DE19918501A1 - Hydraulikanlage für eine Zapfwellenkupplung - Google Patents

Abstract

Beschrieben ist eine Hydraulikanlage für einen Zapfwellenantrieb in einem Nutzfahrzeug, mit einer die Kupplung (1), die Bremse (2) und einen Schmierkreis mit Druckflüssigkeit versorgenden Pumpe (8), einem Steuerventil zum Einschalten und Ausschalten der Kupplung und einer ein Druckbegrenzungsventil (12) enthaltenden Einrichtung, die beim Einschalten der Kupplung einen hohen Systemdruck und beim Ausschalten der Kupplung einen niedrigen Systemdruck zur Verfügung stellt. DOLLAR A Um die Verlustleistung der Pumpe möglichst gering zu halten und den Bauaufwand für eine Hydraulikanlage dieser Art zu verringern, sind die Systemdrücke vom Beaufschlagungsdruck der eingeschalteten Kupplung gesteuert. Hierdurch können die Systemdrücke unabhängig von der Bauart des verwendeten Steuerventils eingestellt werden. Als Steuerventil können damit auch billigere 3/2-Wegeventile oder 3/2-Regelventile in Anwendung kommen. Außerdem hat dies den Vorteil, daß mit nur einem einzigen Druckbegrenzungsventil unterschiedliche Systemdrücke erzeugt werden können. DOLLAR A Die Hydraulikanlage ist geeignet für Nutzfahrzeuge aller Art mit einem Nebenantrieb.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zapfwellenkupplung in einem Nutzfahrzeug, wie einem Ackerschlepper, mit einer die Kupplung, die Bremse und einen Schmierkreis mit Druckflüssigkeit versorgenden Pumpe, einem Steuerventil zum Einschalten und Ausschalten der Kupplung und einer Einrichtung, die ein Druckbegrenzungsventil enthält, das beim Einschalten der Kupplung einen hohen Systemdruck und beim Ausschalten der Kupplung einen niedrigen Systemdruck zur Verfügung stellt.

Zapfwellenantriebe in Nutzfahrzeugen wie z. B. Ackerschlepper, sind in der Regel nur während eines Teiles der Nutzungsdauer des Fahrzeuges eingeschaltet. In diesem Zustand hat die Kupplung für den Antrieb des von der Zapfwelle angetriebenen Arbeitsgerätes in hohes Drehmoment zu übertragen. Außerdem sind in den Schmierkreis erhebliche Mengen Öl zur Schmierung und Kühlung des Zapfwellenantriebes einzuspeisen. Aus diesem Grund ist die dem Zapfwellenan­ trieb zugeordnete Hydraulikanlage auf einen verhältnismäßig hohen Systemdruck ausgelegt. Während der Zeit, in der der Zapfwellerantrieb ausgeschaltet ist, wird lediglich die praktisch unbelastete Bremse druckbeaufschlagt und der antriebs­ seitige Teil der ausgeschalteten Kupplung mit Schmieröl versorgt. Hierzu ist aber bereits ein erheblich niedrigerer Systemdruck ausreichend. Da der Leistungsbe­ darf der Pumpe vorn Systemdruck abhängt, weist diese bei konstant bleibendem Systemdruck eine erhebliche Verlustleistung aufs was sich in einer hohen Erwärmung des Druckmittels äußert.

Um die Verlustleistung der Pumpe möglichst gering zu halten, ist bereits eine Hydraulikanlage bekannt geworden, bei der die Kupplung mit einem hohen Systemdruck und die Bremse mit einem demgegenüber abgesenkten Systemdruck beaufschlagt wird. Die bekannte Hydraulikanlage enthält ein Steuerventil zur Ansteuerung der Kupplung bzw. der Bremse und zwei Druckbegrenzungsventile, von denen das erste Druckbegrenzungsventil den Pumpendruck auf den hohen Systemdruck begrenzt, sobald über das Steuerventil die Kupplung angesteuert ist, und das zweite Druckbegrenzungsventil den Pumpendruck bei eingeschalteter Bremse auf den niedrigeren Systemdruck begrenzt, sobald über das Steuerventil die Bremse angesteuert ist. Über die Druckbegrenzungsventile abströmende Druckflüssigkeit wird über je ein Rückschlagventil in den Schmierkreis eingespeist. Nachteilig an der bekannten Anlage ist die relativ hohe Anzahl der zu ihrer Realisierung erforderlichen Bauteile. Außerdem ist das Steuerventil, ein 4/2-Wegeventil, in seiner Verwendung beschränkt auf Hydraulikanlagen für Zapfwellenantriebe mit wechselweise geschalteter Kupplung und Bremse.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Bauaufwand für eine Hydraulikanlage der beschriebenen Art zu verringern.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch, daß das Druckbegrenzungsventil einstellbar ist und die Einstellung durch den Beaufschlagungsdruck der Kupplung erfolgt.

Hierdurch können die Systemdrücke unabhängig von der Bauart des verwendeten Steuerventils eingestellt werden. Als Steuerventil können damit auch billigere 3/2-Wegeventile oder 3/2-Regelventile in Anwendung kommen.

Die Maßnahme, daß die Schließkraft des Druckbegrenzungsventils vom Beaufschlagungsdruck der Kupplung abhängig ist, hat den Vorteil, daß mit nur einem einzigen Druckbegrenzungsventil unterschiedliche Systemdrücke erzeugt werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung, die ein Schaltschema einer erfindungsgemäßen Hydraulikanlage zeigt, näher erläutert.

Ein vollständig autarker Zapfwellenantrieb an der Frontseite eines Ackerschlep­ pers weist eine hydrostatisch einschaltbare Kupplung 1 in Lamellenbauweise und eine Bremse 2 auf. Kupplung 1 und Bremse 2 sind mechanisch wechselweise betätigbar, was bedeutet, daß bei eingeschalteter Kupplung 1 die Bremse 2 mechanisch zwangsweise ausgeschaltet ist und bei ausgeschalteter Kupplung 1 die Bremse 2 federkraftbetätigt eingeschaltet ist. Der detaillierte Aufbau dieser Kupplungs/Brems-Anordnung geht aus unserem UK-Patent [Patentanmeldung 9808289.4] hervor.

Die antriebsseitige Kupplungshälfte 1a ist vom Antriebsmotor 3 des Fahrzeuges angetrieben. Eine von der abtriebsseitigen Kupplungshälfte 1b ausgehende Welle 4 trägt eine Reibscheibe 2a der Bremse 2 und einen Satz 5 unterschiedlicher Zahnräder, die mit Zahnrädern eines weiteren Satzes 6 eine Anzahl Überset­ zungsstufen bildet, mit denen eine bestimmte Drehzahl an der Zapfwelle 7 eingestellt werden kann.

Zur Belieferung der Kupplung 1 und der Bremse 2 mit Druckflüssigkeit dient eine Hydraulikanlage, die von einer vom Antriebsmotor 3 angetriebenen Pumpe 8 gespeist ist. Die Pumpe 8 liefert Druckflüssigkeit mit einem durch ein Druckbe­ grenzungsventil 9 vorgegebenen Druck von max. 25 bar in eine Leitung 10, die durch ein in einer davon abzweigenden Leitung 11 liegendes weiteres Druckbegrenzungsventil 12 druckmäßig abgesichert ist. Ausgangsseitig führt die Leitung 11 vom Druckbegrenzungsventil 12 in einen Schmierölkreis. Das Druckbegrenzungsventil 12 begrenzt den Druck in der zu einem Regelventil 13 führenden Leitung 10 und in der zur Bremse 2 führenden Leitung 14 auf einen Systemdruck von entweder 18 bar oder 4 bar. Welcher Systemdruck tatsächlich herrscht, hängt von der Höhe der Schließkraft des Druckbegrenzungsventils 12 ab, die durch unterschiedliche Vorspannung einer Schließfeder 15 einstellbar ist. Die Vorspannung der Schließfeder 15 wiederum ist durch Beaufschlagung eines Kolbens 16 mit dem Druck beeinflußbar, der in einer vom Regelventil 12 ausgehenden Leitung 17 herrscht und die Kupplung 1 beaufschlagt.

Das Regelventil 13 ist stufenlos zwischen einer ersten Schaltstellung, in der die Leitung 17 zur Kupplung 1 entlüftet und drucklos ist, und einer zweiten Schalt­ stellung verstellbar, in der die Leitung 17 mit der Leitung 10 verbunden ist und schließlich den in der Leitung 10 herrschenden Systemdruck führt. In der erstge­ nannten Schaltstellung sind der Kolben 16 und die Kupplung 1 wegen der druck­ losen Leitung 17 unbeaufschlagt. Die Schließfeder 15 des Druckbegrenzungs­ ventils 12 ist derart vorgespannt, daß bei unbeaufschlagtem Kolben 16 in der Leitung 10 ein niedriger Systemdruck von 4 bar erzeugt wird. Dieser Druck bewirkt über die Leitung 14 eine Betätigung der Bremse 2.

Beim Übergang in die zweitgenannte Schaltstellung wird die Leitung 17 und damit die Kupplung 1 sowie der Kolben 16 zunehmend druckbeaufschlagt. Ausgehend von dem zunächst 4 bar betragenden Systemdruck in der Leitung 10 erhöht sich der die Kupplung 1 und den Kolben 16 beaufschlagende Druck in der Leitung 17, wobei der Kolben 16 zunehmend im Sinne einer größeren Vorspan­ nung der Schließfeder 15 verschoben wird, bis er schließlich an einem nicht gezeigten Anschlag anliegt. In dieser Situation erreicht die Schließkraft des Druckbegrenzungsventils 12 einen max. Wert, der einem Systemdruck in der Leitung 10 von 18 bar entspricht. Mit diesem Druck ist schließlich die Kupplung 1 voll eingeschaltet. Da hierbei, wie erwähnt, die Bremse 2 zwangsläufig ausgeschaltet ist, bleibt diese trotz des Drucks von 18 bar in der Leitung 14 unbetätigt.

Beim Umschalten des Regelventils 13 von der erstgenannten Schaltstellung (Kupplung AUS) in die letztgenannte (Kupplung EIN) erfolgt ein geregelter Druckanstieg in der Leitung 17 in der Weise, daß ein von der Zapfwelle 7 angetriebenes Arbeitsgerät nach etwa 2-3 sec. seine Solldrehzahl erreicht. Damit ist ein stoßfreies und den Zapfwellenantrieb schonendes Einschalten der Zapfwelle 7 unter Last möglich.

Claims (1)

1. Hydraulikanlage für eine Zapfwellenkupplung in einem Nutzfahrzeug, wie einem Ackerschlepper, mit einer die Kupplung (1), die Bremse (2) und einen Schmierkreis mit Druckflüssigkeit versorgenden Pumpe (8), einem Steuerventil zum Einschalten und Ausschalten-der Kupplung und einer Einrichtung, die ein Druckbegrenzungsventil (12) enthält, das beim Einschalten der Kupplung einen hohen Systemdruck und beim Ausschalten der Kupplung einen niedrigen Systemdruck zur Verfügung stellt, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckbegrenzungsventil (12) einstellbar ist und die Einstellung durch den Beaufschlagungsdruck der Kupplung (1) erfolgt.