DE1480659C3 - Steuervorrichtung fur ein Wechsel Wendegetriebe eines landwirtschaftlich genutzten Schleppers, insbesondere eines Einachsschlepper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für ein Wechsel-Wendegetriebe eines landwirtschaftlich genutzten Schleppers, insbesondere eines Einachsschleppers, bei dem die Kraftübertragung vom Motor auf die Antriebsräder über einen Riementrieb mit stufenlos änderbarer Übersetzung und ein Zahnradgetriebe mit umschaltbarer Drehrichtung der Ausgangswelle erfolgt, die mittels eines gemeinsamen Schalthebels steuerbar sind, wobei der Eingriff in die Getriebestufen hydraulisch erfolgt.

Eine Steuervorrichtung dieser Art für ein Wechsel-Wendegetriebe ist aus der britischen Patentschrift 750 bekannt. Der Schalthebel ist dabei nur in einer einzigen" Ebene in zwei Richtungen verstellbar. Wenn der Zahnräderwendeteil auf Vorwärtsfahrt eingestellt ist, kann dabei der Riementrieb durch Verschiebung von Kegelscheiben mittels des Schalthebels stufenlos zwischen Übersetzungsverhältnissen für schnelle und für langsame Fahrt eingestellt werden. Wird der Schalthebel in der Verschieberichtung für langsamere Fahrt über die Stellung für langsamste Fahrt hinausbewegt, so wird unter Beibehaltung der Stellung für langsamste Fahrt der Zahnräderwendeteil auf Rückwärtsfahrt umgestellt, ohne daß bei Rückwärtsfahrt eine Änderung des langsamen Übersetzungsverhältnisses möglich wäre. Der Arbeitsbereich ist daher sehr beschränkt. Allgemein bekannt ist auch, den Eingriff in die Getriebestufen hydraulisch vorzunehmen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von einer Steuervorrichtung der eingangs erläuterten Art, diese so auszugestalten, daß eine schnelle, genaue und proportional zur Bewegung eines einzigen Schalthebels verlaufende Veränderung das Übersetzungsverhältnis des Wechsel-Wendegetriebes in beiden Fahrtrichtungen zu erzielen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der in an sich bekannter Weise in zwei zueinander senkrechten Schaltrichtungen in drei Ebenen verschiebbare und dabei in der einen Richtung den Riementrieb und in der anderen Richtung das Zahnradgetriebe steuernde Schalthebel in der den Riementrieb beeinflussenden Schaltrichtung in an sich bekannter Weise auf ein Ventilglied eines Steuerorgans für das Druckmittel einwirkt, dessen Ventilgehäuse in Längsrichtung zusammen mit der in ihrer axialen Stellung über das Steuerorgan einstellbaren Kegelscheibe des Riementriebes verschiebbar ist.

Durch die Kupplung des Ventilgehäuses mit der durch das Steuerorgan unmittelbar gesteuerten Druckkammer wird eine schnelle, genaue und proportional zur Bewegung des Schalthebels verlaufende Veränderung des Übersetzungsverhältnisses erzielt, da das mittels Schalthebels über Bowdenzug verstellte Ventilglied die Verbindung von der Druckquelle zur Druckkammer so lange freigibt, bis die Verschiebung des Ventilgehäuses, bedingt durch die Verschiebnug der an der Kegelscheibe angeordneten Druckkammer, diese Verbindung durch Verschließen der Einlaßöffnung für' das Steuerorgan unterbricht.

Aus der französischen Patentschrift 1 168 880 ist

ein stufenlos arbeitendes Keilriemengetriebe bekannt, bei dem ebenfalls eine hydraulische Nachführsteuerung vorgesehen ist. Es fehlt jedoch ein Fahrtrichtungs-Wendeteil. Weiterhin ist es aus der deutschen Auslegeschrift 1 122 843 bekannt, eine Nachführsteuerung bei einem stufenlos über die Nullstellung hinweg einstellbaren hydrostatischen Getriebe vorzusehen. Der Fahrtrichtungswechsel wird ebenfalls durch dieses hydrostatische Getriebe bewirkt.

Aus der USA.-Patentschrift 733 193 geht als bekannt eine Steuervorrichtung für ein mechanisch geschaltetes Wechsel-Wendegetriebe hervor, bei der der Schalthebel in zwei zueinander senkrechten Richtungen in drei Ebenen verschiebbar ist. Das Wechselgetriebe besteht aus einem Kettengetriebe mit zwei festen Übersetzungsstufen, geschaltet bei der Querbewegung des Schalthebels im Steg einer H-förmigen Kulisse. Das Kegelradwendegetriebe ist bei Bewegung des Schalthebels in den beiden Längsschlitzen der Kulisse schaltbar. Durch die gestufte Übersetzungsschaltung ist der Anwendungsbereich beschränkt.

Durch die Erfindung, die an sich bekannte Einzelelemente vorteilhaft kombiniert, wird bei einfacher Konstruktion und bei durch die hydraulische Betätigung sehr kraftsparender Einhebelbetätigung eine sehr feinfühlige stufenlose Übersetzungssteuerung für beide Fahrtrichtungen erreicht.

Eine Weiterbildung der Steuervorrichtung mit unmittelbar auf die axial bewegbaren Kegescheiben ein-

wirkenden und von einer gemeinsamen Druckquellc gespeisten Druckkammern ist dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Druckmittelzufluß zur antriebsseitig angeordneten Druckkammer mittels des Steuerorgan einstellbar ist, während die abtriebsseitig angeordnete Druckkammer unmittelbar mit der Druckquelle verbunden und in ihrem beaufschlagten Querschnitt kleiner als die antriebsseitige Druckkammer ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung ist, für sich gesehen, aus der französischen Patentschrift 1 168 880 bekannt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines mit der Steuervorrichtung nach der Erfindung ausgerüsteten Einachsschleppers,

F i g. 2 eine schematische Darstellung des Wechsel-Wendegetriebes mit Teilen der Steuervorrichtung,

Fig. 3 eine schaubildliche Darstellung des Schalthebeis zum Betätigen von Steuervorrichtungen für das Getriebe und

F i g. 4 die in F i g. 3 dargestellten Teile der Betätigungsvorrichtung in Aufsicht, zum Teil geschnitten.

F i g. 1 zeigt einen Einachsschlepper, dessen Motor 1 auf den Rahmen 2 aufgebaut ist. Am Schlepperrahmen 2 ist ferner ein Getriebekasten 3 befestigt, in dessen unterem Teil eine Welle 5 gelagert ist. Mit dem Bezugszeichen 4 ist ein Lenkarm und mit 6, 6' sind die auf dem Boden rollenden, von der Welle 5 getragenen und angetriebenen Treibräder bezeichnet. Die Antriebskraft wird mittels eines Keilriemens 8 von einer mit dem Motor 1 gekuppelten Keilriemenscheibe 7 auf ι einer Keilriemenscheibe 10 übertragen (s. auch F i g. 2), von dieser auf eine koaxial zur Keilriemenscheibe 10 gelagerte Keilriemenscheibe 9, 9' eines Riementriebes mit stufenlos änderbarer Drehzahlübersetzung, die über einen Riemen 11 eine Keilriemenscheibe 12,12' antreibt. Von dieser wird die Antriebskraft auf ein zur Keilriemenscheibe 12,12' koaxial gelagertes, verschiebbares Getrieberitzel 13 eines Wendegetriebes übertragen. Bei Vorwärtsfahrt steht das Getrieberitzel 13 über die Zwischenzahnräder 15 und 16 mit dem Abtriebszahnrad 14 in Triebverbindung, während es bei der Rückwärtsfahrt direkt das Abtriebszahnrad 14 antreibt. Vom Abtriebszahnrad 14 wird die Kraft über ein Kettenrad 17, eine Kette 18 und ein Kettenrad 19 auf die Welle 5 übertragen, um die Treibräder 6 und 6' anzutreiben.

An Hand der Fi g. 2 wird im folgenden die Steuervorrichtung für die stufenlose Änderung der Fahrgeschwindigkeit erläutert. Die Antriebskraft des Motors 1 wird auf die fest mit dem Motor gekuppelte Keilriemenscheibe 7 übertragen und von dort über die Keilriemenscheibe 10 auf eine Welle 20. Die Keilriemenscheibe 9,9' ist koaxial zu der Keilriemenscheibe 10 auf der Welle 20 angeordnet und umfaßt eine längs Keilnuten axial auf der Welle 20 verschiebbare Kegelscheibe 9 sowie eine auf der Welle 20 unverschiebbar befestigte Kegelscheibe 9'. Die Kraft wird von dort durch den zwischen der verschiebbaren und der unverschiebbaren Kegelscheibe 9 bzw. 9' geführten Keilriemen 11 auf die Keilriemenscheibe 12, 12' übertragen und anschließend auf das Getrieberitzel 13. Die Keilriemenscheibe 12,12' ist koaxial zum Getrieberitzel 13 auf einer Welle 27 angeordnet und umfaßt eine Kegelscheibe 12, die längs Keilnuten auf der Welle 27 axial verschiebbar ist, und eine Kegelscheibe 12', die auf der Welle 27 unverschiebbar befestigt ist. Eine Riemenscheibe 21 ist mit der Keilriemenscheibe 10 drehfest verbunden und treibt über einen Riemen 22 eine Riemenscheibe 23 zum Antrieb einer hydraulischen Pumpe 24 an. Die von der Pumpe 24 gelieferte Druckflüssigkeit wird über.Leitungen,25 und 26 zur Antriebs- bzw. Abtriebsseite des Riementriebes mit stufenlos änderbarer Übersetzung geleitet. Auf der Abtriebsseite des Riementriebes mit stufenlos änderbarer Übersetzung wird die Druckflüssigkeit durch die Leitung 26 und einen zentral-axial angeordneten Kanal in der Welle 27 in eine Druckkammer 30 geleitet, die von einem als Zylinder ausgebildeten Teil 28, der sich von der Außenfläche der verschiebbaren Kegelscheibe 12 axial nach außen erstreckt, und einem scheibenartigen Kolben 29 begrenzt ist. Der scheibenartige Kolben 29 sitzt fest auf der Welle 27 und liegt dichtend an der Wand des als Zylinder ausgebildeten Teils 28 an, so daß die Flüssigkeit nicht aus der Druckkammer 30 austreten kann. Somit wird die verschiebbare Kegelscheibe 12 normalerweise vom Druck der Flüssigkeit in Richtung des Pfeils 31 gedrängt. Zur Steuerung an der Antriebsseite des Riementriebes mit stufenlos änderbarer Übersetzung wird die Druckflüssigkeit durch die Leitung 25 zu einer Einlaßöffnung 33 eines als Kolbenschieber ausgeführten Steuerorgans 32 geleitet, die von einem Steuerkolben eines Ventilgliedes 34 überwacht wird.

Wird jetzt ein Bowdenzug 35 betätigt, um einen Hebel 36 in Richtung des Pfeils 37 zu schwenken, so wird das mit dem Hebel 36 verbundene cWEitilglied 34 in eine durch den Pfeil 38 angezeigte Richtung gedrückt und die Einlaßöffnung 33 geöffnet. Dadurch strömt die Druckflüssigkeit in das Steuerorgan 32, von dort über eine mittlere Öffnung 39, eine Leitung 40 und einen Hohlzapfen 41 in einen zentral angeordneten Kanal in der Welle 20. Schließlich wird die Druckflüssigkeit in eine Druckkammer 42 geleitet, die an der Außenseite der verschiebbaren Kegelscheibe 9 vorgesehen und ähnlich der Druckkammer 30 ausgebildet ist, um die verschiebbare Kegelscheibe in eine durch den Pfeil 43 angezeigte Richtung zu drücken. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß die auf die Kegelscheibe 9 in Richtung des Pfeils 43 wirkende Kraft größer als die auf die Scheibe 12 in Richtung des Pfeils 31 wirkende Kraft sein muß, da der dem Druck ausgesetzte Querschnitt der Druckkammer 42 größer ist als der Querschnitt der Druckkammer 30. Auf diese Weise wird die Kegelscheibe 9 in die durch den Pfeil 43 angezeigte Richtung geschoben und dadurch die verschiebbare Kegelscheibe 12 durch den Keilriemen 11 in eine Richtung gedrängt, die der von dem Pfeil 31 angezeigten Richtung entgegengesetzt ist. In dem Maße, wie die verschiebbare Kegelscheibe 9 in der von dem Pfeil 43 angezeigten Richtung geschoben wird, nimmt das Übersetzungsverhältnis ins Langsame allmählich ab, und die Welle 27 dreht sich mit stetig steigender Drehzahl bei konstant bleibender Drehzahl der Welle 20. Das Steuerorgan 32 ist axial verschiebbar gelagert und mit einem Arm 45 versehen, dessen oberes Ende in eine ringförmige Aussparung zwischen vorspringenden ringförmigen Haltebunden 44 eingreift, welche an der Außenfläche des die Wand der Druck-

kammer 42 bildenden Zylinderteils naeh außen ragen. Somit bewirkt jede Bewegung der verschiebbaren Kegelscheibe 9 entweder in der einen oder in der anderen Richtung eine entsprechende Bewegung des Steuerorgan 32 in gleicher Richtung, und wenn das Ventilglied 34 seine Bewegung beendet, so bewegt sich die Kegelscheibe 9, und folglich das Steuerorgan 32, entlang einer Strecke, die gleich der von dem Ventilglied 34 zurückgelegten Strecke ist, worauf es stellenbleibt. Da die Bewegung des^! Steuerorgan 32,,relativ zu dem Ventilglied 34 die Öffnungen 33 und 46 schließt, bleibt der Druck in dem von dem Ventilglied 34 und der Innenfläche des Steuerorgan 32 abgeschlossenen Raum 47 unverändert, und die verschiebbare Kegelscheibe 9 wird festgehalten, so daß sie sich nicht bewegen kann.

Wird andererseits das Ventilglied 34 durch den Bowdenzug 35 in eine der Pfeilrichtung 38 entgegengesetzte Richtung gedrängt, so öffnet sich die Öffnung 46 und gibt für die Druckflüssigkeit einen Verbindungsweg aus der Druckkammer 42 in den Flüssigkeitsbehälter 49 über die Leitung 40, die Öffnung 39, die Öffnung 46 und eine Leitung 48 frei. Inzwischen besteht innerhalb der Druckkammer 30 noch immer ein Druck, und die verschiebbare Kegelscheibe 12 wird in die von dem Pfeil 31 angezeigte Richtung gedrängt. Dadurch wird die verschiebbare Kegelscheibe 9 von dem Riemen 11 in eine Richtung gedrängt, die der von dem Pfeil 43 angezeigten Richtung entgegengesetzt ist, so daß die Druckflüssigkeit aus der Druckkammer 42 zum Behälter 49 zurückgedrückt wird. Diese Bewegung der verschiebbaren Kegelscheibe 9 verursacht einen Druck auf den Arm 45, wodurch das Steuerorgan 32 in einer Richtung _i .feewegt.iwird, die der von dem Pfeil 38 angezeigte^ (.-.Richtung entgegengesetzt ist. Bei Beendigung'*der Bewegung des Ventilgliedes 34 bewegt sich das Steuerorgan 32 so lange, bis seine Öffnungen 33 und 46 von den Kolben des Ventilgliedes 34 geschlossen sind, und hält dann selbst an.

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß die Betätigung des Hebels 36 durch den Bowdenzug 35 in stetiger Weise eine Steuerung der jeweiligen Stellung der verschiebbaren Kegelscheiben bewirkt und so das Drehzahl-Übersetzungsverhältnis stufenlos reguliert werden kann.

Fig. 3 und 4 ,stellen die Betätigungsvorrichtung für den Bowdenzug 35 perspektivisch bzw. in der Aufsicht dar. Die Betätigungsvorrichtung besteht aus dem Schalthebel 50, der um die Achsen I-I und IHI schwenkbar ist, so daß er in Fahrzeuglängsrichtung G-F, d. h. in einer von dem Pfeil D in Fig. 1 angezeigten Richtung, um die Achse I-I bewegt werden kann sowie auch in Fahrzeugquerrichtung H-J um die Achse H-II. Der vorerwähnte Bowdenzug 35 ist mit dem unteren Ende eines Schwenkarmes verbunden, der durch den Schalthebel 50 bewegbar ist. An dem Schalthebel 50 ist eine Platte 51 befestigt und gegenüber einem Ventilglied 53 eines Steuerorgans 52 angeordnet, das auf dem Lenkarm 4 des Schleppers montiert ist, so daß die Platte 51 stets dann, wenn der Schalthebel 50 in Richtung / bewegt wird, das Ventilglied 53 gegen die Kraft einer Schraubenfeder 54 in eine Richtung drücken kann, die der von dem Pfeil 70 in F i g. 4 angezeigten Richtung entgegengesetzt ist, wodurch in dem Steuerorgan 52 die Verbindung zwischen den öffnungen 55 und 56 hergestellt und die Öffnung 57 geschlossen wird. Somit strömt die Druckflüssigkeit von der Pumpe 24 durch eine Leitung 5S, die Öffnungen 55 und 56 des Steuerorgans 52 und eine Leitung 59 in einen Arbeitszylinder 60 (Fig. 2) und drückt dabei einen Druckkolbcn 61 in eine von dem Pfeil 63 angezeigte Richtung gegen die Kraft einer Schraubenfeder 62. Durch die Bewegung des Druckkolbens 61 wird auch ein starr mit dem Kolben 61 verbundener Gabelarm 64 in eine von dem Pfeil 65,^

ίο angezeigte Richtung gedrängt, so daß das Getrieberitzel 13 direkt in'das Abtriebszahnrad 14 eingreift!' Man ersieht daraus, daß die Bewegung des Schalthebels 50 in der in Fig. 3 angezeigten Richtung/ ein Schalten des Wendegetriebes auf Rückwärtsfahrt bewirkt.

Die Schwenkbewegungen des Schalthebels 50 sind von den Längsschlitzen 67 und 69 und einem Querschlitz 68 begrenzt, die in der am Lenkarm 4 festgelegten Führungsplatte 66 vorgesehen sind.

Wird der Schalthebel 50 auf den Querschlitz 68 eingestellt, so befindet sich die verschiebbare Kegelscheibe 9 in der in Fig. 2 gezeigten Stellung und vermag der Riemen 11 nicht anzutreiben. Mit anderen Worten gesagt, es ist dabei das Kraftübertragungssystem nicht mit dem Motor 1 gekuppelt. Nur in dieser ausgekuppelten Stellung ist es möglich, den Schalthebel 50 in der Querrichtung H-J zu bewegen, d. h. das Ritzel 13 entweder in die eine oder in die andere Richtung zu schieben. Wird der Schalthebel 50 im Querschlitz 68 in die Richtung/ geschwenkt und dann im Längsschlitz 69 in der Richtung G, so wird bei der Bewegung in der Richtung G der Bowdenzug 35 betätigt, während die Zahnräder sich in der Stellung für. Rückwärtsfahrt befinden. Während dann die verschiebbare Kegelscheibe 9 gegen die unverschiebbare Kegelscheibe 9' gedrängt wird, wie bei Fig. 2 beschrieben, wird der Durchmesser des Kreises, mit dem die Kegelscheibe 9 den Riemen 11 berührt, allmählich größer. Dadurch verringert sich allmählich die Übersetzung ins Langsame, und der Schlepper bewegt sich mit allmählich zunehmender Fahrgeschwindigkeit rückwärts. Die Fahrgeschwindigkeit des Schleppers kann allmählich vermindert werden, wenn der Schalthebel 50 in der entgegengesetzten Richtung F bewegt wird, und der Schlepper hält schließlich an, wenn der Schalthebel 50 in den Querschlitz 68 geführt und dabei die Kupplung des Kraftübertragungssystems mit dem Motor 1 unterbrochen ist. Wenn andererseits der Schalthebel 50 in Richtung H bewegt wird, so wird das Ventilglied 53 in die von dem Pfeil 70 angezeigte Richtung durcri. die Kraft der Feder 54 gedrängt, wobei sich die Öffnung 55 schließt und die Öffnungen 56 und 57 miteinander in Verbindung kommen.

Dann strömt die Druckflüssigkeit aus dem Arbeitszylinder 60 in den Druckflüssigkeitsbehälter 49 durch die Leitung 59 und über die Öffnungen 56 und 57 sowie eine Rückflußleitung 71 zurück. Der Druckkolben 61 wird durch die Kraft der Feder 62 in die Richtung gedrückt, die der von dem Pfeil 63 angezeigten Richtung entgegengesetzt ist, und das Getrieberitzel 13 wird aus dem Abtriebszahnrad 14 ausgerückt, um in das Zwischenzahnrad 15 eingerückt zu werden, so daß der Schlepper nun zur Vorwärtsfahrt bereit ist. In dem Maße, wie der Schalthebel 50 im Längsschlitz 67 (Fig. 3) in Richtung G bewegt wird, nimmt die Fahrgeschwindigkeit des Schleppers zu, während er vorwärts fährt.

Hierzu ] Blau Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Steuervorrichtung für ein Wechsel-Wendegetriebe eines landwirtschaftlich genutzten Schleppers, insbesondere eines Einachsschleppers, bei dem die Kraftübertragung vom Motor auf die Antriebsräder über einen Riementrieb mit stufenlos änderbarer Übersetzung und ein Zahnradgetriebe mit umschaltbarer Drehrichtung der Ausgangswelle erfolgt, die mittels eines gemeinsamen Schalthebels steuerbar sind, wobei der Eingriff in die Getriebestufen hydraulisch erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der in an sich bekannter Weise in zwei zueinander senkrechten Schaltrichtungen (G-F bzw. H-J) in drei Ebenen (Schlitze 67, 68, 69) verschiebbare und dabei in der einen Richtung (G-F) den Riementrieb (9, 9', 11,12,12') und in der anderen Richtung (H-J) das Zahnradgetriebe (13,14,15,16) steuernde Schalthebel (50) in der den Riementrieb beeinflussenden Schaltrichtung (G-F) in an sich bekannter Weise auf ein Ventilglied (34) eines Steuerorgans (32) für das Druckmittel einwirkt, dessen Ventilgehäuse in Längsrichtung zusammen mit der in ihrer axialen Stellung über das Steuerorgan (32) einstellbaren Kegelscheibe (9) des Riementriebes verschiebbar ist.

2. Steuervorrichtung mit unmittelbar auf die axial bewegbaren Kegelscheiben einwirkenden und von einer gemeinsamen Druckquelle gespeisten Druckkammern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Druckmittelzufluß zur antriebsseitig angeordneten Druckkammer (42) mittels des Steuerorgans (32) einstellbar ist, während die abtriebsseitig angeordnete Druckkammer (30) unmittelbar mit der Druckquelle (24) verbunden und in ihrem beaufschlagten Querschnitt kleiner als die antriebsseitige Druckkammer (42) ausgebildet ist.