DE1630605A1

DE1630605A1 - Schalt- und Lenkgetriebe fuer Gleiskettenfahrzeuge

Info

Publication number: DE1630605A1
Application number: DE19671630605
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr-Ing Klaue
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-07-03
Filing date: 1967-07-03
Publication date: 1971-02-25
Also published as: US3543871A

Description

Dr. Ing. Hermann Klaue Schalt- und Lenkgetriebe

775 Konstanz für Gleiskettenfahrzeuge

Brugierstr. 5 1630605

Heutige Gleiskettenfahrzeuge» besonders solche, die für Erdbeiuegungs-Auf gaben eingesetzt werden sollen, besitzen vorwiegend Kupplungs-Breraslönkungen. Die Betätigung wird in jüngerer Zeit dadurch verbessert, daß das Kupplungs- und Brems-Lenkgetriebe pumpenhydraulisch betätigt und durch FuSpedal- bedient wird, sodaQ der Fahrer eine Hand frei behält, um die Geräte betätigen zu können« Nachteile der Kupplungs-Bremslenkung sind der schlechte Lenkungs-UJirkungsgradv die ruckartigen Bewegungen des Fahrzeugs sowie die Tatsache, daß kein tuenden auf der Stelle sondern nur um den Aufstandepunkt einer Kette möglich ist. Seit über 20 fahren ist ein Lenksystem für Gleiskettenfahrzeuge bekannt, bei dem auf jeder Kettenaeite ein Planetentrieb angeordnet ist, auf dessen eines Sonnenrad eine zusätzliche Bewegung überlagert wird. Uienn bei einem Überlagerungslenkantrieb die Lenk-Antriebsu'elle mit einem Umkehrrad ausgerüstet ist, kann auf der Stelle gelenkt werden. Oa der Lenkantrieb unter Umgehung des Schaltgetriebes mit entsprechender Übersetzung direkt vom Motor abgenommen wird, verändern sich die Lenkradien bei ubersetzungs-Änderung im Schaltgetriebe. Die Praxis hat gez.eit, daß dies keinesfalls nachteilig ist sondern durchaus der Fahrweise entspricht.

Die Erfindung bezieht sich auf Schalt- und Lenkgetriebe von Gleiskettenfahrzeugen, die mit einer derartigen Überlagerungslenkung ausgerüstet sind. Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, bei Anwendung eines derartigen Lenk-Antriebs die Bedienung des Gleiskettenfahrzeugs zu vereinfachen und den Aufwand für ein derartiges Schalt- und Lenkgetriebe zu reduzieren, um eine weite Anwendung, besonders für Erdbewegungsmaschinen, zu ermöglichen.

OiEr' Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäB dadurch erreicht, daß zum Lenken und Schalten ein einziger Bedienhebel vorgesehen i81g^/ifer in Richtung der Fahrzeuglängsachse bewegt, nach vorn die ynrwürts-ga^gHi-önd nach hinten die Rückwartsgangschaltung

. Bei Bewegung quar zur Fahrzeugliincjiiachee nach !inks gelßfjt, wirrt eine Lirtkewendung und nach rechts gelegt eine Hechts-

dea Fahrzeugs oinr/elei tut»

BAD ORiGiNAw „

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In weiterer Ausbildung der Erfindung sind zur Steuerung der Lenk-Kupplungsgetriebe hydraulische Steuer-Ventile vorgesehen, die in für sich bekannter Weise einen der Federkraft entsprechenden Steuerdruck erzeugen, so daß bei Loslassen des Schalt- und Lenkhebels eine automatische Rückstellung auf Geradeausfahrt erfolgt. Dagegen werden Gangschalt-Stufen mit Hilfe von Rastern, die bei Bewegung dee Bedienhebels in Fahrzeuglängsrichtung wirksam sind, festgehalten.

In weiterer Aust&ifcciung der Erfindung wird der Bedienhebel in einem nach oben offenen Rahmen kardanisch aufgehängt und überträgt durch zwei in Höhe der Lagerung angebrachte Hebel-Fortsätze die Steuerkraft auf die Lenkventile. Dadurch wird bei Kurvenfahrt verhindert, daß beim Gangschalten bei eingeleiteter Lenkbemegung der Steuerdruck der Lenkkupplung verändert Ui i r d.

In den Abbildungen ist ein Ausführungs-Beispiel der Erfindung dargestellt. In den Figuren 1, 2 und 3 ist ein Schalt- und Lenkgetriebe veranschaulicht), in Figur 4 bis 6 ist das Bediengerät zum Lenken und zur Betätigung der Schaltstufen dargestellt. Endlich zeigt figur 7 ein Schaltschema der Lenk- und Schalt-Betätigung.

Bei dem in Figur 1 bis 3 gewählten Beispiel ist die aus Schalt- und lenkgetriebe mit Motor bestehende Einheit als Heckantriebsblock ausgebildet.

Figur 1 zeigt das Schalt- und Lenkgetriebe im Längsscnnitt, in Figur 2 ist ein in Figur 1 mit C-D gekennzeichneter Querschnitt dargestellt, Figur 3 gibt einen Teilquerschnitt durch den Lenkantrieb wieder. In Figur .4 ist das Bediengerät in Fahrzeuglängsachse und in Figur 5 quer zur Fahrzeugl^ngsachse geschnitten veranschaulicht. Figur 6 gibt einen Querschnitt durch den Steuerschieber der Schaltbetätigung wieder. In Figur 1 bis 3 ist mit 1 die Kurbelwelle des footors, dessen Schwungscheibe 2 mit dem Hydrodynamikantrieb 3 in Verbind ing steht, bezeichnet. Eine Uiea 11 a ■, die den Hydrodynamikantrieb 3 durchdringt, treibt über die Stirnräder 5 und 6 die Lenkkuppluntjen an. Ein weiteres, 'iiit dem Antriebsrad 5 kämmendes Stirn-

BAD ORIGINAL

rad 7 dreht die Ölpumpe 8, die den Steuerdruck für das Schalt- und Lenkgetriebe erzeugt. Von dem Hydrodynamikantrieb 3 irird das Antriebskegelrad 9 über eine Hohlwelle 10 angetrieben. Die jeueilige Drehrichtung des Schalt- und Lenkgetriebes itird über die Kupplung 11 mit Kegelrad 12 oder über die Kupplung 13 mit Kegelrad 14 erzeugt. Über die Hohlwelle 15 der Hauptgetriebetuelle 15-luerden über die diy/ersen Schaltstuf en ""die äußeren Sonnenräder 16 und 17 der Lenkplanetentriebe in Umdrehung versetzt. Bei Geradeausfahrt un.rden die inneren Sonnenräder 18 und 19 festgehalten, und die Antriebskraft des Hflotnrs uiird über die Planetenräder 20 und ?1_f über die Planetenstege 22 und 23, über die Kardangelenke 24, 25, 26 und 27 in die Ritzel 28 und 29 des Seitenvorgeleges geführt. Von dort erfolgt der Antrieb" der Kettenantriebsräder 30 und 31 durch die Stirnräder 32 und 33.

Der Schaltgetriebeteil des Antriebs besteht pus den Zahnradpaaren 34 und 35, 35 und 37, 38 und 39 uoiuie den Schaltkupplungen 40, 41, 42 und 43. Dir größte übersetzung im 1. Gang i»ird durch Schließung der Kupplungen 43 und 42 über die Zahnräder 34, 35, 39 3R hergestellt. Im zweiten Gang werden die Kupplungen 43 und 41 geschlossen, dann treiben die Zahnräder 34, 35, 37, 36 an. Im 3. Gang erfolgt di e- Schal tung durch die Kupplungen /iQ und 42 und der Antrieb über dir; Zahnräder 36, 37, 39, 3R. im 4. direkten Ganq werden die Kup lungen 40 und 41 geschlossen.

Der Lenkantrieb erfolgt von der ständig mit dem ^ft1otor umlaufenden Lenkurelle 54 je nach Lenkrichtung über die Lenkkupplung 44 oder die Lenkkupplung 45, über das Keqelradu^kehrgetriebe 46, die gegenläufigen Lenkuiellen 47 und 48, die Ritzel 49 und 50, die Stirnräder 51 und 52 auf die Innensonnenräder 1? und 19. "m bei freien Lenkkupplungen 44 und 45 eine präzise Geraleausfahrt zu gewährleisten, kann auf einar der Lenkuellen eine Bremse angeordnet u/erden, din bei Betätigung einer der Lenkkupplungen vorher gelöst ».erden muß. Irr vorliegenden Beispiel ist eine Zangenscheibenbremse 53 auf der Lenkiuells 48 angeordnet. Übt Übersichtlichkeit halber wurde aoer bei dem unten beschriebenen Bediengerät angenommen, daQ keine Bremse vorgesehen ist.

Das Keilrifimenrad 55 soll andeuten, da» von hier ein mit dom motor'

£AD ORIGINAL

umlaufender Antrieb abgenommen warden kann. Die vor den Vorgelegen

engeordneten, nur zum Abbremsen dee Fahrzeugs dienenden Scheibenbretn«

sen 56.und 57 laufen außerhalb des Getriebegehäuses und sind als Vollscheiberbremsen ausgebildet.

Das in Figur 4 bis 6 dargestellte Bediengerät, das zweckmäßigerweise rechts vom Fahrersitz untergebracht ist, weist einen Bedienhebel 5R auf, der dadurch, daß er quer zur Fahrzeuglängsachse auf einem in dem nach oben offenen Rahmen 59 befestigten zylindrischen Bolzen 60 gelagert ist und der Rahmen 59 selbst an zylindrischen Fortsätzen 61 und 62 an den Lagerungen 63 und 64 des zweiteiligen Ventilgehäuses 65 schwenkbar aufgehängt ist, räumlich beweglich ist. In Fahrzeuglängsachse bewegt, werden mit Hilfe des Bedienhebels 58 von der Nullstellung aus nach vorn die vier Vorwärts- und von der Nullstellung aus nach hinten die vier Rückwärtsgangstufen geschaltet. Quer zur Fahrzeuglänqsachse und zwar in Fahrtrichtung gesehen nach links bewegt, bewirkt der Bedienhebel eine Linkswendung und nach rechts bewegt eine Rechtswendung des Fahrzeugs, in der Schaltgetriebe-Nullstellunq eine Drehung auf der btelle mit gegenläufig bewegten Gleisketten. Zur Steuerung der LenkkuDplungen 44 und 45 dienen zwei Steuerventile 66 und 67, die über an Hebelfortsützen 68 und 69 des Bedienhebels 58 angeordneten EirStellschrauben 7Γ und 71 betätigt werden.

üie Steuerventile 66 und 67, die zur Betätigung der Lenkkupplungen dienen und mit diesen über die Steuerdruck-Leitungen 72 und 73 in Verbindung stehen, bestehen aus den i-n Ventilgehäuse 65 angeordneten Steuerhülsen lh und 7b ,den Ventilschiebern 76 und 77, den durch den Bedienhebel 58 über die Hebelfortsätze 68 bzw. 69 und Einstellschrauben 70 bzw. 71 bewegten Betätigungshülsen 7B und 79 sowie den zwischen den Betätigungshülsen und den Ventilschiebern sitzenden Steuerfedern 8Γ bzw. 81 und den die Ventilschieber gegenüber der Ventilgehciuseplatte 82 abstützenden Gegenfedern 83 und

Oi.? Beschreibung der Funktion der Steuerventile 66 und 67 erfolgt bei der Erläuterung des Schaltschemas der Lenk- und Schaltbetatigung Figur 7.

Der Bedienhebel 58 weist einen nach unten aus dem R-ihmen 59 herausragenden Fortsatz 85 auf, dessen quer zur Fahrzeuqlängsnrhse liegen-

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ds kreisbogenförmige Verzahnung 86 in die Verzahnung 87 des Flach-Steuerschiebers 88 zur Betätigung der Schalt- und Vorwärts- Rück uiär te- Kupplungen eingreift.

In Figur 4 ist das Bediengerät so dargestellt, daß eine Beu/egung des äedienhebels 58 aus der gezeichneten Nullage heraus im Uhrzeigersinn eine Vormärts-Gangschaltung und entgegen dem Uhrzeigersinn eine Rückwärts-Gangschaltung einleitet.

U/ie Figur 6 veranschaulicht, ist der Flach-Steuerechieber 88 mit auf den beiden Seitenoberflächen angebrachten Kanälen, die durch Bohrungen miteinander in Verbindung stehen, ausgerüstet, über die die üldrucksteuerung der Schalt- und Reversierkupplungen vorgenommen tuird. Den Kanälen liegen Bohrungen im Ventilgehäuse gegenüber, in die die Leitungen zu den einzelnen Kupplungen sowie die ulzu- und abführung einmünden.

Die Bohrung 89 und Rohrleitung 90 führen Brucköl aus der ölpumpe 8 zu. Über Bohrung 91 und Rohrleitung 92 gelangt das aus den gelüfteten Kupplungen ablaufende Öl in den Ülsumpf zurück, Bohrung 93 mit Rohrleitung 94 verbinden mit der Voru/ärtskupplung 11 und "Bohrung 95 mit Rohrleitung 96 mit der Rückuiärtskupplung 13. Auf der gegenüberliegenden Seite verbinden Bohrung 97 mit Rohrleitung 98 den Steuerschieber 88 mit Schaltkupplung 41, Bohrunrj 99 mit Rohrleitung 100 mit Schaltkupplung 43, Bohrung 101 mit Rohrleitung 102 mit Schaltkupplung 42 und schließlich Bohrung 103 mit Rohrleitung 104 mit Schaltkupplung 40. In Figur 4 ist das auf der einen Seitenfläche des Steuerschiebers 88 angebrachte Kanalsystem zu erkennen. Dies wird anhand des Schaltschemas Figur 7 näher erläutert.

Die Rastung der Schaltstufen tuird durch Kugel 105 mit druckfeder 106 vorgenommen. Das Ventilgehäuse ist nach oben durch eine am Bedienhebel 58 befestigte Manschette 107 abgedichtet.

in Figur 7 ist der Hydraulik-Kreislauf der Lenk- und Schaltbetätigung dargestellt. Das aus dem ölsümpf 123 von der Ölpumpe 8 engesaugte Öl gelangt über die Druckleitung 90 zum

Steuerschieber ΒΘ und über die Druckleitung 1OR zu den Ringkanälen 109 und 110 der Lenksteuerventile fi6 und 67. Ein Überdruckventil 111 reduziert Druckspitzen.

UJird das Fahrzeug nach links auf der Stelle gedreht, so befindet eich der Steuerschieber ΘΒ in der gezeichneten Lage. Der Bedienhebel 58 wird - da in diesem schnitt entgegen Fahrtrichtung gesehen ist - im Uhrzeigersinn bewegt. Die Betätigungahülse 79 wird nach unten bewegt und drückt über die Steuerfeder 81 den yentilechieber 77 so weit nach unten, bis sich die obere Steuerkante des Ringkanals 77 , der über Bohrungen 77„ mit dem Druckregulierraum 67. in Verbindung steht, über die untere Steuerkante des Ringkanals 7S₁, der über die Leitung 112 mit dem Ülsumpf in Verbindung steht, hinweg bewegt.

Bei weiterer Spannung der Steuerfeder 81 wird der Ventilschieber soweit nach unten bewegt, daQ sich die untere Steuerkante des Ringkanals 77 des Ventilschiebers 77 über die obere Steuerkante des über die Zuführung 108 mit Orucköl versorgten Ringkanals 75„ hinwegbewegt und sich über die Bohrungen 77_ im Druckregulierraum 67. und damit der i-enkkupplung 44 ein Öldruck aufbaut, der der Oifferenz der Spannungen der Federn 81 und 84 dividiert durch die" Zylinderfläche des Ventilschiebers 77 entspricht. Die Steaerkanten des Ringkanals 77. schwingen dabei zwischen der unteren Steuerkante des Ringkanals 75. und der obe ren Steuerkante des Ringkanals 75„ hin und her.

Bei weiterer Bewegung des Bedienhebels 58 im Uhrzeigersinn gegen die Spannung der Steuerfedern und des dadurch im Regulierraum aufgebauten Öldruckes wird der Öldruck erhöht und die Lenk kupplung 44 schließlich ganz geschlossen, sodaB das motor»Drehmoment beim wenden auf der Stelle-in das Innenaonnenrad 18 - und in umgekehrter Drehrichtung in, das Innenaonnenrad 19 -geleitet wird» Beim Wenden nach rechts findet der analoge Vorgang im Ventil 66 und der Kupplung 45 statt, «ehrend die Kupplang über da» Ventil 67 gelöst bleibt, wird der Bedienhebel 5Θ beim Lenkvorgang vom Fahrer losgelassen, au atellt er sich automatisch in die Nullage zurück, aodaO beide Lenkkupplungen drucklos werden und das Fahrzeug, ja nach Stellung dea Bedienhebeis stehen bleibt oder aber sich geradeaua «teiterbewegt.

Der Übersicht wegen sind die auf den beiden Steuerflächen des Steuerschiebers 88 angebrachten Steuerkanäle untereinander in gleicher Ansichtsrichtung gezeichnet. Die Kanäle, die mit Drucköl versorgt sind, sind von links oben nach rechts unten und die Kanäle, die mit dem Llsumpf verbunden sind, also das Öl zurückführen, sind won links unten nach rechts oben schraffiert. Die unter Druck stehenden Kanäle der beiden Steuerflächen stehen durch Bohrungen 88,., 88-, 88₃, 88., 88g, 88_fi, 88_? und 88,. miteinander in Verbindung. Die Bohrung 88_ liegt schräg. Die das Ül abführenden Kanäle sind durch die Bohrungen 88_, 88_1Q und 8B₁₁ zusammengeschlossen.

t>ie strichpunktierte Linie 113 gibt die Nullstellung des Steuerschiebers 88 an. Uiird der Steuerschieber um das ITIaG a · verschoben, werden also die Linien 115 und 114 zur Deckung gebracht, so ist der erste Vorwärtsgang geschalt.et; dabei ist 'die Vorwärtskupplung 11 unter Druck, die Rücku'ärtskupplung 13 weiter drucklos; ebensp bleiben die Schaltkupplungen 40 und 41 ohne Druck, dagegen werden die Kupplungen 42 und 43 geschlossen. Es ergibt sich dann das in Figur 7 unten wiedergegebene Druckschema. Dabei bedeuten a., a~* ^₃ und a^ die Wege des Steuerschiebers 88 bei Schaltung der vier Vorwärts-Gangstufen und 115, 116, 117 und 118 die Steuerschieber-Stellungen in den einzelnen Stufen, b., b«, b~ und b. sind die Steuerschieberuiege rückwärts und 119, 120, 121 und 122 die dazu gehörenden Stellungen. Das. schwarze Feld im Druckdiagramm bedeutet, daß die betreffende Rohrleitung* und die damit verbundene Kupplung unter Oruck stehen.

Der Steuerschieber kann naturgemäß auch zylindrisch ausgebildet werden. Ebenso könnte der Steuerschieber zum Schalten dor Gangstufen durch einen Hebelfortsatz, der nicht in Ve*längerung des Bedienhebels sondern senkrecht dazu angeordnet ist, bewegt werden.

Ferner kann statt der übertragunj der Lenkdrehmomente durch Kupplungen eine solche durch einen Hydrostatikantrieb vorgenommen werden, wobei bei Bewegung des Bedienhebels quer zur Fahrtrichtung der Hydrostatikmotor oder die -pumpe beispielsweise durch Exzenter- oder Taumelscheibenverstellung vom Stillstand bis zur Höchstdrehzahl geregelt und dadurch der leforrierte Lenkradius eingestellt uiird. 1098ΠΡ/Π509 - 8 -

Claims

Patentansprüche

1) Schalt- und Lenkgetriebe für Gleiskettenfahrzeuge dadurch, gekennzeichnet, daß zum Schalten und Lenken ein einziger Bedienhebel ( 58 ) vorgesehen ist.

2) Schalt- und Lenkgetriebe für Gleiskettenfahrzeuge nach Anspruch 1) dadurch gekennzeichnet, daß durch Bewegung des Bedienhebele in Fahrzeuglängsachse die Getriebegänge geschaltet und quer zur Fahrzeuglängsachse die Lenkung eingeleitet wird.

3) Schalt- und Lenkgetriebe für Gleiskettfjnfahrzeuge nach Anspruch 1) und 2) dadurch gekennzeichnet, daß durch Bewegung des Bedienhebels ( 58 ) in Fahrzeuglänjsachse nach vorn die V/orwär ts-Getriebegänge, nach hinten die Rückwärts-Getriebegänge geschaltet werden, bei Bewegung des Bedienhebels quer zur Fahrzeugsängsachse nach links die Linkswendung und bei Bewegung des Bedienhebels nach rechts die Rechtswendung des Fahrzeugs eingeleitet wird.

4) Schalt- und Lenkgetriebe für Gleiskettenfahrzeuge nach Anspruch 1) bis 3) dadurch gekennzeichnet, daß zum Len_T ken ein für sich bekannter, die Schaltgetriebestufen überbrückender, auf die beidseitig an den Kettenantrieben angeordneten Planetentriebe über Kupplungen oder Hydrostatik triebe einwirkender Antrieb verwendet wird.

5) Schalt- und Lenkgetriebe für Gleiskettenfahrzeuge nach Anspruch 1) bis 4) dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Lenkkupplungegetriebes für sich bekannte hydraulische Steuerventile, mit denen ein dem Betätigungsdruck proportionaler Regeldruck· erzeugt wird, Anwendung finden.

6) Schalt- und Lenkgetriebe für Gleiskettenfahrzeuge nach Anspruch 1) bis 5) dadurch gekennzeichnet, daß der Bedienhebel (58 ) in einem nach oben offenen Rahmen ( 59 ) kardanisch gelagert ist und durch zuei in Höhe der Lagerung des Rahmens angeordnete Hebelfortsätze ( 68, 69 ) die Steuerkraft Huf die Lenkventil^ ( 66, 67 ) überträgt.

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7) Schalt- und Lenkgetriebe für Gleiskettenfahrzeuge nach Anspruch 1) bis 6) dadurch gekennzeichnet, dafl der Bedienhebel ( 58 ) über eine auf einer Verlängerung ( 85 ) angebrachte kreisbogenförmige Verzahnung auf den Steuerschieber ( 8Θ ) zum Betätigen der Schaltgetriebestufen einwirkt.