DE1812342A1

DE1812342A1 - Verbrennungsmotorgetriebenes Fahrzeug mit haeufiger Fahrtrichtungsumkehr

Info

Publication number: DE1812342A1
Application number: DE19681812342
Authority: DE
Inventors: Ernst-Otto Sierck; Hellmut Weinrich
Original assignee: Voith Getriebe KG
Current assignee: Voith Getriebe KG
Priority date: 1968-12-03
Filing date: 1968-12-03
Publication date: 1970-10-29
Also published as: FR2025076A1; GB1297123A; SE356937B

Description

Ver br ennungsrno torgetriebenes Fahrzeug mit häufiger Fahrtrichtungsumkehr

Die Erfindung betrifft ein verbrennungsmotorgetriebenes Fahrzeug mit häufiger Fahrtrichtungsumkehr (Flurfördergerät, Schaufellader, Straßenwalze od. dgl.) mit einem im Kraftfluß zunächst angeordneten hydrodynamischen Arbeitskreislauf, vorzugsweise einem Föttingerwandler und mit einem nachgeschalteten mittels Schaltkupplungen schaltbaren mechanischen Wendegetriebe, deren Schaltkupplungen gemeinsam in einander entgegengesetzten Schaltsinn betätigt werden und mit Mitteln zum Unterbrechen des Kraftflusses zwischen dem Motor und dem Wendegetriebe (Trennkupplung, Entleerbarkeit des Wandlers ο. dgl.). Bei diesen Fahrzeugen handelt es sich um solche, bei welchen die Änderung der Fahrtrichtung des Fahrzeuges von beliebiger Fahrgeschwindigkeit aus in die entgegengesetzte Fahrtrichtung lediglich durch Umlegen eines Schalthebels herbeigeführt werden soll. Wendegetriebe, die während der Fahrt schaltbar sind, bei denen also zur Umschaltung nicht der Stillstand des Fahrzeuges abgewartet werden muß, wurden bisher mit Reibungskupplungen oder Reibungsbremsen ausgeführt. Die reibschlüssigen Schaltelemente müssen dabei nicht nur die anhängenden, zu schaltenden Getriebeteile synchronisieren, sondern beim Wendeschalten auf die Gegenfahrtrichtung auch einen erheblichen Teil derjenigen Verzögerungsarbeit aufnehmen, die beim Synchronisieren der gesamten Masse des Fahrzeuges und der Nutzlast auftritt. Deshalb müssen die reibschlUssigen Schaltelemente sehr leistungsstark ausgelegt werden und sind dennoch einem hohen Verschleiß unterworfen.

Werden Wendegetriebe mit den billigeren, aber gut bewährten, formschlUßslgen Klauenkupplungen ausgeführt, so dürfen diese Klauen nur bei Stillstand des Fahrzeuges oder bei sehr kleinen Geschwindlg-

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lceiten eingerückt werden, um die entgegengesetzte Fahrtrichtung einzuschalten. Der Fahrer muß in diesem Falle beobachten, wann das Fahrzeug stillsteht. Muß der Wendevorgang sehr häufig durchgeführt werden, z.B. bei Gabelstaplern, Schaufelladern, Straßenwalzen u.a. Fahrzeugen, so stellt dieses ständige Beobachten der Fahrgeschwindigkeit eine zusätzliche Beanspruchung für den Fahrer dar, wenn er zur Erzielung einer hohen Arbeitsfrequenz die Stillstandszeiten auf ein Minimum reduzieren will.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Fahrzeuge der eingangs genannten Art mit einer Schaltautomatik auszustatten, derart, daß auch bei durch Klauen geschalteten Wendegetrieben der Ψ Fahrer das Kommando zum Wechsel der Fahrtrichtung bei beliebiger Gaspedalstellung ohne besondere Aufmerksamkeit und ohne Stillstandzeiten lediglich durch Umlegen des Fahrtrichtungshebels geben kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß auf dem Fahrzeug der eingangs genannten Art außer einem zwischen zwei jeweils einer Fahrtrichtung entsprechenden, durch Raststellen markierten Extremlagen bewegbaren Handhebel ein hydraulischer Betätigungszylinder mit zwei Endstellungen für das Schalten der Kupplungen, eine bei Erreichen der Fahrgeschwindigkeit von wenigstens angenähert Null ein entsprechendes Signal gebende Vorrichtung sowie eine die bek fohlene mit der tatsächlichen Fahrtrichtung vergleichende, bei einem Abweichen ebenfalls ein Signal gebende Vorrichtung angeordnet sind und daß ferner eine durch den Fahrtrichtungshebel zu betätigende Steuervorrichtung vorgesehen ist, die, sofern die die Fahrtrichtungen vergleichende Vorrichtung ein Signal gibt, den Kraftfluß vom Motor zum Wendegetriebe unterbricht und dann, sobald, das Signal "Stillstand" kommt, erst den ,Schaltzylinder in die gegenüber der bisherigen Stellung entgegengesetzte Richtung mit Druck beaufschlagt und dann alsbald die Kraftflußunterbrechung wieder aufhebt.

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Durch diese Maßnahmen ist der sonst unter ständiger Beobachtung des Fahrzustandes durch Willens-^handlungen vom Fahrer vorzunehmende Wendevorgang unter Beibehaltung der sonst bei Klauenwendegetrieben üblichen und notwendigen Verfahrensschritte zur Reversierung durch eine vielgliedrige Vorrichtung automatisiert. Das Fahrzeug muß zwar nach dem Umlegen des Schalthebels vom· Fahrer durch Fußpedaldruck mittels der Radbremsen verzögert werden. Kurz vor dem Stillstand erfolgt jedoch selbsttätig durch Öldruck die Umschaltung der Schaltkupplungen für die andere Fahrtrichtung; danach fährt das Fahrzeug in umgekehrter Fahrtrichtung ohne Haltezeit ab. Bei Getrieben, die mit Eingangs kupplung ausgerüstet sind, braucht bei diesem Wendevorgang das Gaspedal nicht zurückgenommen werden. Bei den anderen Getrieben ohne Eingangskupplung ist eine kurze Gasrücknahme zu empfehlen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß ein vom Bremshebel des Bedienungsmannes kinematisch unabhängiger, nur in einer Richtung wirkender, nach Entlastung selbstrücklaufender hydraulischer Betätigungszylinder für das Bremssystem des Fahrzeuges vorgesehen wird, und daß die Steuervorrichtung derart ausgebildet ist, daß der Bremszylinder dann betätigt wird, wenn die die Fahrtrichtungen vergleichende Vorrichtung das Signal "Stillstand" gibt. Durch diese Maßnahme ist der Vollzug der Fahrtrichtungsumkehr ganz der Aufmerksamkeit des Fahrers entzogen und vollständig automatisiert.

Zweckmäßigerweise wird die fahrgeschwindigkeitsabhängige Vorrichtung als eine von-einer zwischen Arbeitskreislauf und Wendegetriebe liegenden Getriebewelle angetriebene hydrostatische Pumpe mit einem gedrosselten By-pass und einem Überdruckventil im Druckstutzen ausgebildet; das den Fahrzeugstillstand anzeigende Signal ist dann die Drucklosigkeit am Druckstutzen.

In weiterer Ausgestaltung dieses Gedankens wird vorgeschlagen, daß der wirksame iitrömurifioquerischnltt dor By-passdrossel auf zvKj 1 parallel angeordnete Drosseln aufgeteilt wird, deren Querschnitt "bei der einen von Hand einstellbar ist und bei der anderen ηjch selbsttätig Jo nach öltemporatür umgekehrt analog zur Tem-

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peratur vergrößert oder verkleinert. Hierdurch wird der Temperatureinfluß auf die Viskosität des Betriebsöles ausgeschaltet.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen können den Unteransprüchen entnommen werden. Die Erfindung ist an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrüngsbeispieles im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Antriebsschema eines Fahrzeuges nach der Erfindung und das Steuerschema für das automatische Reversieren und

Fig. 2 eine rein hydraulische Ausführung der Steuerung, dargestellt mit den in DIN ¹ genormten Sinnbildern.

Bei dem in Figur 1 dargestellten Getriebe treibt ein Verbrennungsmotor M über eine Kupplung 1 und eine Antriebswelle la

den Außenkranz des Verteilgetriebes 3 ^a^. Das Sonnenrad 4 des Verteilgetriebes ist mit dem Pumpenrad 5 des Strömungswandlers 6, der Planetenträger 7 mit der Planetenträgerwelle 8 verbunden.

Beim Anfahren steht die Planetenträgerwelle 8 still; das Sonnen rad 4 und damit das Pumpenrad 5 werden je nach Verteilgetriebeübersetzung mit mehrfacher Motordrehzahl angetrieben. Das öl im Wandler 6 gerät in Umlauf und überträgt auf das Turbinenrad 9 ein durch die Abstützung am Leitrad 10 gewandeltes Moment. Durch die Art der Beschaufelung und Umlenkung der Betriebsflüssigkeit wird eine Gegenläufigkeit der Turbine 9 erzielt, was eine hohe Anfahrwandlung zur Folge hat.

Mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit nimmt die Drehzahl des Pumpenrades 5 und damit der hydraulische Leistungsanteil ab, der über den Wandler 6, dessen Turbinenrad 9 und den Freilauf 11 auf die Planetenträgerwelle 8 übertragen wird; gleichzeitig nimmt der

mechanische Lei:.;tungnfintcil zu, welcher über den Plane ten träger de« Verteilgetriebeü 2 direkt auf die Planetenträgerwelle 8 übertragen wird (hydraulinoh-mechanische Kraftübertragung).

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Bei etwa der halben maximalen Fahrgeschwindigkeit wird die Pumpenradbremse 12 automatisch - von einem nicht dargestellten Fliehkraftregler ausgelöst - festgezogen und dadurch der Wandler 6 ausgeschaltet, wobei sich das Turbinenrad 9 über den Feilauf 11 von der Planetenträgerwelle 8 löst (Umschaltung).

Nach der Umschaltung wird die ganze Motorleistung über das Verteilgetriebe J5 und damit über die Planetenträgerwelle 8' auf die Abtriebswelle IJ rein mechanisch übertragen (mechanische Kraftübertragung).

Dem Wandler 6 ist ein einfaches Klauenschaltgetriebe nachgeschaltet, dessen Schaltmuffe 14 über ein mechanisches· Gestänge in die Stellungen V (= vorwärts) und R (= rückwärts) gebracht vierden kann. Es könnte auch ein anderes, als Lamell ens chal tge triebe ausgebildetes Wendegetriebe nachgeschaltet sein.

Die Schaltautomatik besteht aus den folgenden Hauptteilen:

Eine Druckölversorgung 20,welche in den meisten Fällen z.B. oei Hubstaplern, Schaufelladern o. dgl. bereits für andere Zwecke vorhanden ist und die der Schaltautomatik das Betätigungsöl mit eir^m konstanten Druck anliefert. Die meisten Fahrzeuge, in denen die orfindungsgemäße Reversierautomatik eingebaut wird, haben eine Arbeitshydraulik und/oder eine hydrostatische Lenkung. In diesen Fällen genügt es, wenn in den Öl-Rücklauf des hydrostatischen iJysterrn zum öltank ein Überdruckventil eingebaut wird, welches vor Co.m Ventil einen konstanten Druck (z.B. ca. 10 bis 20 atü) hält. Das Druckol für die Reversierschaltung kann dann an derJRücklauflcLtung vor dem Überdruckventil abgenommen und nach Verlassen der Gehalteinrichtung in den öltank zurückgeleitet werden.

Ein weiteres wesentliches TeIL der Steuerung ist der Steuerblock 21, an dem vorn Fahrer die Fahrtrichtung eingeschaltet wird und der den Öldruck zu den Bedarfsstellen weiterleitet. Der Steuerblock 21 hat eine Schaltstange 24, die mittels des Handhebels 25 in drei verschiedene vom Fahrer zu wählende Stellungen: Vorwärts (V), neutral (N) und Rückwärts (V) zu bringen ist.

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Ein Bremszylinder 2j5 betätigt nach dem Einschalten der entgegengesetzten Fahrtrichtung die Bremsanlage des Fahrzeuges solange, bis das Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist; in dem Bremszylinder befindet sich nämlich ein Kolben 26 der auf einer Seite mit Öldruck beaufschlagt wird, wenn die Radbremsen betätigt werden sollen. Auf der entgegengesetzten Seite befindet sich eine Rückstellfeder 27- Die Kolbenstange ist kinematisch unabhängig über ein Langloch an das Bremspedal 30 angelenkt, so daß die Kolbenstange das Bremspedal bewegen kann, nicht aber das Bremspedal die Kolbenstange verschiebt, wenn das Bremspedal und die Bremsen mit dem Fuß betätigt werden.

Der Schaltzylinder 22 vermag den Schalthebel I5 des Getriebes in die beiden Stellungen Vorwärts oder Rückwärts zu bringen. Er wird durch Öldruck betätigt und besteht aus dem Zylinder und einem Kolben, der beidseitig durch Öldruck in der einen oder anderen Richtung bewegt werden kann; über eine Kolbenstange wird der Vorwärts- oder der Rückwärtsgang am Getriebe eingeschaltet. Im Schwenkweg des Hebels I5 sind zwei den Endschaltstellungen entsprechende Raststellungen vorgesehen, durch die die eingeschalteten Klauenkupplungen im Eingriff gehalten werden (Rastenhebel 15a, Kugel 3¹ und Feder 32).

Ein wichtiges Teil ist die Sekundärmeßpumpe J53> die den Fahrzustand des Fahrzeuges feststellt. Diese Sekundärmeßpumpe muß von einer Getriebeabtriebswelle aus angetrieben werden und bei drehender Abtriebswelle unabhängig von der Drenrichtung einen Öldruck erzeugen. Die Sekundärmeßpumpe ist als Zahnradpumpe ausgebildet und wirdvon der Planetenträgerwelle 8 des Getriebes aus angetrieben, also von einer Welle, die vor dem Wendegetriebe liegt. Sie dreht somit inrner in gleicher Richtung, unabhängig davon, ob die Getriebeabtriebswelle vorwärts und rückwärts dreht. Bei Stillstand der Getriebeabtriebswelle steht auch die Planetenträgerwelle 8 still und somit auch die Meßpumpe. Wenn die Meßpumpe dreht, erzeugt sie einen Öldruck und das geförderte öl strömt über Drosseln J>h und 35 zur Saugselte der ölpumpe 23 zurück. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß in der Druckmeßleitung 36 ein nur bei Stillstand der Pumpe, d.h.

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bei Stillstand des Wendegetriebes verschwindender Druck erzeugt

Durch Einstellung der einen Bypaß-Drossel 34 kann erreicht werden, daß das Verschwinden des Druckes bzw. das Absinken unter einen bestimmten Minimalwert bereits kurz vor dem Stillstand des Fahrzeuges erreicht wird. Der hierdurch erzielte Effekt ist: Änderung der Fahrtrichtung ohne Stillstandszeit.

Um auch den Einfluß der·ölviskosität bei verschiedenen Getriebetemperaturen auszugleichen, wird die eine handeinstellbare Bypaßdrossel J>k mit einer tempera tür empfindlichen, selbsteinstellenden zxtfeiten Bypass-Drossel parallelgeschaltet. Diese ist derart ausgebildet, daß bei heißem öl der Drosselquersehnitt kleiner ist als bei kaltem öl.

Ein weiteres wichtiges Teil der Schaltung ist die Vorrichtung, mit der die tatsächliche Fahrtrichtung mit der befohlenen verglichen wird. Es muß festgestellt werden, ob die tatsächliche von der neu. befohlenen Fahrtrichtung abweicht; nur bei diesem Fahrtzustand wird die Fahrzeugbremse automatisch betätigt und der Kraftfluß zwischen Motor M und Reversiergetriebe unterbrochen, in allen anderen Fahrzuständen allenfalls vom Fahrer aus. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Fahrtrichtungsvergleich in einem Doppelschieberventil 37 vorgenommen. Es \*eist eine axialbewegliche Hülse 38 mit einem Qaerloch 38' und einem zentrisch unabhängig darin axialbeweglichen Kolben 39 mit einem Einstich 39' auf. Sind Hülse und Kolben in derselben Endstellung, d.h. liegen Querloch und Einstich übereinander, so gibt das Doppelschieberventil einen Strömungsquerschnitt frei, sonst nicht. Die Hülse 38 wird im gezeigten Beispiel mechanisch durch die Kolbenstange hO des Schaltkolbens 22 bewegt. Die Erstellungen der Hülse sind kennzeichnend für die tatsächliche Fahrtrichtung. Der Innere Kolben 39 wird hydraulisch, gesteuert durch den Gteuerblook 21, verschoben; seine Endstellungen sind charakteristisch für die neu kommandierte Fahrtrichtung.

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Die Funktion der automatischen Wendeschaltung nach Fig. 1 ist im einzelnen folgende: Bei laufendem Motor steht von der Arbeitsoder Lenkhydraulik 20 her ein konstanter Öldruck zur Verfugung. Mach Einschaltung eines Ganges, z.B. des Vorwärtsganges bei stillstehendem Fahrzeug, fließt das Drucköl über Leitung 42 zum Kolben der Eingangskupplung 43 und schließt diese. Gleichzeitig wird über die Leitung 44 die linke Kolbenseite des Gangschaltkolbens 22 beaufschlagt; während des Stillstandes ist die Druckmeßleitung 36 drucklos und das Schaltsignalventil 45 befindet sich durch Federkraft in der rechten, der Ruhestellung. Die Kolbenstange 40 wird ■ nach rechts geschoben und über den Schwenkhebel die Schiebemuffe in die am Vorwärtszahnrad befindliche Klauenverzahnung eingerückt. Durch die Ganghaltevorrichtung 15a, 31,32 wird der Vorwärtsgang festgehalten, obwohl durch das bei Beschleunigung sich schließende Schaltsignalventil die ölzufuhr zum Schaltkolben 22 unterbrochen wird.

Bevor noch die Eingangskupplung geschlossen ist, muß die Vorwärtsklauenkupplung bereits eingerastet sein. Hat sich die Eingangskupplung geschlossen, so setzt sich das Fahrzeug vorwärts in Bewegung.

Mit dem Einschalten des Vorwärtsganges durch den Steuerblock werden noch einige andere ölströme gesteuert. Und zwar wird die Vorbremsdruckleitung 46, die zwar während des Stillstandes vom

-ventil
Schaltsignal/45 noch unterbrochen ist, aber bei Fahrt geöffnet wird, mit Druck beaufschlagt. Als weiteres wird durch das Einrücken

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des Steuerblockes in Stellung V der zentrale Kolben des Doppelschiebeventiles 37 mittelbar in die linke Endstellung verfahren.

V/ird während der Fahrt (oder auch während des Stillstandes) der Steuerblock 21 auf Stellung "neutral" geschaltet, so wird die ölzufuhr zu allen Stellen unterbrochen. Die Eingangskupplung öffnet sich. Das Fahrzeug rollt unbehindert und ohne Antrieb vom Motor aus weiter. Die vorher eingeschaltete Schaltkupplung bleibt eingerückt und die Hülse 38 im Doppelschieberventil 37 bleibt in dor rechten Endstellung stollen. Der innere Kolben 39 bleibt in dor linken Endstellung stehen.

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Wird hingegen während der Fahrt (oder auch während des Stillstandes) der Steuerblock auf die gegenüber der vorigen Stellung entgegengesetzte Endstellung gebracht, z.B. in Stellung "R", so wird der innere Kolben 39 des Doppelschieberventiles 37 in die andere, die rechte Extremstellung gebracht, während die äußere Hülse 38 noch in der gleichen Stellung wie vorher verharrt, d.h. auch noch rechts bleibt. Dadurch ist die Bremsdruckleitung 47 an die offene Vor-Bremsdruckleitung 46 angeschlossen: die Fahrzeugbremsen v/erden betätigt. Gleichzeitig wird die bis zum noch geschlossenen Schaltsignalventil 45 gehende Rückwärtsgangschalt-Leitung 50 mit Druck beaufschlagt. Das Fahrzeug wird bei eingerücktem Vorwärtsgang abgebremst. Dies ist - ohne Abwürgegefahr für den Motor dadurch möglich, daß mittels des von der Bremsdruckleitung 47 her beaufschlagten selbstrückstellenden Absperrventiles 42a der Öldruck zur Eingangskupplung 43 abgeschaltet und somit der Kraftweg zwischen dem Motor M und dem Wendegetriebe unterbrochen wird. In dem Moment, da der Stillstand erreicht ist, wird die Druckmeßleitung 36 drucklos, der Kolben des Schaltsignalventiles wird durch Federkraft nach rechts verschoben und der Gangschaltkolben 22 wird, da die Rückwärts-Gangschaltleitung 50 frei ist, in die linke Endstellung gebracht. Dadurch wird über Kolbenstange 40 und Hebel I5 die Schiebemuffe 14 in den Klauenkranz des rechten, den RückwärtsZahnrades eingerückt. Gleichzeitig wird die Hülse 38 des Doppelschieberventiles 37 in die linke Endstellung gebracht, wodurch die Bremsdruckleitung 47 von der Vor-Bremsdruckleitung 46 getrennt wird. Durch das Druckloswerden der Leitung 47 wird auch wieder die ölzufuhr 42 zur Eingangskupplung 5-4 frei. Dies alles vollzieht sich während des kurzen Momentes des Fahrzeug- und Getriebestillstandes. Während des Stillstandes schon wird die ölzufuhr zum Bremszylinder 23 durch das nach Rechtsrucken des Kolbens des Schaltsignalventiles erstmals unterbrochen. Zwar öffnet sich diese Unterbrechung nach dem Anfahren wieder, doch wird, wie beschrieben, der Bremsdruck an anderer Stelle abgeschnitten, nachdem der neue Gang eingerückt ist und das Getriebe durch die Fahrzeugbrernsen nicht mehr festgehalten wird, setzt das Fahrzeug sich unverzüglich In der neuen Fahrtrichtung in Bewegung. Dank des schlupffähigen Ubertragungsglledes, nämlich des

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Wandlers 6 im Kraftfluß kann das Fahrzeug ohne "Stottern".und .. ohne Abwürgegefahr für den Verbrennungsmotor M beschleunigen.

Die in Fig. 2 dargestellte Schaltautomatic besteht, ähnlich wie die vorbeschriebene Steuerung, aus den folgenden Hauptteilen:

1. Eine Druckölversorgung 20,

2. Ein Steuerkasten 60, an dem vom Fahrer die.Fahrtrichtung eingeschaltet wird und der zu den richtigen Zeiten den Öldruck auf den Schaltzylinder 22a und den Bremszylinder 23 weiterleitet. Der darin angeordnete Hauptsteuerschieber 21a hat eine Schaltstange 2h mit den drei vom Fahrer zu wählenden Stellungen: Vorwärts, Neutral, Rückwärts.

J5· Ein Bremszylinder 2j5, welcher nach dem Einschalten der entgegengesetzten Fahrtrichtung die Bremsanlage des Fahrzeuges solange betätigt, bis das Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist,

4. Ein durch Öldruck betätigter Schaltzylinder 22a, welcher den Schalthebel 61 des Getriebes in die drei Stellungen Vorwärts, Neutral, Rückwärts bringt.

5. Eine Sekundärmeßpumpe 33 (Ölpumpe), welche von der Getriebeabtriebswelle aus angetrieben wird und die bei drehender Abtriebswelle unabhängig von der Drehrichtung einen Öldruck erzeugt, der die Wendeschaltung sperrt.

Im folgenden soll auf diese Hauptteile näher eingegangen werden. Bezüglich der Druckb'lversorGung kann auf das Vorhergesagte verwiesen werden. In dem Steue'rkasten 60 befinden sich drei Steuer™ kolben: .

a) der Hauptsteuerschieber 21a, welcher vom Fahrer mittels Handhebel 25 jederzeit in die drei Positionen Vorwärts, Neutral, Rückwärts gebracht werden kann,

b) der Sperrkolben 62, welcher bei drehender Abtriebswelle durch den Druck der Sekundärmeßpumpe gegen den Druck der Feder 6j>

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nach rechts verschoben wird und die Leitungsverbindung von der ölzufuhr 20 zum Schaltkolben 22a absperrt oder bei Stillstand der Abtriebswelle die Leitungsverbindung freigibt.

c) Der Ganghaltekolben 64, welcher die Aufgabe hat, bei eingeschaltetem Gang den Öldruck auf dem Schaltzylinder 22a auch dann zu erhalten, wenn der Sperrkolben 62 die Leitungsverbindung von der Ölversorgung 20 zum Schaltzylinder 22a bei drehender Abtriebswelle absperrt.

Der Ganghaltekolben 64 hat zwei Stellungen. Die eine, und zwar die rechte Stellung, gehört zum Vorwärtsgang und wird mit der Einschaltung des Vorwärtsganges durch Öldruck herbeigeführt. Die andere Stellung gehört zum Rückwärtsgang und wird mit diesem zusammen durch Öldruck eingeschaltet, aber immer nur dann,wenn der Sperrkolben 62 die Druckölzufuhr freigegeben hat. Ist die Druckölzufuhr durch den Sperrkolben 62 abgesperrt, so bleibt der Ganghaltekolben 64 in der Position, die zu dem vorher eingeschalteten Gang .gehört. Wird also während der Fahrt durch Verschieben des Hauptsteuerschiebers 21a auf Neutral geschaltet, so kann während der Fahrt dank des Ganghaltekolbens 64 der alte Gang jederzeit wieder eingeschaltet werden. Wird während der Fahrt auf entgegengesetzte Fahrtrichtung geschaltet, so bleibt der Ganghaltekolben i4 bis zum Stillstand des Fahrzeuges in der alten Position; daher kann auch ohne Stillstand des Fahrzeuges abwarten zu müssen, jederzeit wieder in die alte Fahrtrichtung zurückgeschaltet werden. Der Schalthebel bewegt die auf derselben Schwenkachse befestigte Schaltgabel 70, an die er mit einem dem Schaltweg zwischen zwei Stellungen entsprechenden WinkelSpielraum angelenkt ist. Bei Öldruck-Gleichheit auf beiden Seiten des Kolbens wird durch zwei Federn (67 und 68) und Anlagescheiben 69, die sich auf jeder Seite des Kolbens befinden, eine eindeutige Mittelstellung des Kolbens herbeigeführt.

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Bezüglich der Sekundärmeßpumpe 33 wird auf frühere Beschreibungsstellen verwiesen.

Die Funktion der automatischen Wendeschaltung nach Fig. 2 ist im einzelnen folgende: Bei laufendem Motor steht ein konstanter Öldruck zur Verfügung. Nach Einschaltung eines Ganges, z.B. des Vorwärtsganges, fließt das Drucköl über Leitung 71, Sperrkolben 62, Leitung 72, Hauptsteuerschieber 21a, Leitung 73 der linken Seite des SchaltZylinders 22a zu. Die rechte Seite des Schaltzylinders ist über Leitung 74, Hauptsteuerschieber 21a, Leitung 75, Ganghaltekolben 64 und Leitung 76 mit der Entlastungsleitung 77 verbunden. Durch die Druckdifferenz zwischen linker

w und rechter Seite des Schaltzylinders 22a bewegt sich der Kolben nach rechts und schaltet am Getriebeschalthebel 61 den Vorwärtsgang (V) ein. Gleichzeitig bewegt sich der Ganghaltekolben 64 durch den Öldruck in Leitung 80 in die Position V. Das Fahrzeug fährt an, die Meßpumpe 33 erzeugt einen Öldruck, wodurch die Druckölzufuhr zum Hautsteuerschieber 21a über den Sperrkolben 62 unterbrochen wird. Trotzdem bleibt der Vorwärtsgang eingeschaltet, weil von Leitung $2 über Leitung JQ₃ Drossel 79> Ganghaltekolben 64, Leitung 80 und 73* Drossel 81, Leitung Jk₃ Hauptsteuerschieber 21a, Leitung 75, Ganghaltekolben 64 und Leitung 76 zur drucklosen Leitung 77 ein ölfluß zustande kommt, der unter dem Einfluß der Drossel 81 einen gegenüber Punkt H erhöhten Öldruck in

. Leitung 73 erzeugt, welcher den Kolben 66 des Schaltzylinders 22a in der rechten Position hält.

Wird während der Fahrt oder bei Stillstand des Fahrzeuges am .Hauptsteuerschieber 21a auf Neutral (N) geschaltet, .so wird die Entleerung der rechten Seite des Schaltzylinders 22a in die Entleerleitung 77 durch den Hauptsteuerschieber 21a gesperrt. Die rechte und linke Seite des Schaltzylinders 22a werden durch den Hauptsteuerschieber 21a miteinander verbunden, so daß Druckgleichheit auf beiden Seiten des Kolbens 66 herrscht, wodurch .dieser unter dem Einfluß der Kraft der Feder 67 in die Mitte zurückgeschoben wird. Das Schaltgestänge 6I/70 ist so ausgebildet, daß in Schalthebelmittelstellung der vorher eingerückte Gang im Eingriff

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bleibt und daß in der Mittelstellung des Hebels 61 (und auch des Hebels 25) dank des in Stellung "N" durch die Nooke 83 betätigten selbstrückstellenden Absperrventils 84 die zu der Eingangskupplung führende Leitung 42 von der Druckleitung 82 getrennt und die Eingangskupplung geöffnet wird. Die Wiedereinschaltung des vorher eingeschaltet gewesenen Ganges kann daher bei jeder beliebigen Fahrgeschwindigkeit erfolgen, weil hierbei ja nur die Eingangskupplung geschlossen wird. Bei Getrieben ohne Eingangskupplung in Mittelstellung des Hebels 25 wird statt der Öffnung der Eingangskupplung der Drehmoment-Wandler entleert, wodurch ebenfalls ein Entkuppeleffekt entsteht. Die ULedereinschaltung des vorher eingeschaltet gewesenen Ganges kann daher bei diesen Getrieben ebenfalls bei jeder beliebigen Fahrgeschwindigkeit erfolgen.

Befindet sich das Fahrzeug bei eingeschaltetem Vorwärtsgang in Vorwärtsfahrt und wird während der Fahrt auf rückwärts- (R) geschaltet, so spielt sich im einzelnen folgerndes ab: Da der Sperrkolben 62 durch den Öldruck der Meilpumpe j53' den Öldruck vom Punktte II kommend absperrt, wird die rechte Seite des Schaltzylinders ?2a zunächst nicht beaufschlagt. Die vorher vorhanden gewesene Entleerung der rechten Seite des Schaltzylinders 22a wird jedoch über don HauptsteuerschLeber 21a und Sperrkolben 62 versperrt. Es findet über die Drossel 81 ein Druckausgleich zwischen der rechten und der ,linken Seite des Schaltzylinders 22a statt, wodurch der Kolben 66 in Mittelstellung zurückläuft und durch eine Druckunterbrechung mittels des Ventils 84 die Eingangskupplung des Getriebes geöffnet wird.

Gleichzeitig kommt folgender ölfluß zustande: Vom Punkte H fließt öl über die Leitung 78, Drossel 79, Ganghaltekolben 64, Leitung 80, Hauptsteuerschieber 21a, Leitung 85, Drossel 86, Drossel Z'{, Sperrkolben 62, Leitung 75, Ganghaltekolben 64, Leitung 76 zur Entleerungüloltung 77. Unter dem Einfluß dieses öl-■flusses entsteht im Punkt 3 ein Öl-Uberdruck, der über die Leitung 88 zum Bremszylinder 2^ weitergeleitet wird. Der Kolben im Bremszylinder 23 betätigt die Bremsanlage des Fahrzeuges, wodurch das Fahrzeug angehalten wird.

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.. Wenn das Fahrzeug fast steht, sinkt der Druck der Meßpumpe auf einen so niedrigen Wert, daß der Sperrkolben 62 unter dem Einfluß der Feder 63 nach links verschoben wird. Dadurch erhält die rechte Seite des Schaltzylinders 22a Drucköl, und zwar vom Punkte H über Leitung 7I, Sperrkolben 62, Leitung 72, Hauptsteuerschieber 21a und Leitung 7¹L Gleichzeitig wird die linke Seite des Schaltzylinders 22a über Leitung 73, Hauptsteuerschieber 21a, Leitung 85, Leitung 89, Ganghaltekolben 6¹I-, Leitung 76 nach der drucklosen Entleerungsleitung 77 entlastet. Der Kolben 66 des Schaltzylinders 22a bewegt sich nach links und es wird der Rückwärtsgang eingeschaltet. Durch die Bewegung des Sperrkolbens 62 unter dem Einfluß der Feder 63 nach links wird gleichzeitig die ^ Leitung 85 mit Leitung 90 über Sperrkolben o2 verbunden. Da in jedem Falle eine der beiden Leitungen 85 und 90 über den Ganghaltekolben 64 mit der Entleerungsleitung 77 verbunden ist, wird gleichzeitig Punkt B drucklos und der Kolben 26 des Bremszylinders 23 geht in seine Ruhelage zurück, wodurch die Bremsung des Fahrzeuges wegfällt und das Fahrzeug in entgegengesetzter Fahrtrichtung abfährt. Durch Beaufschlagen der Leitung 74 mit Öldruck wird auch der Ganghaltekolben 64 über Leitung 7ß mit Öldruck beaufschlagt, so daß dieser sich ebenfalls nach links, der Position des Rückwärtsganges entsprechend, bewegt.

Die gleichen Vorgänge, die sich im Vorviärtsgang abgespielt haben, finden sinngemäß auch im Rückwärtsgang statt., also bei der ) Umschaltung von Rückwärts auf Neutral und von Rückwärts auf Vorwärts.

Die Vorteile der Erfindung liegen darin, daß eine Wendeschaltautomatik für Fahrzeuge mit häufiger Fahrtrichtungsumkehr geschaffen wurde, bei der

^ die bewährten verschlußfreien und betriebssicheren Klauenkupplungen verwendet werden können, und zwar ohne Einbuße an Schaltsicherheit und bei der

der Einbeziehung der Fahrzeugbremsen in die Schaltautomatik kein höherer Verschleiß an den Reibbelägen auftritt als ohnehin unvermeidlich ist.

Heidenheim (Brenz), den 26.11.1968

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Claims

ap/A 2900 ·Λ>· Voith Getriebe KG

Kennwort: "Diwa-Wendeautomatik" Heidenheim (Brenz)

Patentansprüche

1. Verbrennungsmotorgetriebenes Fahrzeug mit häufiger Fahrtrichtungsumkehr (Flurfördergerät, Schaufellader, Straßenx\^ralze od. dgl.) mit einem im Kraftfluß zunächst angeordneten hydrodynamischen Arbeitskreislauf, vorzugsweise einem Fö'ttingerwandler und mit einem nachgeschalteten, mittels Schaltkupplungen schaltbaren, mechanischen Wendegetriebe, dessen Schaltkupplungen gemeinsam in einander entgegengesetzem Schaltsinn betätigt werden und mit Mitteln zum Unterbrechen des Kraftflusses zwischen dem Motor und dem Wendegetriebe (Trennkupplung, Entleerbarkeit des Wandlers od. dgl.), dadurch gekennzeichnet, daß außer einem zwischen zwei jeweils einer Fahrtrichtung entsprechenden Extremlagen bewegbaren Handhebel (25) ein hydraulischer Betätigungszylinder (22;22a) mit zwei Endstellungen für das Schalten der Kupplungen, eine bei Erreichen der Fahrgeschwindigkeit von wenigstens angenähert Null ein entsprechendes Signal ("Stillstand"-Signal) gebende Vorrichtung (35-35) sowie eine die befohlene mit der tatsächlichen Fahrtrichtung vergleichende, bei einem Abweichen ebenfalls ein Signal gebende Vorrichtung (yj bzw. 62 und 64) angeordnet sind, und daß ferner eine durch den Handhebel (25) zu betätigende Steuervorrichtung (21i21a) vorgesehen ist, die, sofern die die Fahrtrichtungen vergleichende Vorrichtung ein Signal gibt, den Kraftfluß vom Motor (M) zum Wendegetriebe unterbricht und dann,

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sobald das Signal "Stillstand" kommt, erst den Schaltzylinder (22;22a) in die gegenüber der bisherigen Stellung entgegengesetzte Richtung mit Druck beaufschlagt und dann alsbald die Kraftflußunterbrechung wieder aufhebt.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Bremshebel (50) des Bedienungsmannes kinematisch unabhängiger, nur in einer Richtung wirkender, nach Entlastung selbsttätig rücklaufender, hydraulischer Betätigungszylinder (25) für das Bremssystem des Fahrzeuges vorgesehen ist und daß die Steuervorrichtung (21;21a) derart ausgebildet ist, daß der Bremszylinder (23) dann betätigt wird, wenn die die Fahrtrichtungen vergleichende Vorrichtung (57 bzw. 62 und 64) das Signal "Stillstand" gibt.

5. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die fahrgeschwindigkeitsabhängige Vorrichtung (55-35) eine von einer zwischen Ärbeitskreislauf (6) und Wendegetriebe liegende Getriebewelle (8) angetriebene hydrostatische Pumpe (53) mit einem gedrosselten By-pass (By-pass-Drosseln 34 und 55) im Druckstutzen (56) ist und das den Fahrzeugstillstand anzeigende Signal die Drucklosigkeit am Druckstutzen ist.

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4. Fahrzeug nach-Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß der wirksame Strömungsquerschnitt der By-pass-Drosseln auf zwei parallel angeordnete Drosseln (34 und 35) aufgeteilt ist, deren eine (Drossel 34) in ihrem Querschnitt von Hand einstellbar ist, während der Querschnitt der anderen (Drossel 35) sich selbsttätig je nach öltemperatur umgekehrt analog zur Temperatur vergrößert oder verkleinert.

5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer durch Servokraft zu betätigenden Trennkupplung im Kraftfluß zu den Antriebsrädern, vorzugsweise zwischen dem Motor und dem hydrodynamischen Arbeitskreislauf, dadurch gekennzeichnet, daß im Betätigungsweg des Handhebels (25) eine mittlere Raststellung (N) und in der Steuervorrichtung (21;21a) eine mittlere Schaltstellung vorgesehen ist, in der die Trennkupplung (43) geöffnet wird.

Heidenheim (Brenz), den 26.11.1968
Pö/HKn ßr 0098 A A/0 8 50