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Hydraulische Fremdkraftschaltvorrichtung für ein mittels Kupplungen
schaltbares Stufenwechsel- und Reversiergetriebe, insbesondere von Traktoren Die
Erfindung setzt eine hydraulische Fremdkraftschaltvorrichtung für ein mittels Kupplungen
schaltbares Stufenwechsel- und Reversiergetriebe als bekannt voraus, die einen einzigen,
kugelig gelagerten Handschalthebel aufweist, dessen sich über die kugelige Lagerung
hinaus erstreckender Fortsatz mit einem zur Getriebeschaltung dienenden Steuerschieber
gekuppelt ist. Die Erfindung ist insbesondere für die Steuerung von Getriebeanordnungen
in Traktoren bestimmt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die hydraulische Fremdkraftschaltvorrichtung
der vorbezeichneten Art in Richtung ihrer Vereinfachung weiterzuentwickeln. Mittels
eines kugelig gelagerten Schalthebels soll eine voll hydraulische Steuerung sämtlicher
Schalt- und Reversier- sowie Anfahrvorgänge erreicht werden.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß mittels
des zur Getriebeschaltung dienenden Steuerschiebers beim Verschwenken des Handschalthebels
in einer ersten Richtung die in an sich bekannter Weise mit vollem Druck beaufschlagten
Schaltkupplungen und mittels je eines in bekannter Weise zu beiden Seiten in Höhe
der kugeligen Lagerung des Handschalthebels an diesem angebrachten, mit den letzteren
starr verbundenen Hebelarmes beim Verschwenken des Handschalthebels in einer zur
ersten senkrechten Richtung Ventile für die Betätigung der in ebenfalls an sich
bekannter Weise mit Schlupf arbeitenden Reversierkupplungen steuerbar sind.
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Ein über Kupplungen schaltbares Stufenwechsel-und Reversiergetriebe
ist bereits bekannt, bei dem die Reversierkupplungen hydraulisch schaltbar und gleichzeitig
als schlupffähige Fahrtkupplungen ausgebildet sind. Das Stufenwechselgetriebe ist
über übliche Klauenkupplungen rein mechanisch mittels eines Handschalthebels schaltbar.
Die Aufteilung der schlupffähigen und der nicht mit Schlupf arbeitenden Schaltkupplungen
ist bei dieser bekannten Vorrichtung soweit ähnlich wie bei der Vorrichtung nach
der Erfindung. Es fehlt jedoch das für alle Kupplungen beider Getriebe gemeinsame
einzige Handbetätigungsorgan.
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Für die Betätigung eines Wechsel- und Reversiergetriebes hat man zwar
schon einen kugelig gelagerten Schalthebel verwendet, in dessen einer Schwenkrichtung
die Schaltstufen, in dessen anderer, hierzu senkrechter Schwenkrichtung die Reversierstufen
betätigbar sind. Jedoch arbeitet diese Schalt- ; einrichtung rein mechanisch, auch
sind weder die Kupplungen der Schaltstufen noch der Reversierstufen schlupffähig.
Es ist hierzu vielmehr eine besondere, übliche Haupttrennkupplung der gesamten Getriebeanordnung
vorgeschaltet. Einer anderen bekannten Schaltvorrichtung fehlt der kugelig gelagerte
Schalthebel, außerdem sind nur die ohne Schlupf arbeitenden Reversierkupplungen
hydraulisch betätigbar, nicht jedoch die rein mechanisch über eine Schraubspindel
einrückbaren Schaltkupplungen, die gleichzeitig als Schlupf aufnehmende Kupplungen
arbeiten. Zur Betätigung dient ein einziges, mit der Schraubspindel drehfest verbundenes
Handrad, das bei axialer Verschiebung den Steuerschieber betätigt.
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Zum Stand der Technik ist noch darauf hinzuweisen, daß es nicht mehr
neu ist, die Betätigung von Schaltstufen mit hydraulischer Hilfskraftunterstützung
vorzunehmen, gesteuert vom Fortsatz eines kugelig gelagerten Schalthebels über ein
verschiebbares Teil, während bei einer anderen bekannten Schaltvorrichtung durch
vier kreuzweise in Höhe der kugeligen Lagerung des Handschalthebels an diesem angebrachte
Hebel Steuerventile für eine hydraulische Schaltfremdkraft betätigbar sind. Dieser
letzteren Vorrichtung mit nur einem Rückwärtsgang zu den Vorwärtsgängen fehlt jedoch
der zusätzliche Steuerschieber und ein eigenes Reversiergetriebe mit schlupffähigen
Kupplungen.
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Der durch die hydraulische Fremdkraftschaltvorrichtung nach der Erfindung
gegenüber dem Stand der Technik erzielte technische Fortschritt ist in der einfachen,
voll hydraulischen Steuerung sämtlicher Schalt- und Reversier- sowie Anfahrvorgänge
durch einen kugelig gelagerten Handschalthebel zu sehen.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt,
das nachfolgend erläutert wird. F i g. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht den Fahrerstand
eines Raupenschleppers von hinten gesehen;
F i g. 2 veranschaulicht
schematisch die Druckmittelbetätigung des Stufenwechsel- und Reversiergetriebes;
in F i g. 3 ist die Schaltbetätigung im Schnitt im Aufriß und in F i g. 4 im Seitenriß
gezeigt.
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Mit dem Bezugszeichen 1 ist in F i g. 1 die Vorderkante des Fahrersitzes
und mit dem Bezugszeichen 2 die Motorhaube versehen. Die seitlichen Kettenabdeckungen
sind mit 3 und 4 und mit 5 der Gashebel bezeichnet, mit dem der Motorregler eingestellt
wird. Mit der linken Hand kann sich der Fahrer an dem Haltebüge16 festhalten, während
die rechte Hand den Handschalthebel ? bedient. Der Handschalthebel kann in der Kulisse
8 des Schaltdoms 9 in zwei Ebenen bewegt werden. Wie aus der F i g. 1 erkennbar
ist, weist die Schaltkulisse 8 vier nach vorn oben und vier nach hinten unten gerichtete
Ausnehmungen auf, in denen der Handschalthebel 7 geführt wird. In der Mitte sind
die in Fahrzeuglängsrichtung liegenden Ausnehmungen durch eine Querbahn 8' miteinander
verbunden.
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Das Stufenwechsel- und Reversiergetriebe besitzt vier Schaltstufen,
die durch das Reversiergetriebe in beiden Fahrtrichtungen benutzt werden können.
Der Handschalthebel 7 ist in F i g. 1 in der Stellung des ersten Vorwärtsganges
dargestellt. Will der Fahrer beispielsweise vom ersten in den dritten Vorwärtsgang
schalten, dann muß er den Handschalthebel zunächst nach hinten unten bewegen. Er
löst dabei - wie weiter unten noch zu erläutern sein wird - die Vorwärtskupplung
des Reversiergetriebes, rückt dann den Handschalthebel in der Querbahn 8' der Schaltkulisse
8 bis in die Richtung der dritten Längsbahn, wobei die Schaltkupplungen des Kupplungsschaltgetriebes
umgeschaltet werden, und kuppelt durch Vorwärtslegen des Handschalthebels 7 die
Vorwärtskupplung des Reversiergetriebes wieder ein. Dabei hängt die Geschwindigkeit
des Eingriffs der Reversierkupplung von der Geschwindigkeit ab, mit der der Fahrer
den Handschalthebel in Längsrichtung bewegt. Die Fußhebel 10 und 11 dienen
zum Lenken des Fahrzeuges.
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Soll das Fahrzeug nach vorn fahren, dann wird der Handschalthebel
nach vorn gelegt, soll es nach hinten fahren, dann wird er nach hinten gelegt, soll
es weich anfahren, dann wird der Handschalthebel entsprechend langsam bewegt. Wenn
sich das Fahrzeug nach links herumdrehen soll, dann muß der Fahrer auf den linken
Fußhebel 10 treten. Soll es sich nach rechts herumdrehen, dann muß der rechte Fußhebel
11 getreten werden.
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Bei der schematischen Darstellung des Druckmittelkreislaufes des Stufenwechsel-
und Reversiergetriebes ist der besseren Übersichtlichkeit halber die eigentliche
Schaltvorrichtung getrennt gezeichnet. Über die Druckleitung 121 gelangt das Drucköl
zum Steuergerät 13, das zum Schalten der vier Schaltkupplungen 22, 23, 24,
25 dient, und über die Druckleitung 12z zu den beiden Steuerventilen 13,
und 133, mit denen die Kupplungen 36 und 37 des Reversiergetriebes bedient werden.
Das überschüssige, von der Pumpe 31 geförderte Drucköl fließt über ein federbelastetes
Sicherheitsventil 14 und über die Leitung 15 ab. Dieses Öl wird zweckmäßigerweise
zum Schmieren der Ölzuführungsringe der Kupplungen und zum Schmieren der Getriebe
verwendet. Das Steuergerät 13, besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 16, in dem
der Steuerschieber 17 durch den Fortsatz 18 des Handschalthebels 7 bewegt wird.
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In der gezeichneten Stellung des Steuerschiebers 17 ist die Schaltkupplung
22 des ersten Ganges mit Öli druck beaufschlagt. Das von der Pumpe 31 gelieferte
Drucköl wird durch eine (nicht dargestellte) Bohrung im Gehäuse 16 in einen Ringraum
19 des Steuerschiebers 17 geführt. Von hier gelangt es über eine Bohrung 20 in den
Ringraum 21 des Steuerschiebers 17, der in der gezeichneten Lage Drucköl in die
Leitung 32 und von dort zur Schaltkupplung 22 gelangen läßt. Die Leitung 33 zur
Schaltkupplung 23, die Leitung 34 zur Schaltkupplung 24 und die Leitung 35 zur Schaltkupplung
25 sind mit dem Ringraum 26 des Steuerschiebers 17 verbunden. Dieser Ringraum steht
über eine Bohrung 27 mit dem Ringraum 28 des Steuerschiebers 17 und von dort ständig
über die Leitung 29 mit dem Ölsumpf 30 in Verbindung. Die Kupplungen 23, 24, 25
sind also in der dargestellten Stellung des Steuerschiebers 17 druckfrei.
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Beim Bewegen des Steuerschiebers 17 in axialer Richtung verbindet
der schmale Ringkanal 21 die Ölzuführung jeweils mit der betreffenden Bohrung der
Zuführungsleitungen 33, 34 oder 35 und betätigt dadurch die jeweils angesteuerte
Schaltkupplung. Sobald der Ringkanal 21 z. B. mit der Leitung 33 in Verbindung
kommt, fließt aus der Kupplung 22 das Öl über die Leitung 32 direkt in den Ringraum
28 und von dort über die Leitung 29 in den Ölsumpf ab. Die Leitungen 34 und 35 bleiben
über den Ringraum 26, die Bohrung 27, den Ringraum 28 und die Leitung 29 ebenfalls
mit dem Ölsumpf verbunden. Es wird also beim Bewegen des Steuerschiebers 17 jeweils
immer nur eine Schaltkupplung mit Öl beaufschlagt.
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Während die Schaltkupplungen des Kupplungsschaltgetriebes beim Schließen
mit vollem Pumpendruck beaufschlagt werden, können die Reversierkupplungen 36 und
37 über die Steuerventile 132 und 133 mit gesteuertem Öldruck versorgt
werden. In F i g. 2 ist entsprechend der Schalthebelstellung in F i g. 1 die Stellung
der Ventile für den eingeschalteten ersten Vorwärtsgang dargestellt. Da beide Steuerventile
13, und 13.; konstruktiv gleich sind, genügt es, wenn eines der beiden Steuerventile
mit Bezugszeichen versehen ist. Diese Steuerventile werden im dargestellten Beispiel
mittels des Fortsatzes 18
über die auch in F i g. 4 dargestellten Hebel 381
und 382 betätigt.
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Der Hebel 381 verschiebt über die Druckstange 39 (vgl. F i g. 2) den
Druckteller 40 und dieser über die Druckfeder 41 den Steuerschieber 42, der gegen
den Boden des Zylinders 43 durch eine weitere Druckfeder 44 abgestützt ist.
Der Raum unterhalb des Steuerschiebers 42, in dem sich die Druckfeder 44 befindet,
steht über die Leitung 45 mit der Reversierkupplung 36 in Verbindung. Im Steuerschieber
42 sind zwei Ringnuten 46 und 47 angebracht, die über Querbohrungen und eine Längsbohrung
48 mit dem Raum unterhalb des Steuerschiebers verbunden sind. Das Drucköl
wird dem letzteren über die Leitung 122 und die Querbohrung 49 zugeführt, während
das bei der Regulierung aus dem Steuerventil austretende Öl
über die Rücklaufleitung
50 in den Ölsumpf 30 abfließt. Durch Spannen der Druckfeder 41 baut sich in dem
Raum unterhalb des Steuerventils und damit in der betreffenden Reversierkupplung
ein Druck auf, der der resultierenden Federkraft der beiden Druckfedern 41 und 44
entspricht, und zwar dadurch, daß
die beiden Ringnuten 46 und 47
den Zufluß über die Leitung 49 und den Abfluß über die Leitung 50 entsprechend
drosseln. Die beiden einander zugekehrten Steuerkanten der Ringnuten 46 und 47 bewegen
sich zwischen der Zulauf- und Ablaufleitung hin und her. Beim Nachlassen des von
der Feder 41 ausgeübten Druckes wird die Reversierkupplung 36 über die Leitung 45,
die Bohrung 48, den Ringkanal 46 und die Leitung 50 druckfrei gemacht.
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Während der Betätigung des Steuerventils der einen Reversierkupplung
bleibt das Steuerventil der anderen Reversierkupplung geöffnet.
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F i g. 3 zeigt die Schaltbetätigungsvorrichtung - teilweise geschnitten
- im Aufriß und F i g. 4 im Seitenriß. Der Fortsatz 18 des Handschalthebels 7 weist
an seinem unteren Ende einen sichelförmigen Fortsatz 51 auf, dessen Krümmungsmittelpunkt
das kugelige Lager des Handschalthebels ist und der über eine Ringnut 52 mit dem
Steuerschieber 17 in Verbindung steht. Eine federnde Raste 53 hält den Steuerschieber
17 in den verschiedenen Gangstellungen fest. Der Handschalthebel 7 mit Fortsatz
18 ist durch pilzförmige, in einer Bohrung 56 gehaltene und durch eine Feder 57
gespannte Führungsstücke 54 und 55 in Ausnehmungen 58 und 59 gehalten.
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Die Steuerventile 132 und 133 sind auf das Ventilgehäuse 16 aufgeschraubt
und werden durch die hebelförmigen Fortsätze 381 und 382 des Handschalthebels 7
betätigt. Die übrigen in die F i g. 3 und 4 eingetragenen Bezugszeichen entsprechen
den aus der F i g. 2 ersichtlichen Bezugszeichen.