Die Getriebemontage im JD-Werk Mannheim

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Die Kraftübertragung

3. Die Funktionsweise von Getrieben am Beispiel eines mechanischen Schleppergetriebes

4. Die John Deere Getriebe Varianten

5. Die Getriebefertigung und Montage im John Deere Werk Mannheim

6. Abschlussbemerkung

Quellenverzeichnis

1. Einleitung

Im Rahmen der diesjährigen John Deere Werksführung durch die BA-Studenten konnte ich die Getriebefertigung im Werk Mannheim vorstellen.

In den Hallen der John Deere Werke Mannheim werden bereits seit fast 100 Jahren Zahnräder und Getriebewellen hergestellt. Inzwischen stellt die John Deere Getriebefabrik sowohl fertig montierte Hinterachsen für die 5000er Serie zum Versand nach Mexiko und Augusta/USA, das einfach aufgebaute SyncroPlus-Schaltgetriebe als auch seit 1997 das PowrQuad-Getriebe her, mit dem ca. 90 % der in Mannheim produzierten Traktoren ausgestattet werden.

Bevor ich aber näher auf die Montage der John Deere Getriebe eingehe, möchte ich zunächst das Prinzip der Kraftübertragung, die allgemeine Funktionsweise von Schlepper-Getrieben und die verschiedenen Varianten der John Deere Getriebe vorstellen.

2. Die Kraftübertragung

Getriebe übertragen Drehmomente. Zahn-, Riemen- und Kettentriebe können unveränderlich oder veränderlich, das heißt schaltbar sein. Ein Schlepper benötigt mehrere Getriebe: das Schaltgetriebe, das Differentialgetriebe, das Hinterachsgetriebe und das Zapfwellengetriebe. Aufgabe des Schaltgetriebes ist es, Übersetzungen für den Abtrieb herzustellen und eventuell die Drehrichtung des Abtriebes umzukehren. Reicht das Drehmoment für den Antrieb nicht aus, muss durch das Schaltgetriebe die Übersetzung vergrößert werden. Das Differentialgetriebe verteilt das Drehmoment auf die Achsen und ermöglicht so ein Umlenken des Kraftflusses und bei Bedarf auch das gegenläufige Drehen der Achsen. Das Hinterachsgetriebe leitet den Kraftfluss von der Hinterachse zum Antriebsrad weiter. Das Zapfwellengetriebe ermöglicht das teilweise Abzweigen des Antriebdrehmomentes an die Zapfwelle, über die Anbaugeräte angetrieben werden können.

Motoren in Schleppern haben Leerlaufdrehzahlen zwischen 500 und 2500 Umdrehungen/min. Die Drehzahl kann aber nicht direkt auf die Abtriebe übertragen werden, weil dort eine andere Drehzahl benötigt wird; deshalb sind Übersetzungsgetriebe notwendig. Dies ist auch für die Übertragung der Drehmomente wichtig, weil sich das Antriebsdrehmoment nicht beliebig vergrößern lässt. Wird ein größeres Abtriebsdrehmoment gefordert, z.B. beim Bergfahren oder an der Antriebsachse, dann kann durch höhere Übersetzung das gleichgroße Gegenmoment hergestellt werden.

Da somit die Übersetzung zwischen Motor und Ausgleichsgetriebe verändert (gewechselt) werden kann, spricht man von einem Wechselgetriebe. Da aber auch das Drehmoment verändert wird, handelt es sich beim Wechselgetriebe um einen Drehmomentwandler.

Es gibt verschiedene Arten von Wechselgetrieben: bei mechanischen Getrieben werden die einzelnen Zahnradpaare mechanisch mit Hilfe von Schalthebeln zu- oder abgeschaltet, wobei der Kraftfluss bei jeder Schaltung unterbrochen bzw. neu hergestellt wird. Bei hydraulisch betätigten Getrieben sind die Zahnradpaare ständig miteinander im Eingriff und werden durch hydraulisch betätigte Kupplungen ein- oder ausgeschaltet. Bei hydrostatischen Antriebssystemen treibt der Motor eine Hydraulikpumpe an, die wiederum über Ölleitungen mit Hilfe des geförderten Öls einen Hydraulikmotor in Bewegung setzt und die Kraft auf die Hinterachse bzw. die -räder überträgt. Durch ein Steuergerät im Ölkreislauf kann die zu übertragende Leistung stufenlos verändert werden.

Alle Wechselgetriebe haben die Aufgabe, die Antriebskraft zu übersetzen und die Kraftrichtung zu ändern. Da nur in einem bestimmten Drehzahlbereich eine günstige Leistungsabgabe vorliegt, ermöglicht ein Wechselgetriebe außerdem die für den Motor und den Antrieb günstigsten Drehzahlen einzuhalten.

Schlepper benötigen im allgemeinen andere Abstufungen als Autos und sind daher mit Sechs- bis Zwölfgang-Getrieben ausgerüstet, zusätzlich werden bis zu sechs Rückwärtsgänge und ggf. auch eine Kriechganggruppe eingebaut.

Das Schalten eines Getriebes kann durch Synchronisation der zu verbindenden Zahnräder erleichtert werden: durch eine Reibungskupplung werden die unterschiedlichen Drehzahlen der Zahnräder so angeglichen, dass erst bei Gleichlauf der zu verbindenden Teile der Gang geschaltet wird.

3. Die Funktionsweise von Getrieben am Beispiel eines mechanischen Schleppergetriebes

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten^[1] Abb. 1

Abb. 1 zeigt ein mechanisches Schaltgetriebe, wie es früher häufig in Schleppern eingebaut wurde. Ein derartiges Getriebe ermöglicht die Leistungsübertragung von der Kupplung zum Achsantrieb beim Standart- bzw. zu den Achsantrieben beim Allradschlepper und hat, wie in 2. bereits erwähnt, die Aufgabe:

- beim stehenden Fahrzeug den Leerlauf des Motors zu ermöglichen
- die verschiedenen Fahrgeschwindigkeiten, die den unterschiedlichen Einsatzbedingungen des Schleppers entsprechen, durch Bereitstellung entsprechender Unter- oder Übersetzung zu verwirklichen
- die Umkehrung der Fahrtrichtung des Schleppers zu verwirklichen
- Leistung auf Zapfwellen- und Pumpenantriebe zu übertragen.

Das in Abb. 1 dargestellte Schaltgetriebe besitzt 12 Vorwärts- und 6 Rückwärtsgänge und kann mit einer zusätzlichen Kriechganggruppe ausgestattet werden. Die Anzahl der insgesamt 18 Gänge kommt durch das Verbinden des Sechsgang-Hauptgetriebes mit einer Normal-, Zwischen- und Rückwärtsganggruppe zustande (6 x 3 = 18). In den einzelnen Gängen können die in Abb. 2 dargestellten Endgeschwindigkeiten erzielt werden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

^[2] Abb. 2 : Endgeschwindigkeiten eines Schleppers in km/h

Wichtigste Bauteile aller mechanischen Getriebe sind Wellen, Lager, Zahnräder, Getriebegehäuse und Schmierungssystem.

In den Getrieben fast aller Schlepper finden sich Antriebswelle, Abtriebs- oder Hauptwelle, Zwischen- oder Vorgelegewelle und Rücklaufwelle, die wegen der hohen Belastungen (Stoßbelastungen, Drehschwingungen) meist aus Vergütungsstählen gefertigt sind.

Im Getriebegehäuse sind die Wellen in Rillenkugel-, Zylinder- oder Kegelrollenlagern aufgenommen. Da die Schmierung, Kühlung und die Abriebsausschwemmung durch ein Ölbad erfolgt, sind die nach außen führenden Wellen durch Radialdichtringe abgedichtet. Zwischen Zahnrädern und Wellen ist die Drehbewegung meist durch Nadellager hergestellt.

Im mechanischen Schleppergetriebe werden zur Änderung von Drehzahlen und Drehmomenten Zahnräder verwendet, die Übertragung der Kräfte von einem auf das andere Zahnrad erfolgt formschlüssig. Es werden Außen- und Innenverzahnungen verwendet, die Zahnräder können Gerad-, Schräg-, Doppelschräg- oder Bogenverzahnung aufweisen.

Bei Außenverzahnungen stehen die Zähne aus dem Radkörper nach außen, bei Innenverzahnungen nach innen. Innenradpaare werden dort gewählt, wo man mit engen Achsabständen arbeiten muss, die Zahnräder haben hier den gleichen Drehsinn. Man findet Innenverzahnungen bei Planetengetrieben, also z. B. in Latschaltgetrieben und Achsendantrieben. Paarungen von Zahnstange und Stirnrad wandeln drehende Bewegungen in geradlinige und umgekehrt um, die Zahnstange kann hierbei als außenverzahntes Stirnrad mit unendlich großem Teilkreisdurchmesser angesehen werden.

Geradstirnräder sind kostengünstig in der Herstellung, laufen aber vergleichsweise laut; es stehen häufig ein oder wenige Zähne im Eingriff, was zu stoßartigen Belastungen führt.

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^[1] Quelle: „Fachkenntnisse Landmaschinenmechaniker“; 13. Auflage; Verlag Handwerk und Technik, Hamburg 1993

^[2] Quelle: „Fachkenntnisse Landmaschinenmechaniker“; 13. Auflage; Verlag Handwerk und Technik, Hamburg 1993