DE19846955A1

DE19846955A1 - Unter Last schaltbares Wendegetriebe

Info

Publication number: DE19846955A1
Application number: DE19846955A
Authority: DE
Inventors: Eduard Heilig; Juergen Legner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1998-10-12
Filing date: 1998-10-12
Publication date: 2000-04-13
Also published as: KR20010075611A; ES2178484T3; JP2002527694A; WO2000022323A1; US6505529B1; EP1121545A1; DE59902224D1; EP1121545B1

Abstract

Unter Last schaltbares Wendegetriebe, bei welchem die Wendekupplungen (1, 2) dergestalt automatisch entlüftet werden, indem immer die nicht mit Druck beaufschlagte Kupplung (1, 2) mit Druckmittel durchströmt wird, wobei die Bohrung (9, 24), welche in diesem Schaltzustand mit dem Ölreservoir (5) in Verbindung steht, am höchsten Punkt des Kolbenraumes angebracht ist. Die Schaltkupplungen (1, 2) sind als Negativkupplungen ausgebildet. Zur Druckmodulation während einer Wendeschaltung ist ein Speicher (27, 28) vorgesehen, aus dem Druckmittel über eine Blende (25, 29) abfließt. Zum Inchen ist ein Ventil (30) vorgesehen, über welches die geschlossene Kupplung (1, 2) mit einem in seinem Niveau stufenlos veränderbaren Druck beaufschlagbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein unter Last schaltbares Wen degetriebe, welches vorzugsweise mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler, einer Ein- und Ausgangswelle, mindestens einer Vorgelegewelle und Zahnrädern, die einen Wendesatz bilden, sowie Schaltkupplungen mit Losrädern, die Betäti gungseinrichtungen aufweisen und zur Richtungsschaltung wahlweise drehfest mit der Eingangs- oder Vorgelegewelle verbindbar sind, ausgeführt ist.

Bei dem Getriebe der vorstehend geschilderten Gattung handelt es sich um ein Wendegetriebe, wie es insbesondere in Flurförderfahrzeugen, wie beispielsweise Staplern, ein gesetzt wird. Es kann sich darüber hinaus aber auch um die Eingangsbaugruppe eines mehrgängigen Wendegetriebes han deln, wie es insbesondere in Baumaschinen, wie z. B. Radla dern, Verwendung findet. Lastschaltbare Wendegetriebe zeichnen sich durch eine Reihe von Vorteilen aus. Diese Getriebe sollen kompakt bauen und komfortabel zu schalten sein. Hinzu zählt vor allem auch, daß die hydraulisch betä tigbaren Schaltkupplungen durch Modulation des Betätigungs drucks derart geschaltet werden, daß eine gesteuerte Last übernahme vorliegt. Bei bestimmten Fahrzeugen, beispiels weise bei Flurförderfahrzeugen, wie Gabelstaplern oder der gleichen, sind neben dem Reversierbetrieb weitere Betriebs zustände von Bedeutung. Hierzu zählen vor allem das Anfah ren, das Inchen und das Bremsen.

In der DE 195 17 888 ist ein unter Last schaltbares Wendegetriebe mit hydrodynamischem Wandler offenbart, bei welchem die Schaltkupplungen als Negativkupplungen ausge führt sind. Die Modulation der Schaltkupplungen während der Wendeschaltung wird mittels des Federspeichers und der über eine Blende abfließenden Ölmenge erreicht. Hierbei muß ge währleistet sein, daß sich in den Kolbenräumen der Schalt kupplungen und in den Leitungen ausschließlich Druckmittel und keine Luft befindet, da dadurch die Modulation der Schaltelemente nachteilig beeinflußt wird, da sich beim Druckabbau die komprimierte Luft entspannt und dadurch die Schaltzeit verändert. Da beim Betrieb des Antriebs durch die Rotation der Verzahnung eine bestimmte Menge Luft in das Druckmittel gelangen kann, kann bei dem offenbarten Getriebe nicht verhindert werden, daß durch die Pumpe ange saugtes, mit Luft vermengtes Druckmittel bei einer Schal tung in die Leitungen und Kolbenräume gelangen kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wendegetriebe zu schaffen, das sich dadurch auszeich net, daß die Kolbenräume und deren Zuleitungen luftfrei mit Druckmittel gefüllt sind und während des Betriebs luftfrei bleiben und sich bei der Erstinbetriebnahme des Antriebs selbst entlüften und mit Druckmittel befüllen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im kenn zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Der Kolbenraum besitzt eine erste Bohrung zur Druckmittel zuführung, welche vorzugsweise an der höchsten Stelle des Kolbenraums angebracht ist und durch welche der Kolbenraum mit Hilfe einer Betätigungseinrichtung entweder mit dem Druckmittel, welches von einer Pumpe gefördert wird oder über eine Blende mit einem Ölreservoir verbunden werden kann. Indem am Kolbenraum eine zweite Zulaufbohrung ange bracht ist, welche räumlich unter der ersten Zulaufbohrung angebracht ist und ständig mit dem Förderstrom der Pumpe, jedoch auf einem geringeren Druckniveau, verbunden ist, durchfließt Druckmittel immer dann den Kolbenraum, wenn die obere Zulaufbohrung über die Betätigungseinrichtung mit dem Ölreservoir verbunden ist. Dadurch wird im Kolbenraum be findliche Luft durch das einströmende Druckmittel durch die untere Zulaufbohrung aus dem Kolbenraum in die obere Zu laufbohrung verdrängt, durch welche sie über die Blende in das Ölreservoir abfließen kann. Ein Rückschlagventil in der unteren Zulaufbohrung verhindert ein Abfließen der Druck flüssigkeit in die untere Zulaufbohrung, wenn die obere Zulaufbohrung über die Betätigungseinrichtung mit der Pumpe verbunden wird, um die Kupplung zu öffnen. Eine Blende in der unteren Zulaufbohrung, welche dergestalt ausgelegt ist, daß verhindert wird, daß die Menge des zulaufenden Druck mittels durch die untere Zulaufbohrung größer ist als die abfließende Menge, welche durch die obere Zulaufbohrung durch eine Blende in das Ölreservoir abfließt. Dadurch wird verhindert, daß sich ein ungewollter Druck im Kolbenraum aufbaut. Das unter Last schaltbare Wendegetriebe besitzt mindestens zwei Wendekupplungen, bei denen wahlweise immer eine Kupplung über die Betätigungseinrichtung mit der Pumpe verbunden ist. Dadurch befindet sich eine Kupplung in ge öffnetem Zustand und das Rückschlagventil in der unteren Zuleitung dieser Kupplung wird durch den Druck im Kolben raum geschlossen. Eine zweite Kupplung wird über die Betä tigungseinrichtung über eine Blende mit dem Ölreservoir verbunden und befindet sich in geschlossenem Zustand und deren Kolbenraum wird permanent mit Druckflüssigkeit von der unteren Zulaufbohrung durch die Blende in den Kolben raum und von dort über die obere Zulaufbohrung in das Ölre servoir durchströmt. Bei einer Wendeschaltung durch Um schalten der Betätigungseinrichtung wird die erste Kupplung mit Druckflüssigkeit durchströmt und dadurch entlüftet, während sie sich in geschlossenem Zustand befindet, und die zweite Kupplung durch Druckflüssigkeit geöffnet. Indem bei der Erstinbetriebnahme durch mehrmaliges Bedienen der Betä tigungseinrichtung wahlweise die erste oder die zweite Wendekupplung mit Druckflüssigkeit durchströmt wird, wird in jeder Wendekupplung die vorhandene Luft im Kolbenraum in das Ölreservoir abgeleitet. Dadurch ist gewährleistet, daß auch ohne zusätzliche Entlüftungsvorgänge die Zuleitungen und Kolbenräume luftfrei werden und bleiben. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die erste Bohrung zur Druck mittelzuführung unterhalb der zweiten Bohrung, durch welche der Kolbenraum immer dann mit Druckflüssigkeit durchströmt wird, wenn die erste Bohrung nicht druckbeaufschlagt ist, anzubringen. In diesem Fall muß jedoch gewährleistet sein, daß der Flüssigkeitsstrom groß genug ist, um die im Kolben raum vorhandene Luft mitzureißen und abzuführen. Bei einer Wendekupplung, bei welcher die Kupplung über Federkraft geschlossen und durch Aufbringen eines hydraulischen Druckes im Kolbenraum wieder geöffnet wird und bei welcher si chergestellt ist, daß sich in den Zuleitungen und in den Kolbenräumen keine Luft befindet, ist es möglich, eine im mer gleichbleibende Druckmodulation während der Wendeschal tung durchzuführen. Hierzu ist in der Rücklaufleitung zum Ölreservoir eine Blende vorgesehen, zu welcher parallel ein Federspeicher geschaltet ist. Der eingesetzte Speicher ist für Wendeschaltungen ausgelegt. Dies bedeutet, daß er das aus dem Kolbenraum bei Betätigung der Kupplung schlagartig verdrängte Öl fast vollständig aufnimmt. Der anschließende Modulationsvorgang läuft selbsttätig ab, so daß der Fahrer von der Druckmodulation entlastet wird. Die Zeitfunktion zum Schließen einer Schaltkupplung kann durch einfache Va riation der Blendenöffnung eingestellt werden.

Weitere, für die Erfindung wesentliche Merkmale sowie die daraus resultierenden Vorteile sind der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung zu entnehmen.

Die einzige Figur zeigt das Schema eines Hydraulik eislaufes zur Betätigung von Schaltkupplungen des Wende getriebes.

Durch Schließen der Kupplung 1 und Öffnen der Kupplung 2 wird das Fahrzeug in eine Fahrtrichtung vorwärts bewegt, durch Öffnen der Kupplung 2 und Schließen der Kupplung 1 wird das Fahrzeug in eine Fahrtrichtung rückwärts bewegt, durch Schließen der Kupplung 1 und Schließen der Kupp lung 2, also durch Drucklosschalten beider Kupplungen 1, 2, wird das Fahrzeug verblockt, d. h., das Fahrzeug in einen Parkzustand gebremst.

Beim Start eines nicht dargestellten Motors wird die Pum pe 3 angetrieben. Diese saugt über einen Filter 4 Druck flüssigkeit aus einem Ölreservoir 5 und fördert es zu einem Druckabsicherungsventil 6. Wird ein bestimmter Druck er reicht, öffnet das Druckabsicherungsventil 6 und es fördert die Pumpe 3 Druckflüssigkeit zu einem Bremsschaltventil 7, welches in Fig. 1 dergestalt dargestellt ist, daß der Druck der Pumpe 3 nicht zu den Kupplungen 1 und 2 gelangen kann. In diesem Schaltzustand des Bremsschaltventils 7 sind die Kupplungen 1 und 2 mit dem Ölreservoir 5 verbunden und so mit geschlossen und das Getriebe in einer Parkstellung ver blockt. Wird das Bremsschaltventil 7 in seine zweite Stel lung geschaltet, so gelangt die Druckflüssigkeit zum Fahrt richtungsventil 8 und von dort in der gezeichneten Stellung des Fahrtrichtungsventils 8 über eine Zulaufbohrung 9, wel che sich in der oberen Hälfte des Kolbenraums 10 befinden soll und füllt den Kolbenraum 10 mit Druckflüssigkeit. Da bei bewegt sich der Kolben 11 der Kupplung 2 gegen eine Federkraft der Feder 12 und öffnet die Kupplung 2. In der unteren Hälfte des Kolbenraumes 10 befindet sich eine Zu laufbohrung 13, welche ein Rückschlagventil 14 und eine Blende 15 aufweist. Das Rückschlagventil 14 wird vom Druck der Druckflüssigkeit im Kolbenraum 10 geschlossen. Zwischen dem Druckabsicherungsventil 6 und der Pumpe 3 befindet sich ein Druckbegrenzungsventil 16, welches den Druck der Pum pe 3 vorzugsweise auf ca. 30 bar begrenzt. Die Druckflüs sigkeit, welche das Druckbegrenzungsventil 16 durchströmt, wird durch einen Wandler 17 geleitet. Ein Teil der Druck flüssigkeit durchströmt ein Druckbegrenzungsventil 18, wel ches auf vorzugsweise ca. 4 bar eingestellt ist, um nach Passieren eines Wärmetauschers 19 zurück ins Ölreservoir 5 zu gelangen. Ein anderer Teil der Druckflüssigkeit wird zwischen dem Wandler 17 und dem Druckbegrenzungsventil 18 über die Blenden 15 und 20 zu den Rückschlagventilen 6 und 21 geleitet. Das Rückschlagventil 14 ist vom Druck der Druckflüssigkeit im Kolbenraum 10 verschlossen. Die Druck flüssigkeit gelangt durch die Blende 20 über das Rück schlagventil 21 über eine im unteren Bereich des Kolben raums 23 angebrachte Zulaufbohrung 22 und füllt den Kolben raum 23 mit Druckflüssigkeit. Die Luft im Kolbenraum 23 sowie die nachströmende Druckflüssigkeit kann in eine Zu laufbohrung 24, welche möglichst am obersten Punkt des Kol benraumes 23 angebracht ist, abfließen. Von der Zulaufboh rung 24 gelangt die Luft und die Druckflüssigkeit über das Fahrtrichtungsventil 8 über eine Blende 25, welche zur Mo dulation des Kupplungsdruckes verwendet wird, in das Ölre servoir 5. Indem die Auslegung der Blende 20 und Blende 25 dergestalt ausgeführt ist, daß zum Durchströmen der Blen de 20 ein höheres Druckniveau erzeugt wird als beim Durch strömen der Blende 25, ist gewährleistet, daß die in diesem Zustand geschlossene Kupplung 1 nicht durch verringerte Schließkraft der Feder 26 durch einen entgegenwirkenden Druck in einen Rutschzustand gelangt. Indem die Kupplung 1 mit Druckflüssigkeit permanent durchströmt wird und sich die Zulaufbohrung 24 an der obersten Stelle des Kolbenrau mes befindet, ist gewährleistet, daß der Kolbenraum 23 und die Zu- und Rücklaufleitungen vollständig entlüftet sind. Auch ist die Möglichkeit bei Verwendung eines Ölreservoirs, welches sich unterhalb der Schaltkupplungen befindet, aus geschlossen, daß bei einer Rücklaufleitung oberhalb der Oberfläche des Ölreservoirs der Kupplungsraum 10 und 23 leerläuft. Die Größe des Federspeichers 27, 28 sowie die Auslegung der Blenden 25 und 29 läßt sich exakt bestimmen, da die Berücksichtigung einer komprimierbaren unbestimmten Menge Luft in den Zuleitungen oder den Kolbenräumen der Kupplungen 1 und 2 nicht mehr berücksichtigt werden muß. Dadurch läßt sich eine exakte Schaltmodulation erreichen. Durch Umschalten des Fahrtrichtungsventils 8 wird die Kupp lung 1 mit Druckflüssigkeit beaufschlagt und das Rück schlagventil 21 geschlossen. Dadurch wird die Kupplung 1 geöffnet. Gleichzeitig schließt die Kupplung 2 moduliert über der Blende 25 und wird nach Beendigung des Schließvor gangs wieder automatisch durchströmt und somit entlüftet. Durch diese Anordnung mit den Merkmalen der Erfindung wird wechselweise bei jeder Fahrtrichtungsschaltung automatisch ein Kolbenraum und die Zu- und Rückleitungen der Kupplun gen 1 oder 2 entlüftet.

Ist es beabsichtigt, eine Kupplung 1 oder 2 gezielt in den Rutschzustand zu bringen, so sind die Kolbenräume 10 oder 23, je nach Stellung des Fahrtrichtungsventils 8, über ein Inchventil 30 mit in seinem Niveau veränderbaren Druck beaufschlagbar.

Bezugszeichenliste

1

Kupplung

2

Kupplung

3

Pumpe

4

Filter

5

Ölreservoir

6

Druckabsicherungsventil

7

Bremsschaltventil

8

Fahrtrichtungsventil

9

Zulaufbohrung

10

Kolbenraum

11

Kolben

12

Feder

13

Zulaufbohrung

14

Rückschlagventil

15

Blende

16

Druckbegrenzungsventil

17

Wandler

18

Druckbegrenzungsventil

19

Wärmetauscher

20

Blende

21

Rückschlagventil

22

Zulaufbohrung

23

Kolbenraum

24

Zulaufbohrung

25

Blende

26

Feder

27

Federspeicher

28

Federspeicher

29

Blende

30

Inchventil

Claims

1. Unter Last schaltbares Wendegetriebe mit einem Öl reservoir (5) mit Schaltkupplungen (1, 2), welche als Wen dekupplungen verwendet und über Betätigungseinrichtun gen (8) ansteuerbar sind und zur Richtungsschaltung wahl weise geschlossen bzw. geöffnet werden, wobei die Kupplun gen (1, 2) durch Absenken eines Drucks im Kolbenraum (10, 23), welcher entgegen einer Federkraft einer Feder (12, 26) wirkt, über Zulaufbohrungen (9, 24) der Kupplungen (1, 2) geschlossen und durch Erhöhen eines Druckes im Kolben raum (10, 23) geöffnet werden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kolbenraum (10, 23) mindestens zwei Zulaufbohrungen (9, 13, 22, 24) aufweist, wobei eine erste Zulaufbohrung (13, 22) über ein Ven til (14, 21) immer dann verschlossen wird, wenn eine zweite Zulaufbohrung (9, 24) mit Druck beaufschlagt ist und durch eine erste Zulaufbohrung (13, 22) immer dann ein Flüssig keitsstrom durch den Kolbenraum (10, 23) strömt, wenn eine zweite Zulaufbohrung (9, 24) mittels einer Betätigungsein richtung (8) mit dem Ölreservoir (5) verbunden wird.

2. Unter Last schaltbares Wendegetriebe nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Zulaufbohrung (9, 24) über eine Blende (25, 29), welche mit einem Federspeicher (27, 28) verbunden ist, mit einem Ölreservoir (5) über eine Betätigungseinrich tung (8) verbunden werden kann, wobei die Blende (25, 29) dergestalt ausgelegt ist, daß die Durchströmung der Blen de (25) mit Flüssigkeit aus einer ersten Zulaufbohrung (13, 22) den Druck im Kolbenraum (10, 23) nur unwesentlich er höht.

3. Unter Last schaltbares Wendegetriebe nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Zulaufbohrung (9, 24) erst dann über eine Betä tigungseinrichtung (8) mit Druck beaufschlagbar ist, wenn der zur Verfügung stehende Druck über einem bestimmten Wert ist.

4. Unter Last schaltbares Wendegetriebe nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenraum (10, 23), welcher über eine Betätigungseinrich tung (8) und eine Blende (25) mit dem Ölreservoir verbunden ist, über eine Betätigungseinrichtung (30) mit einem in seinem Niveau stufenlos veränderbaren Druck beaufschlagbar ist.