliches Spiel aufweist, das gewählt ist, um ein Wegdrücken des Split-Zahnrads zu minimieren;

eine Synchronisiereinrichtung (64), die benachbart zu dem Split-Zahnrad (54) drehbar auf der Eingangswelle gelagert ist und eine Kupplungsverzahnung aufweist;

eine Paar von entgegengesetzt konischen Kegelrollenlagersätzen (60, 62), die auf der Eingangswelle (12) benachbart zu der Synchronisiereinrichtung (64) gelagert sind;

ein Eingangszahnrad (58), das drehbar auf dem Paar von entgegengesetzt konischen Kegelrollenlagersätzen (60, 62) gelagert ist, um ein Wegdrücken des Zahnrades während einer Leistungsabnahme an der Zapfwelle zu minimieren, bei dem die Synchronisierkupplungsverzahnung (86) wahlweise jeweils mit dem Split-Zahnrad (54) oder dem Eingangszahnrad (58) in Eingriff bringbar ist, wobei für jedes der beiden Zahnräder die Wahrscheinlichkeit eines Herausspringens während einer Leistungsabnahme an der Zapfwelle bezüglich der Kupplungsverzahnung reduziert ist.

2. Verbundgetriebevorrichtung (10) nach Anspruch 1, bei der das eine Lager des Paares von entgegengesetzt konischen Kegelrollenlagersätzen (60, 62) eine erste Wälzlagergruppe umfasst, die zentrale Drehachsen aufweist, die gemeinsam eine Kegelöffnung in eine erste Richtung definieren, und bei der der andere Satz des Paares von entgegengesetzt konischen Kegelrollenlagersätzen (60, 62) eine zweite Wälzlagergruppe umfasst, die zentrale Drehachsen aufweist, die gemeinsam eine Kegelöffnung in eine Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung definieren.

3. Verbundgetriebevorrichtung (10) nach Anspruch 1, bei der die Synchronisiereinrichtung eine Schiebemuffe-Synchronisiereinrichtung (64) umfasst, zu der gehören:

ein erster und zweiter Synchronisierflansch (84, 88), die jeweils an dem Split-Zahnrad (54) bzw. dem Eingangszahnrad (58) befestigt sind;

ein erster und zweiter Blockierring (92, 94), die mit dem ersten bzw. zweiten Synchronisierflansch (84, 88) reibschlüssig in Eingriff bringbar sind;

eine drehfeste Nabe (66), die auf der Eingangswelle befestigt ist; und

die Kupplungsverzahnung in axialer Richtung verschieblich und mit der drehfeste Nabe (66) drehbar ist, und wahlweise entweder mit dem Split-Zahnrad (54) oder dem Eingangszahnrad (58) in Eingriff bringbar ist, und zu der eine Schiebemuffe (78) gehört.

4. Getriebevorrichtung nach Anspruch 3, bei der das Eingangszahnrad (58) eine darin ausgebildete Öffnung für eine Stellschraube umfasst, wobei zu der Vorrichtung ferner gehören:

eine Stellschraube (98), die mit der Stellschraubenöffnung zusammenwirkt; und

eine Arretierungsscheibe (96), die um das Eingangszahnrad (58) herum angeordnet und mit einer darin ausgebildeten Öffnung ausgestattet ist, die mit der Stellschraube (98) zusammenwirkt, wobei die Arretierungsscheibe (96) ferner eine Vielzahl von Verzahnungszähnen (104) aufweist, die mit den Zähnen des Eingangszahnrades fluchten, um eine formschlüssige Sperre zu schaffen, und die Arretierungsscheibe mit der Schiebemuffe in Eingriff bringbar ist, um die Bewegung der Muffe zu begrenzen.

5. Getriebevorrichtung (10) nach Anspruch 4, bei der die Arretierungsscheibe (96) eine radiale Zugangsöffnung (100), um einen Zugang zu der Stellschraube zu schaffen, und einen Schraubensitz (108) aufweist, um die Stellschraube (98) aufzunehmen, wenn diese heraus geschraubt wird.

6. Getriebevorrichtung (10) nach Anspruch 4, bei der die zentrale Bohrung (56) bezüglich der Eingangswelle ein ausreichendes seitliches Spiel aufweist, um eine im Wesentlichen gleichmäßige Lastverteilung beizubehalten.

7. Verfahren zur Verhinderung des Herausspringens eines Zahnrades während einer Leistungsabnahme an der Zapfwelle in einer Verbundgetriebevorrichtung (10), zu der eine längs einer Mittelachse angeordnete Eingangswelle (12), eine schwimmende Hauptwelle (30), die im Wesentlichen benachbart zu der Eingangswelle längs der Mittelachse angeordnet ist, eine der Hauptwelle benachbarte Hilfsgruppe (34), und wenigstens zwei Vorgelegewellen (18) gehören, die parallel zu der Mittelachse und von dieser beabstandet angeordnet sind, wobei mindestens eine der Vorgelegewellen die Funktion übernimmt, ein Drehmoment der Eingangswelle auf die Hauptwelle (30) zu übertragen und die Leistungsabnahme an der Zapfwelle zu erleichtern, wobei zu dem Verfahren die Schritte gehören:

auf der Eingangswelle (12) ein Split-Zahnrad (54) anzubringen, das bezüglich der Eingangswelle ein gewähltes seitliches Spiel aufweist, um die Gefahr eines Wegdrückens des Split-Zahnrades zu minimieren;

ein Paar von entgegengesetzt konischen Kegelrollenlagersätzen (60, 62) auf der Eingangswelle vorzusehen; und

ein Eingangszahnrad (54) auf dem Paar von entgegengesetzt konischen Kegelrollenlagersätzen zu befestigen, um ein Wegdrücken des Eingangszahnrades zu minimieren.