Vorstellung Lastschaltgetriebe

[SD82210]

Hallo Zusammen,
für meinen Traktor im Maßstab 1:8 habe ich ein Lastschaltgetriebe entwickelt.
Hier eine kleine Vorstellung des Lastschaltgetriebes.
Baugröße ohne Motor ca. 100x100x75. Ursprünglich hatte ich es etwas kleiner geplant, hat dann aber nicht in das Modell gepasst. Klingt blöd ist leider so.
Mit kleineren Zahnräder lässt sich das Getriebe auch noch kleiner bauen und ist dann auch für kleinere Fahrzeuge interessant.

Lastschaltgetriebe? Was verbirgt sich dahinter?
Im Prinzip geht es darum, einen Gang während der Fahrt, unter Last, zu schalten.
Klinkt einfach und ist es eigentlich auch.

Im Modellmaßstab ist die Ausführung nicht mehr so einfach. Dabei spielen weniger die Wirtschaftlichkeit eine Rolle, sondern vielmehr der benötigte Bauraum und die Leistungsverluste durch ein derartiges Getriebe.

So nun zu der gewählten Lösung.
Das Prinzip ist recht einfach.
Ich benutze zwei Getriebestränge und schalte zwischen den Getrieben hin und her.
Man könnte sagen, ich trenne die Antriebsleistung und entscheide welcher Getriebestrang die Räder antreibt. Mit diesen Aufbau lassen sich zwei Gänge schalten.

Hier eine Draufsicht des Getriebes aus dem CAD.



Zwei Gänge mit soviel Aufwand?
Richtig!
Deshalb steckt im Getriebe auch noch etwas mehr drin.

Ich brauch erst mal den Link zu diesen Beitrag
Deshalb später mehr Details.

Gruß
Dirk

 

[wink]

Öh, Wow! Respekt, den Aufwand betreiben nicht viele!
Mal schaun, ob ih mir da was abkupfern kann
Meine Lösung ist gerade gewcheitert, weils zu groß geworden wäre...

 

[SD82210]

Hallo,
abkupfern, kein Problem, dafür ist der Bericht ja da. Vielleicht gibt es mal eine Weiterentwicklung.

So jetzt geht's es mal weiter. Das wichtigste an einem Lastschaltgetriebe ist die Lastschaltstufe.

Aufbau meiner Lastschaltstufe:
Für das Umschalten der Getriebestränge benutze ich ein Planetensatz. Dieser Planetensatz hat zwei Funktionen. Zum Einen liefert er die Untersetzung der Gänge (1:5 oder 1:6 je nach Getriebzahnräder), Zum Zweiten und wichtigere Funktion ist, die der Kupplung.
Man könnte dafür auch Scheibenkupplungen etc. benutzen. (Was ich bei der Zapfwelle machen will) Die Scheibenkupplung hat nur den Nachteil, dass man die Scheiben abstützen und Axial Lagern muss. Die Axiallagererung braucht viel Platz. Außerdem sind die Schaltklauen ständig im Einsatz. Je nach Konstruktion, im geschlossen oder im offenen Zustand. An sich kein Problem, allerdings wieder Platzproblem!

Hier ein Schnitt durch das Getriebe:



Von rechts nach links
Gelb: Motor mit Ritzel, Türkis: Verlagerungsgetriebe Magenta: Sonnenrad, Weis: Planetenrad, Grün: Hohlrad
(Hohlrad mit aufgeschweißten Ring (rechts weiß) und darauf befestigter Bremsscheibe. Hohlrad un Bremsscheibe können "Schwimmen" und haben keine Lagerung außer die Planetenräder.
Das Rote ist die Exenterwelle für die Bremse.
Links weiter mit Gelb für den Planententräger.

Der Planetensatz wird als Standgetriebe mit Sonnenrad als Eingang und Planetenträger als Abgang betrieben. Das Hohlrad (Grün) kann je nach Schaltzustand gegen das Getriebegehäuse über eine Bremse (gelb) blockiert werden. Im blockierten Zustand ist der Antriebsstrang aktiv.
Zum Bremsen des Hohlrads nehme ich, ähnlich wie bei einem Verbrenner, eine Scheibenbremse (Gelb), die auf dem Hohlrad sitzt.
Ich hatte auch noch andere Alternativen, wie Bandbremse oder hydraulische Backenbremse untersucht. Aber zu groß, aufwändig, oder unsicher.
Da ich meiner Konstruktion noch nicht so richtig traue, habe Platz für eine zweite Bremsscheibe gelassen. Auch mit dem Blick auf eine Verwendung im Öl-/Fettbad.
Ich hatte mal Konstruktionszeichnungen eines Panzergetriebes bekommen. Da hat man halb so große Scheiben eingesetzt. Dafür aber min. 3 Scheiben.

So, jetzt kann (sollte) man, wie gesagt, zwischen zwei Getriebestufen, unter Last schalten. Das macht zwei Gänge.
Jetzt könnte man die Anzahl der Gänge unter Verwendung dieses Prinzips erhöhen. Der Aufwand und die Verlustleistung würde dann aber entsprechend zunehmen. (Zu den Verlusten später noch ein paar Worte)
Also keine wirklich gute Idee, wenn man keinen Platz hat.

Aus diesem Grund gibt es noch ganz viele bunte Sachen links von der Lastschaltstufe.

Auch dazu später.

Gruß
Dirk

 

[wink]

Uffa, da steckt Technik drin! Respekt!

 

[nikolaus10]

Toll gemacht .

Welches CAD Program ?

 

[SD82210]

Hallo,
das Getriebe ist mit einer "alten" Mechanical Desktop Version gezeichnet.


Zurück zum Getriebe
Um die Anzahl der Gänge zu erhöhen, benutze ich eine "herkömmliche" Schaltgruppe.


Schaltgruppe Allgemein:
Um die Anzahl der Gänge zu erhöhen, kombiniere ich die "Lastschaltgruppe" noch mit einem konventionellen Schieberadgetriebe bzw. Klauengetriebe, ähnlich dem bekannte Bosch Dreigang. Nur, dass in meinem Fall nur zwei Gänge pro Schaltwelle verbaut habe (wieder Platz!).
Bei meinem Getriebe braucht man für jeden Getriebestrang ein Zweiganggetriebe (oder mehr).
Es ist bekannt, dass das Bosch-Dreiganggetriebe, sich bei rollenden Fahrzeug noch Schalten lässt. Bei geringen Drehzahlunterschied und Last macht das Getriebe kaum Schaltgeräusche.

Dieses bewährte Prinzip (Ich habe das Bosch-Getriebe in einem anderen Fahrzeug im Einsatz) werde ich deshalb nutzen und etwas umbauen bzw. nachbauen.

Ansicht ohne Gehäuse

Das ist ein Blick auf die Schaltgruppe. Sollte eigentlich selbsterklärend sein. Wenn nicht, kann ich das ändern.


Funktionsprinzip in Verbindung mit dem Lastaschaltgetriebe:
Während der eine Getriebestrang unter Last steht, kann in dem anderen, unbelasteten Getriebestrang der nächste Gang eingelegt werden.

Um eines klar zu stellen. Das Getriebe wird nur von der Motorseite getrennt. Die Achse treibe den Schaltgruppe trotzdem an! Von Motorseite wird über das Planetengetriebe die Getriebewelle mitgedreht bzw. diese läuft durch die Reibung im Getriebe frei mit (Verluste!).
In der Schaltgruppe gibt es deshalb eine Relativbewegung zwischen den Getriebezahnrädern. Das ist auch so gewollt bzw. nicht störend.
Um hier die Leistungsverluste zu reduzieren, könnte man die Klauenkupplung in "Neutralstellung" stellen.
Man kann jetzt noch überlegen, ob die Schaltgruppe vom Motor, oder von der Achse aktiv angetrieben wird. Ich habe mich für die letzte Variante entschieden, da die Schaltgruppe stabiler gebaut werden kann und mehr Drehmoment verträgt.
Als letztes führe ich beide Getriebewellen über eine Getriebestufe zusammen. Diese "Zwischenwelle" liegt zwischen beiden Getriebestränge und versorgt die Achse bzw. das Verteilergetriebe.


Blick von Hinten (Rot: Getriebestran 1/2; Weis/Mitte: "Zwischenwelle"; Unten Rechts: Verteilergetriebe-Achse)

Man kann mit den Übersetzungen etwas spielen. Es gibt nur ein paar Randbedingung, die man speziell bei meiner Auslegungsvariante beachten muss. Die größten Hindernisse liegt in der Auslegung des Schiebradgetriebes!
Der Achsabstand der zwei Getriebestränge ist vorgegeben. Das Bedeutet, dass auch die Achsabstände der Getriebestufen im Schieberadgetriebe und "Zwischenwelle" gleich ist. Gleichzeitig müssen die Übersetzungen so verteilt sein, dass zwischen den Getriebssträngen geschalten werden kann.


Zur Erläuterung:
Auf Welle 1 sind die Gänge 1 (n1) und 3 (n3), auf der Welle 2 liegen die Gänge 2 (n2) und 4 (n4). (n1<n2<n3<n4)

Die Übersetzungen sollten so gewählt sein, dass eine sinnvolle Abstufung möglich ist. Da ich bei meiner Ausführung mit dem Platz sehr geizig war, habe ich die Zahnräder auf eine gemeinsame Welle zusammengeführt. Wenn mehr Platz in Längsrichtung vorhanden gewesen wäre, könnte man die einzelnen Zahnradstufen trennen und eine höhere Spreizung erzielen.
Bei mir mussten die Getriebestufen identisch ausgeführt werden. Die eigentliche Spreizung wird in der Motorübersetzung zu den Planetenträgern (Verlagerungsgetriebe türkis) erzeugt. Dabei muss man aufpassen, dass der Unterschiede nicht zu groß wird, da ansonsten die "unteren" Gänge dann schnell auf einer Getriebewelle vereinigt sind!

Ich hoffe die Erklärung ist einigermaßen Verständlich.
Rein mechanisch sollte das Getriebe so funktionieren.

Gruß
Dirk