CN1498318A - 可换档的变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一可换档变速器，设有至少两个通过弹簧力可向接合方向和通过施加压力可向脱开方向操纵的离合器(2、7)，其中变速器的输出通过两操纵装置(9、13)的无压力切换并由此通过两离合器(2、7)的接合制动。在对第二操纵装置(13)施加压力时，第一操纵装置(9)的操纵力由第一操纵装置(9)的弹簧力和来自第二操纵装置的施加压力的液压力合成。因此属于第一操纵装置的离合器，依据第二操纵装置是否受压力，而施加有不同的力。

Description

可换档的变速器    
技术领域
本发明涉及按照权利要求1的前序部分所述型式的可换档的变速器。
背景技术
这种可换档的变速器特别是使用于轮胎式挖掘机、轮式装载机等工作机械中。其中变速装置的各个档位经由各一个摩擦离合器可交替地接合和脱开。至少两个摩擦离合器构成为储能弹簧离合器并且可通过油压向脱开方向操纵，该油压由压力介质源产生。尤其是一个摩擦离合器构成为制动器并且具有一静力的、不漏油的供油装置。
这样的可换档的变速器公开于EP 0 408 592 B1中，其中第一操纵装置通过施加压力可向脱开方向操纵并且通过无压力切换可经由弹簧力向接合方向操纵，以及第二操纵装置通过施加压力可向脱开方向操纵并且通过无压力切换可经由弹簧力向接合方向操纵，其中两操纵装置相互共轴地设置。如果无压力切换两操纵装置并从而接合两离合器，则变速器的输出停止，借此达到一停车制动位置。第一操纵装置的弹簧力设计成使属于第一操纵装置的离合器可以传递需要的转矩。同样，第二操纵装置的弹簧力设计成使属于第二操纵装置的离合器可以传递需要的转矩。如果在变速器的旋转输出过程中，亦即在车辆行驶过程中置入停车制动，则无压力切换第一和第二操纵装置，借此两离合器受弹簧力向接合方向操纵。同样，即使压力介质源由于有故障不能供给需要的压力水平或压力介质供给装置损坏时，也可实现这种操作。由于各操纵装置的弹簧力设计成使其可以传递需要的转矩，因此在这样的制动过程中达到过强的制动，从而，车辆可能处于不可控制的状态。
EP 0 466 742 B1公开一可换档的变速器，其中两个离合器通过操纵装置施加压力可向脱开方向操纵并且通过操纵装置的无压力切换可向接合方向操纵，其中在两操纵装置的无压力切换时可制动变速器的输出，其中一压力介质源附加供给一压力介质存储器，其在一个这样的制动的情况下如此长时间地向第一操纵装置供给压力介质，直到变速器被控制使车辆已制动为止。向操纵装置这样地供给压力介质是很耗费和昂贵的。由于在该变速器中仅仅一个操纵装置具有一静力供油装置，该供油装置向第二操纵装置动力供油，必须确保在一次紧急制动时存储器始终与第一操纵装置相连通。由于在一变速器中静力和动力的压力介质供给装置的设置，变速器具有很多的部件和密封点。
EP 0 659 250 B1和EP 0 745 199 B1公开了一具有储能弹簧制动器的可换档的变速器，其中各操纵装置经由一节流止回阀供以压力介质，借此各操纵装置可快速地向脱开方向操纵，而接合过程进行缓慢。由此确保，在接合第二离合器以前，总是首先脱开一个离合器。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种可换档的变速器，其特点是各操纵装置结构简单，并且取消耗费很大的液压操纵。
本发明通过一还具有主权利要求所述的特征的这种可换档的变速器来达到该目的。
按照本发明，可换档的变速器具有至少两个操纵装置，其通过施加压力可向脱开方向操纵并且通过无压力切换可经由弹簧向接合方向操纵。各操纵装置设置成使第一操纵装置以无压力状态经由弹簧力向接合方向操纵一次制动。如果同时第二操纵装置克服弹簧力向脱开方向操纵，则第一操纵装置的弹簧力作用到第一操纵装置上，并附加作用一来自第二操纵装置的施加压力的液压力。如果给第一操纵装置施加压力并且无压力地切换第二操纵装置。则第二操纵装置的弹簧将后者向接合方向操纵。如果无压力地切换两操纵装置，这相当于一次紧急制动过程，则只有第一操纵装置的弹簧力作用到第一操纵装置上和第二操纵装置的弹簧力作用到第二操纵装置上。因此有可能将第一操纵装置的弹簧力设计成使可以控制地进行车辆的动力制动，并且在切换一档位时需要传递的转矩可以经由第一操纵装置传递，因为在该情况下还有第二操纵装置的液压力叠加到弹簧力上。优选第一操纵装置包括一由弹簧操纵的柱塞，该柱塞设置在变速器的壳体中，其中变速器的壳体构成一操纵装置的缸体的部分，借此得到静力供油装置。第二操纵装置的柱塞共轴于第一操纵装置的柱塞设置，其中第一操纵装置的柱塞构成用于第二操纵装置的缸体。向第二操纵装置的柱塞的压力介质供给优选通过第一操纵装置的柱塞设置，借此第二操纵装置也具有静力压力介质供给装置。优选地，第二操纵装置的弹簧力这样地设计，即，在一次动力紧急制动时，亦即在无压力地切换两操纵装置时，属于第二操纵装置的离合器如此接合，以使得离合器的各摩擦片在动力制动的过程中没有转速差，并且动力制动经由属于第一操纵装置的离合器的渐降的转速差来实现。优选地，第一操纵装置的离合器径向设置在第二操纵装置的离合器的外面，从而，由于摩擦片径向较大而得到很好的散热和热容量。优选各操纵装置及其所属的离合器轴向设置在同一区域内。
通过将操纵装置的离合器或制动器设置在轴向同一区域内而达到了变速器的小的结构长度。由于第二操作装置的柱塞设置在第一操纵装置的柱塞的内部并且第一操纵装置的柱塞构成用于第二操纵装置的柱塞的缸体，从而有可能将操纵装置做成紧凑的结构，并且由于向第二操纵装置的柱塞的压力介质供给通过第一操纵装置的柱塞进行，故第一操纵装置和第一操纵装置均可实施静力供油。由于在第一操纵装置无压力切换和第二操纵装置施加压力时第一操纵装置的弹簧力和第二操纵装置的液压力作用到第一操作装置的离合器上，从而有可能在切换的档位中传递足够的转矩，并且在一次紧急制动时，亦即在无压力切换两操纵装置时，可控制地制动车辆。因此不需要耗费很大的存储器和控制装置。同样，由于减小了弹簧力，从而减小了用于第一操纵装置的弹簧的结构空间。由于第二操纵装置的弹簧设计成使在一次紧急制动时属于第二操纵装置的离合器没有转速差，并且动力制动经由属于第一操纵装置的离合器来实现，而后者径向设置在属于第二操纵装置的离合器的外面，从而确保足够的散热。如果变速器的各档位设置成使在接合属于第一操纵装置的离合器时切换为第一档，而在接合属于第二操纵装置的离合器时切换为第二档，则确保在一次紧急制动时始终切换为第二档，借此在一次紧急制动时由第二档来实现而没有第一档中的不容许的制动，因为在该档位制动是过强的。
附图说明
由附图描述得出其他一些特征。
唯一的附图示出可换档的两档变速器及其所属的液压控制装置的局部剖面图。
具体实施方式
未示出的原动机驱动一驱动轴1。该原动机可以是一内燃机或流体静压马达或电机。驱动轴1一方面与离合器的摩擦片而另一方面与行星齿轮传动4的内部的中心齿轮3相连接。行星齿轮传动4的行星轮系杆5构成变速器的输出，并且外部的中心齿轮6一方面与离合器2的摩擦片而另一方面与制动器7的摩擦片相连接。制动器7的外摩擦片与壳体8相连接而制动器7的内摩擦片与外部的中心齿轮6相连接。通过在腔10中的压力介质使柱塞11克服弹簧12的弹簧力移动，将第一操纵装置9向脱开方向操纵。通过无压力地切换腔10并通过弹簧12的弹簧力将柱塞压向制动器7，而将第一操纵装置9的柱塞向接合方向操纵。通过压力介质经由柱塞11导入腔14内并且使柱塞15克服弹簧16的弹簧力移动，将第二操纵装置13向脱开方向操纵。如果腔14中无压力，则柱塞15由于弹簧16的弹簧力被压到离合器2上。通过压力介质源17将压力介质导向一停车制动阀18并由那里经由一压力安全阀19输入一换档阀20，来切换变速器的第一档，其中压力介质源17在流体静压传动中也可以是流体静压传动的给油泵。换档阀20向左克服弹簧力转换为第一档。借此压力介质进入管道21并经由节流止回阀22通过柱塞11进入腔14。因此使柱塞15克服弹簧16的弹簧力向其一端移动并且脱开离合器2。同时使得经由管道23从腔10和存储器24中出来的压力介质经由节流止回阀25和换档阀20导入压力介质容器。因此柱塞11由于弹簧12的弹簧力和腔14中的压力而移向制动器7并将其接合。由此柱塞11利用弹簧12的力和来自腔14的液压力的合力压到制动器7的摩擦片上。弹簧12的力和腔14中的面积设计成使制动器7可以传递所需要的转矩。如果切换为第二档，则使换档阀20换向，借此液压压力经由管道23进入腔10并且使柱塞11克服弹簧12的弹簧力移动。借此脱开制动器7。同时使腔14中的压力介质经由节流止回阀22和管道21导回压力介质容器。柱塞15借助弹簧16的弹簧力接合离合器2。同时使存储器24再次注满压力介质，以便在反切换时达到很好的切换性能，例如在EP 0 659 250 B1中所描述的。如果启动一次紧急制动，则管道21和管道23是无压力的，其中所述紧急制动可能例如由于压力介质源的故障或由于停车制动阀18的手工换向或压力安全阀19的换向出现。这也可能例如由于两管道的管道破裂出现。如果管道21和23是无压力的，则腔14和10中的压力也经由节流止回阀22和25卸压，借此柱塞11和15接合离合器2和制动器7。但由于只有弹簧12的弹簧力作用在柱塞11上，而该弹簧力设计成使为该档所需的转矩只通过弹簧12的弹簧力和施加压力的腔14中的液压力之合力来达到，故由于在制动器7上的较小的压紧力而可控制地制动车辆。在这种情况下制动只通过制动器7中的各摩擦片的转速差来实现，因为弹簧16的弹簧力设计成使离合器2的各摩擦片没有转速差。因此有可能使产生的热由制动器7吸收。如果对于不同的车辆由于不同的重量要求不同的制动力矩，则可以通过弹簧12的弹簧力的改变或制动器7的摩擦片数目的改变加以改变。由于变速器操纵简单，故有可能将阀块26以及存储器24和节流止回阀22和25安装在变速器壳体上或结合成一体，借此形成一结构紧凑的、无需维护的装置。在阀块26中同样可以设置一前轴卸载阀27。同样可以即使不中断牵引力也可实施换档。存在这样的可能性，即，经由比例阀调节压力地接合离合器2和制动器7。该调节由调压阀实现，其设置在变速器上并由机载电子装置或固定在变速器上的电子装置操纵。为了在出现故障时可以拖走车辆-此时腔14和10注满压力介质但无压力、由此离合器2和制动器7是接合的，存在这样的可能方案，即，借助于一外部的压力介质供给装置在脱开方向操纵各操纵装置。
在这种情况下关闭向腔14的供给并且借助于一压力介质供给装置将压力介质注入腔10中。因为腔14中的压力介质不可能泄漏，所以柱塞15通过柱塞11的移动同样向脱开方向被操纵，其中，压力介质供给装置只提供腔10使用的压力介质容积。因此用于这样操纵的压力介质供给装置的尺寸是较小的。
附图标记清单
1           驱动轴
2           离合器
3           内部的中心齿轮
4           行星齿轮传动
5           行星轮系杆
6           外部的中心齿轮
7           制动器
8           壳体
9           第一操纵装置
10          腔
11          柱塞
12          弹簧
13          第二操纵装置
14          腔
15          柱塞
16          弹簧
17          压力介质源
18          停车制动阀
19          压力安全阀
20          换档阀
21          管道
22          节流止回阀
23          管道
24          存储器
25          节流止回阀
26          阀块
27          前轴卸载阀

Claims (10)

1.具有至少两个档位的可换档变速器，其中第一档可以通过经由弹簧力的无压力切换向接合方向操纵的和通过施加压力向脱开方向操纵的第一操纵装置(9)进行切换，而第二档可以通过经由弹簧力的无压力切换向接合方向操纵的和通过施加压力向脱开方向操纵的第二操纵装置(13)进行切换，并且在第一和第二操纵装置(9、13)的无压力切换时可制动变速器的输出，其特征在于，在向脱开方向操纵第二操纵装置(13)时，向接合方向操纵的第一操纵装置(9)的操纵力由第一操纵装置(9)的弹簧力和由第二操纵装置(13)的施加压力产生的一压力合成。
2.按照权利要求1所述的可换档变速器，其特征在于，在无压力切换第一和第二操纵装置(9、13)时，第一操纵装置(9)的操纵力由第一操纵装置(9)的弹簧(12)的弹簧力产生，而第二操纵装置(13)的操纵力由第二操纵装置的弹簧力(16)产生。
3.按照权利要求1所述的可换档变速器，其特征在于，在向脱开方向操纵第一操纵装置(9)时，以及在向接合方向操纵第二操纵装置(13)时，向接合方向操纵的第二操纵装置(13)的操纵力只由第二操纵装置(13)的弹簧力产生。
4.按照权利要求1所述的可换档变速器，其特征在于，第一操纵装置(9)的一柱塞(11)与第二操纵装置(13)的一柱塞(15)共轴地设置，并且第一操纵装置(9)的柱塞(11)构成用于第二操纵装置(13)的柱塞(15)的缸体。
5.按照权利要求4所述的可换档变速器，其特征在于，第二操纵装置(13)的压力介质供给通过第一操纵装置的柱塞(11)实现。
6.按照权利要求1所述的可换档变速器，其特征在于，操纵装置(9、13)作用到多片摩擦离合器(2、7)上。
7.按照权利要求2所述的可换档变速器，其特征在于，操纵装置(9、13)的弹簧力这样设计，即，在旋转输出和无压力切换两操纵装置(9、13)时，径向外置的离合器(7)通过该离合器(7)的各摩擦片的渐降的转速差制动输出，并且径向内置的离合器的各摩擦片在制动过程中没有转速差。
8.按照权利要求1所述的可换档变速器，其特征在于，一压力介质源(17)的压力介质经由换档阀(20)可以经由存储器(24)和节流止回阀(25)与第一操纵装置(9)相连通，或者是经由节流止回阀(22)与第二操纵装置(13)相连通。
9.按照权利要求8所述的可换档变速器，其特征在于，在压力介质源(17)与换档阀(20)之间设置一压力安全阀(19)和一停车制动阀(18)，其中，通过压力安全阀(19)和停车制动阀(18)，换档阀(2)可与压力介质源连通或断开。
10.按照权利要求1所述的可换档变速器，其特征在于，通过关闭向第二操纵装置(13)的压力介质供给并以压力介质施加到第一操纵装置(9)上，而将第一和第二操纵装置(9、13)向脱开方向操纵。
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