DE1630498A1

DE1630498A1 - Steuerventilvorrichtung fuer ein Kraft-Schaltgetriebe von landwirtschaftlichen und industriellen Traktoren

Info

Publication number: DE1630498A1
Application number: DE1967F0053481
Authority: DE
Inventors: Zundel Robert P
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1966-10-12
Filing date: 1967-09-13
Publication date: 1971-07-22
Also published as: US3393586A; DE1630498B2; DE1630498C3; GB1164239A

Description

PafentanwaU . München, den i^S^J

Dipl.-ing. Kar! Wossei . ^beM967

8 Müncnen 13
Hohenstautenstr.2, Tel. 338111 ^_{n Zelchen}. ^₁₉₂₃

Ford-Werke Aktiengesellschaft

Köln-Niehl
Henry-Ford-Strasse

"Steuerventilvorrichtung für ein Kraft-Schaltgetriebe von landwirtschaftlichen und industriellen Traktoren"

Für diese Anmeldung wird die Priorität der Patentanmeldung Se.No. 586 197 vom 12. Oktober 1966 in den Vereinigten Staaten von Nordamerika in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich auf den Antrieb von Traktoren, die abseits der Strasse fahren und insbesondere auf Verbesserungen des Antriebes für einen Traktor mit einem Gerät zur Behandlung von Materialien, wie z.B. einem Verlader. Obgleich die Beschreibung sich auf einen industriellen Traktor mit einem Verlader richtet, der vorne an dem Fahrgestell des Traktors angeordnet ist, kann die Verbesserung nach der Erfindung auch auf Antriebe für landwirtschaftliche und industrielle Traktoren mit anderen

T* Geräteformen angewendet werden wie z.B. Schleudern, Pflügen und

go Baggeraggregaten.

° Der Antrieb eines industriellen Traktors nach der vorliegenden _m Beschreibung besitzt ein Mehrganggetriebe, welches mehrere Drehmomentwege zwischen der Maschine des Tra--ktors und den Zugrädern ergibt. Es können vier Vorwärtsgänge und vier Rückwärt sgänge, ^

geschaltet werden und es ist eine halb-automatische Steuerung zur Auswahl des Vorwärts-Antriebsbereiches und des Rückwärts-Antriebsbereiches vorgesehen und zwar durch Einschaltung oder Ausschaltung zusammengehöriger Vorwärts- und Rückwärtsreibungskupplungen. Der Fahrer des Fahrzeuges kann auf diese Weise das Getriebe zum Betrieb in einem der vier Vorwärts- oder Rückwärtsgänge einstellen, wenn die Maschine bei einer ausgewählten konstanten Drehzahl arbeitet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung läuft die Maschine des Tra^ktors mit einer Drehzahl von etwa' 1 150 Umdrehungen/min. Der Fahrer kann den Verlader in die Last vorschieben und ihn dann, nachdem der Verlader gefüllt ist, zurückziehen. Dies erfolgt einfach durch Steuerung de--r Betätigung und Lösung der Vorwärts- und Rückwärts-Kupplungen in dem Antrieb. Ein neutraler Zustand wird dadurch erreicht, dass beide Kupplungen gleichzeitig gelöst werden. Zwischen der Maschine und den Kupplungen sfet ein hydrokinetischer Wandler, um den Antrieb zu dämpfen und um das Drehmoment der Maschine zu vervielfachen.

Bei der verbesserten Steuervorrichtung sind Vorkehrungen getroffen, um einen Eingriff der Vorwärtskupplung oder der Rückwärtskupplung zu verhindern, wenn die Maschinendrehzahl einen bestimmten Wert, wie z.B. 1 150 Umdrehungen/min, übersteigt. Hier· durch wird eine übermässige Belastung des Antriebes aus Trägheitskräften vermieden und es wird verhindert, dass der Traktor sich vorne hebt, wenn der Fahrer bei der Umkehr in die Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges die Steuerung so schaltet, dass sich die Rückwärtskupplung löst und versucht, die Vorwärtskupplung an-

109830/0308 BAD on:mal

zuziehen.

Die Steuerung nach der Erfindung eiihält ein Hand-Wählventil, welches Steuerdruck aus einer von der Maschine angetriebenen Pumpe, die als Druckquelle wirkt, an durcK^uFiüsäigkeit betätigte Servovorrichtungen für die Vorwärts- und Rückwärtskupplungen liefert. Es wird eine hydromechanische Verriegelung benutzt, um die Bewegung des Handventiles durch eine Neutraisteilung zu verhindern, wenn der Fahrer das Ventil aus einer Stellung eines Betriebsbereites in die Neutralstellung verstellt und alsdann versucht, in die Stellung für den anderen Betriebsbereich zu schalten.

Die hydromechanische Verriegelung erzeugt diese Verriegelungswirkung nur abhängig von einer über die gewünschte Maschinendrehzahl hinaus gehenden Drehzahl.

Die Betriebs-Druckhöhe für die Kupplungen wird durch ein Regulierventil gesteuert, welches so bemessen sein kann, dass es einen Betriebsdruck bei der bemessenen Maschinendrehzahl abgibt, der ausreicht, um die Kupplungen bei Spitzenbelastungen völlig angezogen zu halten.

Die Schaffung einer Steuervorrichtung mit diesen Eigenschaften ist eine Hauptaufgabe der Erfindung. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Steuervorrichtung für ein Getriebe der angegebenen Art zu schaffen, bei der der Fahrer das Handventil in eine Neutralstellung zurückführen kann, um beide Kupplungen zu lösen, wenn die geregelte Maschinendrehzahl einen bestimmten Viert übersteigt, wobei indessen eine Schaltbewegung hierauf aus der Neutralstellung in eine Stellung der beiden Antriebsbereiche verhindert wird. ^ ^ _g 3 ₀ / ₀ 3 QB

Es ist noch eine Aufgabe der Erfindung, eine Steuervorrichtung der oben angegebenen Art zu schaffen, bei der ein Regulierventil zur Aufrechterhaltung eines bestimmten regulierten Kupplungsdruckes ausserdem ein Drehzahlsignal abgibt, welches von der hydromechanischen Verriegelung benutzt wird, um die beschriebene Absehaltwirkung abhängig von einer Steigerung der Maschinendrehzahl über einen bemessenen Wert hinaus zu erzielen.

^ Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung anhand der Zeichnungen, auf denen zeigen:

Fig. IA, IB und IC im Querschnitt ein Umkehrgetriebe mit vier Gängen für einen industriellen Traktor.

Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie 2-2 der Fig. IB.

Fig. 3A und 3B schematisch ein Ventilsystem zur Steuerung des ^w Anzuges und der Lösung der Vorwärts- und Rückwärtskupplungen für die Vorrichtung nach Fig. IA, IB und IC.

Fig. 4 eine grafische Darstellung der Verhältnisse zwischen Maschinendrehzahl und Leitungsdruck an den Ventilen der hydromechanischen Verriegelung.

Fig. 5 eine vergrösserte Darstellung eines Teiles der Fig. 3B.

Fig. 6a eine vergrösserte Darstellung des Regulierventiles der ^Pis- ^3B· 109 8 30/0308

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- 5 Fig. OB einen Querschnitt nach Linie 6B-6B der Fig. 6A.

In der Fig. IA ist das Schwungrad auf der Kurbelwelle der Maschine eines Traktors mit 10 bezeichnet. Die Abtriebswelle des Getriebes ist in der Fig. IC mit 12 bezeichnet. Die Welle 12 ist über eine Antriebswelle und ein Differential sowie eine Achsvorrichtung mit den Zugrädern des Fahrzeuges verbunden. Das Schwungrad 10 ist durch Bolzen Ik mit der Kurbelwelle der Maschine verbunden und über eine Triebwerksplatte 16 mit dem Pumpenmantel eines hydrokinetischen Drehmomentwandlers 20.

Der Wandler von üblicher Ausbildung enthält eine Turbine, die mit der Turbinenwelle 22 verbunden ist sowie eine Pumpe, die als Teil einer Pumpvorrichtung einschliesslich des Mantels 18 ausgebildet ist. Ein beschaufeltes Leitrad zwischen dem Austrittsquerschnitt der Turbine und dem Strömungseintritfcsquerschnitt des Pumpenteiles sitzt, sich nur in einer Richtung drehend, auf einer feststehenden Leitrad-Hohlwelle 24, die durch Bolzen 26 mit der vorderen Wand 28 verbunden ist. An der Wand 28 ist ausserdem ein Pumpengehäuse 30 befestigt, welches Elemente für eine Verdrängerpumpe 32 enthält. Die Teile 32 bilden eine Druckquelle für das Steuersystem, welches anhand der Figuren 3A und 3B beschrieben werden wird. Die Pumpentelle 32 erhalten über einen Niederdruckzuführungskanal 3H in der Wand 28 Flüssigkeit. Dieser Kanal 3k steht mit einer Öl-Filtervorrichtung 36 in Verbindung, die in dem Sumpf 38 des Getriebes angeordnet ist. Der Sumpf 38 sitzt im unteren Bereich des Getriebegehäuses 40.

Die Wand 28 ist mit ihrer Kante an der inneren Schulter k2 befestigt, die einen Teil des Gehäuses kO bildet. Die Wand 28

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enthält ausserdem eine Lageraussparung 44, die ein Lager 46 aufnimmt. Die Welle 22 ist drehbar in der Mittelöffnung 48 durch das Lager 46 gelagert. Ausserdem ist sie in der Leitrad-Hohlwelle 24 mittels einer Büchse 50 gelagert.

Eine Tragwand 52 für ein Zwischenlager, die einen Teil des Gehäuses 40 bildet, steht radial nach innen vor. Eine Kupplungsabtriebswelle 54 ist mittels eines Lagers 56 in einem Lagerträger 58 gelagert, welcher an der Wand 52 befestigt ist. Das Antriebszahnrad 60 ist direkt mit der Welle 54 verbunden. Das andere Ende der Welle 54 ist durch ein Lager 62 in einer Lageraussparung am rechten Ende der Welle 22 gelagert.

Ein zweites Antriebszahnrad 64 ist mittels eines Lagers 66 auf der Welle 54 gelagert. Das Zahnrad 6.4 sitzt in einem Teil des Gehäuse-Inneren zwischen der Wand 28 und der Wand 52, woselbst ausserdem eine Mehrscheibenkupplung 68 angeordnet ist.

Die Kupplung 68 besteht aus einer Kupplungstrommel 70, die von einer mittleren Scheibe 72 getragen wird. Die Scheibe besitzt eine Nabe 74» die mittels Büchsen auf der Welle 54 gelagert ist. Die Trommel 70, die Scheibe 72 und die Nabe 74 bilden zwei sich gegenüberliegende Ringzylinder 76 und 78, welche Ringkolben 80

_^ und 82 enthalten. Die Trommel 70 ist direkt mit einem Plansch

to 84 an der Welle 22 verbunden und wird teilweise von ihm getraoo

^ω gen.
ο

o Die KupplAngsvorriehtung 68 enthält eine Mehrscheiben-Vorwärts-

Kupplung 86 sowie eine Mehrscheiben-Rückwärtskupplung 88. Die Kupplung 86 enthält Reibscheiben, die von der Trommel 70 , —

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getragen werden sowie damit zusammenwirkende Reibscheiben, die von dem Kupplungsteil 90 getragen werden, der seinerseits auf die Welle 54 aufgenutet ist. Die Kupplung 88 enthält Reibscheiben, die von der Trommel 70 getragen sind, Sowie hiermit zusammenwirkende Reibscheiben auf dem Kupplungsteil 92, der einen Teil d-^es Antriebszahnrades 64 bildet, welches während des Rückwärtsbetriebes arbeitet, wie später noch erläutert wird.

Der Kolben 80 und der Zylinder 76 bilden eine Druckkammer, die durch innere Kanäle in der Welle 54 gespeist wird. Auch die Druckkammer zwischen dem Kolben 82 und dem Zylinder 78 kann mit Flüssigkeit versehen werden. Wenn der Zylinder 76 unter Druck steht, so erregt der Kolben 80 die Kupplungsscheiben 86, sodass eine direkte Verbindung zwischen der Welle 22 und der Welle 54 entsteht. Wird Flüssigkeitsdruck auf den Zylinder 78 gegeben, so bilden die Scheiben 88 eine Treibverbindung zwischen der Welle 22 und dem Zahnrad 64. Wird w--i? Kupplungsdruck aus den Kupplungszylindern 76 und 78 nachgelassen, so werden die Kolben 80 und 82 in die die Kupplung lösende Stellung gedrückt und zwar durch ihre Rückführ-Federn 94 und 96.

Die Abtriebswelle 12 ist mittels eines Lagers 98 in der Endwand 100 gelagert, die einen Teil des Getriebegehäuses 40 bildet. Das linke Ende der Welle 12 ist mittels eines Lagers 102

gelagert, welches in einer Lageraussparung in dem Zahnrad 60 ],j sitzt. Auf dem mittleren Teil der Welle 12 ist ein erstes Ab-

*«. triebszahnrad 104 drehbar gelagert. Ein drittes Gang-Abtriebso

zahnrad 106 ist auf dem gleichen Wellenteil gelagert, wie das Zahnrad 104. Die Zahnräder 106 und 104 können beliebig mit der Welle 12 verbunden werden und zwar mife über eine Klauenkupplung

BAD RlGiNAL

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mit einer Nabe 108, auf der eine innen genutete Kupplungs-Hülse 110 sitzt. Die Hülse 110 kann axial auf der Nabe 108 verschoben werden, indessen verhindert die Vernutung eine relative Drehung zwischen beiden. Wird die Hülse 110 nach rechts verschoben, so erfassen ihre Zähne die Kupplungszähne 112 an dem Zahnrad 106, wodurch das Zahnrad 106 an der Welle 12 festgelegt wird. Wird die Hülse 110 nach rechts verschoben, so erfassen ihre inneren Zähne die Kupplungs zähne 114, sodass das Zahnrad 10*}-mit der Welle 12 verbunden wird. Die Schaltbewegung der Hülse 110 erfolgt über eine Schaltgabel 116, welche an der Schaltschiene 118 befestigt ist. Diese Schaltschiene ist dem Gehäuse 40 parallel zur Achse der Welle 12 angeordnet. Die Schaltung kann von Hand durch einen geeigneten Schalthebel 120 bewirkt werden.

Ein zweites Gang-Abtriebszahnrad 122 ist auf die Welle 12 bei 12*i auf genutet. Ein viertes Schnellgang- Zahnrad 126 ist ebenfalls direkt auf die Welle 12 aufgenutet, wie bei 128 dargestelH

Parallel zur Welle 12 verläuft eine Nebenwelle 130, die von dem Gehäuse 40 durch ein erstes Lager 132 und ein zweites Lager 13^ an den Enden gelagert ist. Das Lager 132 sitzt in einem Lager-Halter, der seinerseits in einer Lageröffnung 136 der Endwand 100 eingesetzt ist. Das Lager 13¹I sitzt dagegen in ei-

O₅ ner Lageröffnung 138 der Zwischenwand 52. Das rechte Ende der

ο Nebenwelle 130 trägt ein mit ihr aus einem Stück hergestelltes

ο Zahnrad i40 für den niedrigen Gang, welches dauernd mit dem co

^ Abtriebszahnrad 104 in Eingriff steht. Ein weiteres Zahnrad

besteht ebenfalls mit der Welle 130 aus einem Stück. Es

greift beständig in das dritte Gang-Zahnrad 106 ein,

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Das aeite Gang-Zahnrad 144 ist mittels einer Büchse 146 auf der Welle 130 gelagert. Es greift beständig in das zweite Gang-Zahnrad 122 ein. Die zweite Klauenkupplung 148 ist auf der Nebenwelle 130 angeordnet. Sie besitzt eine Nabe 150, die bei eiHBä?- 152 auf die Nebenwelle aufgenutet ist und die ausserdem äussere Nuten besitzt. Diese greifen in innere Nuten an der Kupplungshülse 154 ein. Ein viertes Gang-Zahnrad 156 ist drehbar auf der Nabe 150 gelagert. Es greift in das vierte Gang-Zahnrad 126 ein.

Die Zahnräder 156 und 144 können direkt mit der Nabe 150 durch Schaltung der Kupplungshülse 154 in der einen oder der anderen Richtung verbunden iferden. Wird die Hülse nach rechts geschaltet, so erfasst die Hülse 154 die Kupplungszähne 158, wodurch eine direkte Verbindung zwischen der Welle 130 und dem Zahnrad 144 hergestellt wird. Wird die Hülse 154 nach links geschaltet, so erfassen die inneren Kupplungszähne der Hülse die Kupplungsζahne l60 des Zahnrades 156.

Ein weiteres Zahnrad 162 ist bei 164 auf die Welle 130 aufgenutet. Das Zahnrad 162 greift in das Zahnrad 60 ein. Die Welle 130 trägt ausserdem ein RÜckwärts-Zahnrad l66, welches bei 168 auf die Welle 130 aufgenutet ist. Das Zahnrad 166 kann in ein

_, Rückwärtsritzel 170 eingreifen, welches seinerseits mit dem

to Antriebszahnrad 64 in Eingriff steht.

Q Die Schaltbewegung der Hülse 154 erfolgt über eine Schaltgabel ο 172, die an einer Schaltschiene 174 sitzt. Die Schaltschiene ' £p

·* »Cc

174 wird durch den Schalthebel 120 von dem Fahrer des Fahrzeu- ^c< ges betätigt. Die notwendige mechanische'Verbindung zwischen ! cj

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- ίο -

der Schiene 17¹I und dem Hebel 120 ist lediglich teilweise dargestellt.

Um die Vorrichtung in den Vorwärtsbereich zu schalten, ist es lediglich notwendig,, die Kupplung 86 anzuziehen und die Kupplung 88 zu lösen. Das Drehmoment der Turbine des Wandlers 20 gelangt alsdann direkt von der Turbinenwelle 22 auf das vordere Antriebe,· zahnrad 60. Sofern zu dieser Zeit das vierte Gang-Zahnrad 104 mit der Welle 12 verbunden ist, so gelangt eine Antriebskraft aus der Welle 22 über die Kupplung 86 durch das Zahnrad 60, das Zahnrad 162 , die Welle 130, das Zahnrad I¹JO sowie über das Zahnrad 104 an die Welle 12. Wird das Zahnrad 104 gelöst und das Zahnrad 144 mit der Nebenwelle 130 verbunden, so arbeitet das Getriebe im zweiten Gang, wenn die Kupplung 86 angezogen ist. Das Drehmoment gelangt alsdann aus dem Zahnrad 60 an das Zahnrad 162, das Zahnrad 144 und über das Zahnrad 122 an die Abtriebswelle 12.

Wird die Hülse 110 in die Neutralstellung geschaltet, wie in der Flg. IC dargestellt ist, während die Hüäse 154 nach links geschaltet wird, so ist das Getriebe auf dein Betrieb im vierten Gang gestellt, wobei die Kupplung 86 angezogen ist. Das Turbinendrehmoment wird alsdann aus dem Zahnrad 60 an das Zahnrad 162,

_^ das Zahnrad 156 und über das Zahnrad 126 an die Abtriebswelle

cd 12 geliefert,
oo

^ Der volle Bereich der Rückwärtsgänge wird in der gleichen V/eise

ο erzielt, wie der Vorwärts-Antriebsbereich mit der Ausnahme, daß

die Kupplung 88 angezogen ist und die Kupplung 86 gelöst wird. Hierbei dient das Zahnrad 166 als AnttÄszahnrad für die Zahn-

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- ii -

räder der Nebenwelle. Das Drehmoment der Turbine gelangt von der Welle 22 über die Kupplung 86, das Antriebszahnrad 64, das Rückwärtsritzel 170 und das Zahnrad 166 an die Nebenwelle 130. Ist das Fahrzeug für den Betrieb mit einem bestimmten Gang eingestellt, so werden Vorwärts- und Rückwärtsbetrieb einfach durch Anziehen und Lösen der Kupplungen 86 und 88 erreicht.

Der steuernde Ventilkreis zur Steuerung des Betriebes der Kupplungen ist in den Fig. 3A und 3B dargestellt. Die Ausstossseite der Pumpe 32 (Fig. 3B) steht mit der Eintrittsöffnung I80 des Hauptregulierventiles 182 nach den Fig. 3B und 6A in Verbindung. Die Ausstoßseite der Pumpe 32 und die öffnung I80 stehen ausscrdem mit dem Zuführungskanal 184 eines Blockierventiles der hydromechanischen Verriegelungsvorrichtung in Verbindung, wie nachstehend beschrieben wird.

Das Regulierventil 182 besitzt eine« Ventilkörper 186, in dem eine Ventilkammer 188 vorgesehen ist. Ein Ventilkörper 190 mit mehreren Steuerbunden sitzt in der Kammer 188. Er besitzt die Steuerbunde 192, 194 und 196. Diese passen zu inneren Steuerbunden in der Ventilkammer 188. Der Teil des Ventiles 190 zwischen den Steuerbunden 192 und 194 hat grösseren Durchmesser, als der Teil zwischen den Steuerbunden 194 und 196. Bewegt sich der

-* Steuerbund 194 in der Ventilkammer I88, so wird Flüssigkeit ο

^ von der einen Seite des Steuerbundes 194 an die andere Seite _o durch eine Drosselöffnung 198 gefördert. Hierdurch wird ein

ο stabilisierender Einfluss hervorgerufen, der eine unkontrollierte
te Schwingung des Ventilteiles 190 in der Ventilkammer 198 verhindert. Der obere Bereich 200 der Kammer I88 wirkt als _Ablassöffnung. 6ADOKGINAL

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Die regulierte Ausstossöffnung für den Druck des Ventiles ist bei 202 dargestellt. Die Verbindung zwischen der öffnung l80 und der öffnung 202 wird durch den Steuerbund 192 gesteuert. Das Ventil I90 wird normalerweise im Sinne der Fig. 3B und 6 durch eine Ventilfeder 204 aufwärts gedrückt. Ein mit Gewinde versehener Ventil-Stopfen 206 im unteren Ende der Kammer 188 bildet einen Sitz für die Feder 204.

Die Ablassöffnung 208 steht mit einem Teil der Kammer I88 in Verbindung, in dem die Feder 204 sitzt. Sie steht ausserdem mit einer Ablassventilkammer 210 in Verbindung, die eine lientilfeder 212 enthält, sowie ein Ablass-Rückschlagventil 214. Dfeses Ventil legt sich gegen eine Ventilöffnung, die eine gesteuerte Verbindung zwischen der öffnung 208 und der Hochdrucköffnung 202 herstellt. Die Feder 212 setzt sich auf einen Ventilstopfen 216 auf. Der Ventilteil 214 ergibt eine Verbindung zwischen der öffnung 202 und der öffnung 208, wenn der Druck in der öffnung 202 einen gewissen Sicherheitswert überschreitet.

Die öffnung 202 steht mit dem Speisekanal 218 des Wandlers in Verbindung, der seinerseits mit dem Torushohlraum des hydrokinetischen Drehmomentwandlers 20 in Verbindung steht. Ein Rückströmkanal 220 steht ebenfalls mit dem Toruskreislauf des

_,. Wandlers in Verbindung, der die Wandlerflüssigkeit über ein

-JD Rückflussrohr 222 an den Ventilkörper liefert, der unten in

^ dem Getriebesumpf angeordnet ist. Das öl fliesst alsdann aus Q dem Rückflussrohr 222 über einen Zufuhrkanal zu einem ölkühler

ο 226. Aus dem ölkühler gelangt das öl über einen Kanal 228 an

einen Filter 230 und von hier aus an eine Schmierölöffnung an einer Stelle bei einem Paßstück 234 an dem Gehäuse 40.

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Das Schmieröl gelangt alsdann abwärts durch ein Rohe 236 an die versehienen Schmierkanäle des Getriebes, wie z.B. den Kanal 238. Ein Scheibenventil 240 wirkt mit einer Ventilöffnung 242 in dem Lager-Paßstück 58 zusammen. Sobald Schmieröldruck entwickelt wird, hebt sich das Scheibenvantil 240 entgegen dem Einfliss der Ventilfeder 244 ab, so dass die Schmierflüssigkeit in den Sumpf zurück gelangen kann.

Der Steuerbund 192 des Regulierventiles ruft eine Steigerung des Druckes in der Öfnung I80 hervor, wenn die Pumpe 32 angetrieben wird. Ist die Antriebsdrehzahl der Pumpe 32 ausreichend hoch, so wird das Ventil 190 abwärts, entgegen der Kraft der Feder 204 gedrückt. Die Druckkraft, die die Schaltbewegung des Ventiles 190 hervorruft, entsteht infolge des Durchmesserunterschiedes zwischen den Steuerbunden 196 und 192. Die Höhe des Druckes in dem Kanal I80 bei der das Ventil 190 zu regulieren beginnt, hängt ab von der Bemessung der Feder 204 und von dem Unterschied in der Fläche zwischen den Steuerbunden 192 und 196.

Der Kanal 184, der dazu dient, die hydromechanische Verriegelung zu füllen, wird ausserdem dazu benutzt, Flüssigkeit an das Handsteuerventil 246 zu liefern. Dieses Ventil enthält einen Ventilteil 248 mit mehreren Steuerbunden, der gleitend in einer Ventilkammer 250 des Ventilkörpers 252 angeordnet i3t. Der Ventilteil 248 besitzt die Steuerbunde 254, 256 und 258.

_o Eine erste Drucköffnung 260 steht mit der Ventilkammer 250 ο neben dem Steuerbund 256 in Verbindung. Eine zweite Drucköff- ' _

CO f "=

nung 262 steht mit der Kammer 250 neben dem Steuerbund 258 i fl

in Verbindung. Die öffnung 260 stellt eine Verbindung mit der * G

' ei; Servovorrichtung für den Rückwärtsantrieb über die Leitung 264 g

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-latund die öffnung 262 steht mit der Servovorrichtung für den Vorwärtsantrieb über eine Leitung 266 in Verbindung. Diese Leitungen 264 und 266 bestehen zum Teil aus koaxialen öffnungen in den Wellen 22 und 54 und aus einem die Strömung verteilenden rohrförmigen Einsatz 268. Der Kanal durch die Mitte des Einsatzes 268 bildet einen Teil des Kanalse 266. Der Ringfcanal, der den Einsatz 268 umgibt, bildet einen Teil des Kanales 264.

Die Kammer 250 ist an zwei Stellen 270 und 272 abgelassen. Der Kanal 184 steht mit der Kammer 258 zwischen den Steuerbunden 256 und 258 in Verbindung. Wenn der Ventilteil 248 nach rechts verschoben wird, so gelangt der Kanal 184 mit dem Kanal 266 in Verbindung, wodurch der regulierte Druck in dem Kanal 184 auf die Servoyorrichtung für den Vorwärtsantrieb übertragen wird. Gleichzeitig gelangt der Kanal 264, der zur Scrvovorrichtung für den Rückwärtsantrieb führt, in Verbindung mit dem Ablass 2?2. Schaltet der Fahrer den Ventilteil 248 nach links, so gelangt der Kanal 184 in Verbindung mit dem Kanal 264 der Servovorrichtung für den Rückwärtsgang und der Kanal 266 für die Servovorrichtung des Vorwärtsganges gelangt in Verbindung mit dem Ablass 270.

Der Ventilteil 248 ist in der Fig. 5 in der Neutralstellung

_^ dargestellt, in der beide Kanäle 264 und 266 entleert sind.

cd Diese Neutralstellung wird durch eine federnde Einrastvorrich-

<·*> tung 274 erreicht. Die Rastvorrichtung enthält federbelastete σ

^ Sperrteile 276, die von dem Ventilteil 248 getragen werden. Sie

_o können unter Federdruck nach aussen bewegt werden, sodass die beliebig eine erste, eine zweite oder eine dritte Raststellung 278, 280 und 282 einnehmen. Diese Stellungen entsprechen

BAD C; VASSAL

der Stellung für den Rückwärtsantrieb, der Neutralstellung und der Stellung für den Vorwärtsantrieb. Eine jede Stellung wird durch Ringnuten in dem zylindrischen Gehäuse 284 festgelegt, welches an einem Ende des Ventilkörpers 252 befestigt ist.

Eine Blockier-Ventilvorrichtung 286, die eine Wirkung des Handventiles verhindert, besteht aus einem Ventilkörper 288 und zwei Ventilkörpern 290 und 292. Letztere sitzen gleitend in zylindrischen Kammern 294 und 296.

Die Ventilkörper 290 und 292 werden normalerweise im Sinne der Fig. 5 durch Ventilfedern 297 und 298 hoch gedrückt. Die oberen Enden der Kammern 294 und 296 sind durch eine Vershclussplatte 300 verschlossen, die an dem Ventilkörper 288 befestigt ist. Die Ventile legen sich gegen Zapfen 302 und 304, die gleitend in dem Ventilkörper 288 axial zu den Ventilen 290 und 292 angeordnet sind. Diese Zapfen legen sich auf Blockierzapfen 306 und 308, die gleitend in öffnungen 310 und 312 des Ventilkörpers 352 sitzen. Das eine Ende des Verriegelungsteiles 306 sitzt unmittelbar neben <4em Steuerbund 258 des Ventilteiles 248. Das eine Ende des anderen Verriegelungsteiles 308 sitzt unmittelbar neben dem Steuerbund 256. Wird der Sperrteil 306 abwärts gedrückt, so kann der Ventilteil 248 keine Schaltbewegung aach _^ links ausführen. Wird der Ventilteil 248 in die rechte Lage ge- (X, schaltet, so gelangt der Teil 308 in die Hochlage, sodass die

co Rückbewegung des Ventilteiles nicht verhindert werden kann.

Dadurch ist es möglich, dass der Ventilteil 248 aus der Rück-

wärtsstellung In die Neutralstellung zurückkehrt, ohne dass er durch den Teil 306 daran gehindert wird. Andererseits, sofern der Teil 306 abwärts gedrückt ist, kann der Fahrer das .Ventil·

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nicht aus der Neutralstellung in die Rückwärtsstellung zurückführen, da die Rückführung durch den Eingriff des Teiles 306 hinter den Steuerbund 258 verhindert wird.

Der Riegelteil 308 wirkt in der gleichen Weise und bewirkt einen Eingriff vor den Steuerbund 256, um eine Schaltbewegung des Teiles 248 nach rechts in die Stellung für Vorwärtsantrieb zu verhindern, wenn der Teil 308 abwärts bewegt ist. Der Teil 308 verhindert dagegen nicht die Bewegung des Teiles 248 aus der Stellung für Vorwärtsantrieb in die Neutralstellung, da er hoch steht, wenn der Teil 248 in der Stellung für Vorwärtsantrieb ist. Er verhindert dagegen eine Schaltbewegung des Teiles 248 aus der Neutralstellung in die Stellung für Vorwärtsantrieb, wenn er abwärts steht, da er hier an den Steuerbund 256 anschlägt.

Die Federkammer der Fdder 298 steht mit dem Zufuhrkanal 266 der Servovorrichtung für die Vorwärts-Antriebskupplung über einen quer verlaufenden Kanal 314 in Verbindung. In gleicher Weise steht der Kanal 264 der Servovorrichtung für die Rückwärtskupplung mit der Federkammer der Feder 296 über einen Querkanal 316 in Verbindung. Der Kanal 184 hat über einen Zweigkanal 318 mit den oberen Enden der beiden Kammern 297 und 294 Verbindung. Da-

-» durch sind die oberen Enden der beiden Ventilteile 290 und 292 ο

^ dem Druck in dem Kanal 184 ausgesetzt.

ο Das Regulierventil 190 besitzt zwei Abflachungen 320 und 322, ° wie aus Fig. 6B erkennbar, die einegesteuerte Verbindung zwischen der Öffnung I80 und der Öffnung 202 ergeben. Diese Abflachungen dienen als in der Grosse veränderliche Öffnung.

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Steigt die Drehzahl der Pumpe 32 nach einem Dauerzustand, so ist der regulierte Zustand erreicht und es tritt eine Drucksteigerung in dem Kanal 184 auf, die in Beziehung zur Pumpendrehzahl steht und zwar wegen der Öffnungswirkung der Abflachungen 320 und 322. Steigt die Pumpendrehzahl auf einen Wert, der gröseer ist, als der gesteuerte Drehzahlbereich, wie er gewünscht wird, so wird ein Drehzahlsignal über den Kanal 18*1 an das obere Ende der Ventilteile 290 und 292 gegeben. Ist die Pederkammer eines der Ventilteile entleert, so ruft die Druck-Steigerung in dem Kanal^eine Schaltbewegung des Ventilteiles abwärts hervor, wodurch die Schaltbewegung des Ventilteiles 248 in der einen oder der anderen Richtung unmöglich gemacht wird. Steht das Ventil 248 in der Neutralstellung, so werden beide Teile 308 und 3O6 in die Sperrstellung bewegt.

Tritt die Drehzahlsteigerung auf, wenn das Getriebe auf Rückwärtsantrieb eingestellt ist» so gelangt der Kanal JlS unter Druck. Alsdann wird der Ventilteil 290 nicht in Abwärtsrichtung betätigt, da eine solche Abwärtsbewegung durch den Druck in der Kammer der Feder 296 verhindert wird. Alsdann ist es für den Fahrer möglich, das Handventil aus der Rückwärtsstellung in die Neutralstellung unmittelbar zu schalten. Zu dieser Zeit wird der Kanal 316 Sofort entleert. Der Ventilteil 29Ospricht __» unmittelbar auf den Ablassdruck in der Federkammer 296 an,

to sodass der Teil 306 die Sperrstellung annimmt. Hierdurch wird 00

^ verhindert, dass der Fahrer in die Rückwärtsstellung zurück-

o schalten kann. Der andere Teil 308 verhindert zu dieser Zeit

ο bereits die Schaltbewegung des Handventiles in die Stellung für

Vorwärtsantrieb.

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Auch eine umgekehrte Wirkung tritt ein. Wenn z.B. die Servovorrichtung für den Vorwärtsantrieb angezogen ist, während eine Drehzahl^xSteigerung über den gewünschten Wert auftritt, so nimmt der Sperrteil 306 augenblicklich die Sperrstellung an, weil der Kanal 316 in dieser Zeit entleert ist. Andererseits nimmt der Teil 308 die Hochlage ein, da der Kanal 3I¹* in die Federkammer unter Druck steht und das Drehζah!signal auf das obere Ende des Ventilteiles 292 überwindet. Der Fahrer kann also das Handventil aus der Vorwärtsstellung in die Neutralstellung bewegen. Sobald dieses eintritt, wird der Kanal 314 über die öffnung 270 entleert, sobald die Servovorrichtung für den Vorwärtsantrieb gelöst wird.

Beim Betrieb kann die Maschinendrehzahl anfänglich durch den Faheer mittels einer Hand-Drossel eingestellt werden. Hierdurch wird eine minimale Drehzahl erreicht, bei der die Maschine arbeitet. Die Wirkung der Hand-Drossel kann indessen durch eine Fuss-Drossel überlagert werden, so dass der Fahrer, sofern er es wünscht, die Maschinendrehzahl steigern kann, um sie irgendwelchen Betriebsbedingungen anzupassen. Beim Betrieb eines Verladers senkt der Fahrer die Ladeschaufel, wenn er sich dem zu verladenden Materialhaufen nähert. Es kann dieses Sand sein oder Steine, Staub, Ziegel oder ein anderes schweres Material. Der Fahrer kann die Schaufel kippen, um sie mit diesem Material zu füllen. Er kann

_^ alsdann das Handventil in die Rüekwärtsstellung schalten, um sich

to von dem Haufen zurückzuziehen. In dieser Zeit wird normalerweise

^OJ der Fahrer die Drehzahl der Maschine etwas steigern. Sofern diese ο

^ Drehzahl grosser ist, als der Sicherheitswert, verhindert die

ο hydromechanische Verriegelung 286, dass der Färer das Handventil 00

aus der Rüekwärtsstellung direkt in die Vorwärtsstellung schaltet. Hierdurch wird eine übermässige Belastung des Antriebes vermieden

soxfie ein unstabiler Zustand, der bewirken könnte₉ dass das vordere Ende des Fahrzeuges sich hebt und die Last in der Schaufel verschiebt.

Im Notfalle braucht der Fahrer lediglich das Handventil in die Neutralstellung zu schalten, ohne Rücksicht darauf, ob die Maschinendrehzahl höher oder niedriger als der Grenzwert ist, und ohne Rücksicht auf die Richtung der Bewegung des Fahrzeuges. Zur Zeit der Einleitung der Schaltung beginnen die hydromechanischen % Sperrteile ihre Sperrwirkung nur nachdem das Handventil die Neutralstellung einnimmt. Das Handventil kann nicht aus dieser Stellung heraus bewegt werden, ehe der Fahrer die Maschinendrehzahl auf einen Sicherheitswert verringert.

Sofern die Maschinendrehzahl,die durch die Hand-Drossel eingestellt ist, bei der kritischen Grenzdrehzahl oder etwas darunter liegt j benutzt der Fahrer eher die Fahrzeugbremsen, als das Getriebe und den Antrieb zur Bremsung des Fahrzeuges, wenn er das Fahzeug aus dem Rückwärtsbetrieb in den Vorwärtsbetrieb manövriert

Die Betätigung der Fußdrossel und der Fußbremse kann so angeordnet sein, dass es für den Fahrer notwendig wird, den Fuß von der Drossel zu nehmen, um die Bremsen anzuziehen. Dadurch wird mit

_. Sicherheit die Maschinendrehzahl auf einen stetigen Wert verrin-

α? gert, wenn die Fußbremse betätigt wird. Selbst wenn aber der

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^o> Fahrer von dieser Betätigungsweise abweicht, so verhindert die ο hydromechanisehe Verriegelung nach der Erfindung die überbean-

ο spruchung der das Drehmoment übertragenden Teile des Antriebes und eine Instabilität des Fahrzeuges* _f~—- ^a_^,_M,,*

Die Pig. k erläutert die Beziehung zwischen der Maschinendrehzahl und dem Leitungsdruck, der durch das verbesserte Regulierventil erreicht wird. Der tatsächliche Wert hängt von der öltemperatur ab. Der Druck kann schwanken zwischen der oberen Kurve der Fig. 5 bis zur unteren Kurve der Fig. 5 je nach Änderungen der Temperatur zwischen 35°C bis 7O°C. Bei der regulierten Mafflhinendrehzahl, die etwa 1 150 Umdrehungen/min. betragen kann, besitzt die Kurve nach Fig. 5 eine verhätmismässig steile Neigung. Das bedeutet, dass, wenn die Maschinendrehzahl schwankt, die sich ergebende Schwankung des Leitungsdruckes ein ausreichendes Drehzahlsignal zur Betätigung der hydromechanischen Verriegelung liefert.

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Claims

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Ansprüche

1, Steuerung für ein Getriebe eines Traktors mit mehreren Gängen, welches zwei Antriebszahnräder besitzt, von denen eines über eine den Vorwärts-Betrieb betätigende Reibungskupplung angetrieben ist, während das andere Antriebszahnrad über eine den Rückwärtsantrieb betätigende Reibungskupplung angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Flüssigkeits-Druckquelle (32) über ein von Hand betätigbares Ventil (246) mit den Druckkammern der Reibungskupplungen verbunden ist, wobei jeweils eine der Druckkammern Flüssigkeit erhält, während die andere entleert wird, dass ferner eine hydromechanische Verriegelung mit wenigstens einem durch Flüssigkeitsdruck betätigten Kolben (290, 292) vorgesehen ist, der einen quer zu dem Handventil (246) beweglichen Verriegelungsteil (306,308) betätigt, welcher eine Bewegung dee Handventiles (246) in einer Stellung, verhindert und in der anderen Stellung freigibt, und dass eine in der Druckhöhe proportional zur Drehzahl der Antriebszahnräder befindliches Drucksignal vorgesehen ist, welches auf den Kolben (290, 292) einwirkt und hierdurch die Bewegung des Handventiles (246) sperrt, wenn das Drucksignal einen festgesetzten Druckwert überschreitet.

σ 2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die

hydromechanische Verriegelung zwei Kolben (290, 292) aufweist,

° die jeweils einen Riegelteil (306, 308) betätigen und dass der

u> eine Rlegelttil (306) das Handventil (246) gegen eine Bewegung

«> zum Einschalten des Vorwärts-Antriebsbereiches des Getriebes sperrt, w-'ährend der andere Riegelteil (308) das Handventil

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(246) gegen eine Bewegung zum Einschalten des Rückwärts-Antriebsbereiches sperrt.

3. Steuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hydromechanische Verriegelung ausserdem Zweigkanäle (314, 316) aufweist, die von dem Handventil (246) zu den Kolben (290, 292) führen und deren Druck dem Drucksignal entgegenwirkt, wobei die Steuerbunde (256,258) des Handventiles in einer Antriebsstellung eine Verbindung zwischen der Druckquelle (32) und dem einen Kolben (290) herstellen und in der anderen Antriebsstellung eine Verbindung zwischen der Druckquelle (32) und dem anderen Kolben (292),

4. Steuerung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeits-Druckquelle aus einer von der Antriebsmaschine des Traktors getriebenen Pumpe (32) und einem Haupt-Regulierventil (182) besteht, welches an der Auslasseite der Pumpe (32) angeordnet ist und den Auslassdruck der Pumpe auf einen bestimmten Wert regulJa?t.

5. Steuerung nach Anspruch 1 bis 4_S dadurch gekennzeichnet, daß das Regulierventil (182) einen mit einem inneren Steuerbund zusammenwirkenden Steuerbund (19*0 besitzt, die eine gesteuerte Verbindung zwischen der Auslasseite der Pumpe (32) und dem Getriebe-

σ sumpf bewirken, dass ferner der Steuerbund (194) eine Drossel-

°° öffnung besitzt, um eine veränderliche Öffnungswirkung zwischen to

^ Pumpe und Sumpf hervorzurufen, wenn die Pumpendrehzahl ale bees
_w stimmte Maschinendrehzahl übersteigt, wodurch in dem Pumpenaus-

ca lass eine zur Maschinendrehzahl proportionale Drucksteigerung auftritt, die die Kolben (290)und(292) betätigt.

QP

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