DE2008590A1 - Kraftschaltgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftschaltgetriebe mit hydraulisch betätigten Reibungskupplungen, die wahlweise eine gewünschte Übersetzung bzw. Gangschaltung in einem Wechselgetriebe herstellen, und mit einer von einem Antrieb angetriebenen Haupt- oder Motorkupplung.

Die Betätigung der Gangschaltungskupplungen solcher Getriebe unter Last stellt eine hohe Beanspruchung dieser Kupplungen dar, insbesondere bei Arbeitsmaschinen, und macht Reparaturen oder den Ersatz der Kupplungen in kurzen Zeitabständen erforderlich. Nach dem Stand der Technik sind Bemühungen bekannt, die Motorkupplung unmittelbar vor bzw. während der Betätigung der Schalt- kupplungen des Getriebes zu betätigen. Die entsprechenden Vorrichtungen weisen jedoch verschiedene Nachteile auf, vor allem den, dass sie verwickelten Aufbau haben und schwierig z.B. durch den Fahrer eines Fahrzeugs zu bedienen sind.

Es ist daher ein wichtiges Ziel der Erfindung, diese und andere Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung zu schaffen, mittels derer die Haupt- oder Motorkupplung vor bzw. während jedes Schaltvorganges des Kraftschaltgetriebes auf einfache Weise betätigbar ist, damit die Gangschaltungskupplungen geringeren Belastungen ausgesetzt werden und die Betriebszeit zwischen notwendigen Kupplungsreparaturen erheblich verlängerbar ist.

Bei einem Kraftschaltgetriebe der eingangs angegebenen Art ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass mittels einer hydraulischen Drucksteuerung mit einem schwenkbaren Wählhebel die Gangschaltungs-Reibungskupplungen wahlweise betätigbar sind und die Motorkupplung während des Schaltens der Gangschaltungs-Reibungskupplungen kurzzeitig betätigbar ist.

Die Erfindung sieht also ein kraftgeschaltetes Getriebe vor, das eine Anzahl hydraulisch betätigter Reibungskupplungen aufweist, welche zum Herstellen eines gewünschten

Übersetzungsverhältnisses des Getriebes wahlweise einrückbar sind. Die zwischen der Antriebsquelle und dem Kraftschaltgetriebe angeordnete Haupt- oder Motorkupplung wird im Normalzustand durch Federbelastung unter Kraftschluß gehalten. Die Erfindung sieht für die Betätigung eine Drucksteuerung vor, mit der die Motorkupplung während des Schaltens der Gangschaltungskupplungen des Kraftschaltgetriebes kurzzeitig lösbar ist. Die Betätigungsvorrichtung ist so ausgebildet, dass beim Verschwenken des Getriebe-, Schalt- oder Wählhebels durch den Fahrer zum Herstellen des gewünschten Übersetzungsverhältnisses durch Einrücken der betreffenden Gangschaltungskupplung mit dem gleichen Hebel auch ein hydraulischer Zylinder für das Lösen der Motorkupplung gesteuert wird, wobei für die Betätigung der Schaltkupplungen und für den hydraulischen Zylinder der Motorkupplungsbetätigung vorzugsweise das gleiche Druckmittel-System wirksam wird.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. In dieser zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeuges mit einem Kraftschaltgetriebe nach der Erfindung.

Fig. 2 eine Draufsicht auf das in Fig. 1 dargestellte Fahrzeug, wobei jedoch das vordere und das hintere Teil des Fahrzeuges gegeneinander veränderte Stellung aufweisen,

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht des Getriebes des in Fig. 1 dargestellten Fahrzeuges,

Fig. 3a eine schematische, auseinandergezogene Darstellung der Anordnung des Kraftschaltgetriebes nach der Erfindung,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des hinteren Endes des Getriebe-Gehäuses.

Fig. 5 ein Schema der hydraulischen Drucksteuerungsanlage des Fahrzeugs,

Fig. 6 eine vergrößerte Schnittansicht der Schalt- oder Wählhebelanordnung,

Fig. 7 eine Seitenansicht der in Fig. 6 dargestellten Vorrichtung bei abgenommenem Deckel,

Fig. 8 eine Seitenansicht teilweise im Schnitt der Vorrichtung nach Fig. 6,

Fig. 9 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 6, teilweise im Schnitt,

Fig. 10 eine vergrößerte Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des Betätigungszylinders der Motorkupplung und

Fig. 11 eine Ansicht entsprechend der Linie 11-11 in Fig. 10.

Die Erfindung ist in Verbindung mit einem Langholzschlepper erläutert, welcher zum Abschleppen von Stammholz aus einem Einschlag mittels eines vom Fahrzeug aus nach hinten verlaufenden Kabels oder Seilzuges eingesetzt wird. Selbstverständlich kann die Erfindung jedoch ebenso bei Erdbewegungsmaschinen oder anderen, vorwiegend industriellen Schwerfahrzeugen Anwendung finden.

Der allgemeine Aufbau dieses Fahrzeuges ist in Fig. 1 und 2 dargestellt. Demgemäß weist das Fahrzeug ein Vorderteil F auf, an dessen einer Achse 1 zwei große Antriebsräder 2 und 3 angebracht sind. Im Vorderteil F befindet sich auch eine Antriebsquelle in Form eines Verbrennungsmotors E, der seine Leistung an eine Haupt- oder Motorkupplung 4 in einem Kupplungsgehäuse 5 abgibt (Fig. 1, 2 und 5).

Die Kupplung 4 ist eine Scheiben-Reibungskupplung und wird im Normalzustand durch Federn 4a in Kraftschluß gehalten (Fig. 5). Sie ist mittels dieses Gleitstückes 4b lösbar, wenn dieses über eine seitlich des Fahrzeuges aus dem Kupplungsgehäuse hervorstehende Kupplungshebelwelle 4c betätigt wird. Diese Welle 4c wird in bekannter Weise mittels des mit dem oberen Ende eines an der Welle 4c befestigten Kupplungshebels 4c verbundenen Pedals 4d durch den Fahrer verdreht. Das Niedertreten des Pedals bewirkt eine Verdrehung der Welle, so dass das Gleitstück 4b eine Trennung der Kupplungsplatten bewirkt und damit die Kupplung 4 löst.

Außerdem kann die Kupplung mittels im weiteren beschriebener hydraulischer Steuereinrichtungen kurzzeitig gelöst werden, wenn die Gangschaltungskupplung des Kraftschaltgetriebes geschaltet werden sollen.

In dem Kupplungsgehäuse 5 befindet sich ferner eine herkömmliche Vorrichtung M (Fig. 2) für das wahlweise Schalten einer großen oder einer kleinen Übersetzungsstufe mittels eines Hebels 6 und für das Umschalten der Bewegungsrichtung des Fahrzeuges, das in bekannter Weise mittels eines Hebels 8 erfolgt.

Von der Vorrichtung M im Kupplungsgehäuse 5 wird der Antrieb nach dem dahinter in einem Gehäuse 10 angeordneten Kraft- schaltgetriebe, welches im folgenden beschrieben wird, übertragen. Das Getriebegehäuse 10 besteht aus einem großen und schweren Stahlgußteil, welches mit einem vorderen Flansch 11 am Kupplungsgehäuse 5 befestigt ist. Das rückseitige Ende des Getriebegehäuses 10 bildet eine senkrechte Schwenkachse für das hintere Fahrzeugteil R.

Im unteren Teil des Getriebegehäuses 10 drehbar gelagert befindet sich die Abtriebswelle 20, die nach vorn und nach hinten aus dem Gehäuse 10 vorsteht und am vorderen und hinteren Ende jeweils einen Anschlußflansch 21 bzw. 22 trägt. Kreuzgelenke 23 verbinden die Flansche 21, 22 über Antriebswelle 26 bzw. 27 mit der Vorderachse 1 bzw. der Hinterachse 30 des Fahrzeuges. Auf diese Weise wird die Antriebsleistung des Motors E auf Vorder- und Hinterachse übertragen.

Das hintere Teil R des Fahrzeuges läuft auf Antriebsrädern 31, 32, welche in üblicher Weise mit der Hinterachse 30 verbunden sind. Das Vorderende des hinteren Teils R ist gegabelt ausgebildet und mittels Bolzen 14 und 15 gelenkig mit dem Vorderteil F verbunden. Dadurch weist das Fahrzeug einen Gelenkrahmen mit dem Vorderteil F und dem hinteren Teil R auf, die um eine senkrechte Achse schwenkbar miteinander verbunden sind.

Entsprechend Fig. 3 und 3a enthält das Kraftschaltgetriebe 10 ein Paar Doppelkupplungen 50, 51 auf entsprechenden Wellen 53 bzw. 54. Diese Wellen 53, 54 liegen nebeneinander, und ringförmige Gehäuse 56, 57 der Doppelkupplungen stehen über jeweils in der Mitte angeordnete und starr mit ihnen verbundene Zahnkränze 58, 59 in Dauereingriff.

Die Doppelkupplungen 50, 51 weisen jeweils ein Paar Scheiben-Reibungskupplungen 61, 62 bzw. 63, 64 auf. Wegen des gleichen Aufbaues dieser Kupplungen braucht nur eine derselben beschrieben zu werden, insbesondere im Hinblick darauf, dass die Doppelkupplungen selbst von herkömmlicher Art sind.

Die Kupplungen 61 bis 64 sind hydraulisch betätigbar und weisen jeweils einen in einem ringförmigen Gehäuse gleitend geführten Kolben 68 auf. Druckanstieg in einem Flüssigkeitsraum 68´ bewirkt eine Verschiebung des Kolbens 68 und presst dadurch die abwechselnd mit dem ringförmigen Gehäuse und mit einer Nabe 73 verzahnten Kupplungsscheiben 70, 71 kraftschlüssig gegeneinander. Ein Stirnrad 74 ist mit der Nabe 73 verbunden, die zusammen mit dem Stirnrad 74 auf der betreffenden Welle drehbar gelagert ist. Damit bewirkt ein Druckanstieg in der Kupplungsbetätigung 68, 68´ das kraftschlüssige Aneinanderlegen der Kupplungsteile und den Antrieb des zugeordneten Stirnrades.

Bei vier Kupplungen entsprechend der Darstellung weist das betreffende Kraftschaltgetriebe also vier Stufen auf. Eine Umkehrung der Antriebsrichtung in den einzelnen Stufen erfolgt, wie bereits beschrieben, mittels des Schalthebels 8 am Gehäuse 5 der Motorkupplung 4.

Die mittels der beschriebenen Kupplungen herstellbaren Übersetzungen bzw. Geschwindigkeiten des Fahrzeuges werden dadurch geschaltet, dass der Fahrer einen Kraftschalt-Wählhebel 80 in eine von vier Stellungen bringt. Die Schwenkbewegung dieses Hebels 80 läßt den Winkelhebel 81 um eine Anlenkung 82 schwenken, so dass die an einem Schaltschieber 84 befestigte Verbindungsstange 83 senkrecht bewegt wird. Wie in Fig. 5 dargestellt, gestattet das Verschieben des Schaltschiebers 84 den Zutritt einer Druckflüssigkeit von einer Druckquelle, z.B. einer Pumpe 85, entgegen einem Kupplungsdruck-Regelorgang 86 an einer Druckflüssigkeitsleitung 87 und durch diese zu einer der einzeln wählbaren Leitungen 91, 92, 93 oder 94, die zu den Kupplungen 61 bis 64 führen.

Wie aus Fig. 5 im einzelnen ersichtlich, sind in den Schaltschieber 84 vier Rasten 95 ausgebildet, und ein federbelastetes Sperrglied 84a im Schiebergehäuse 84b hält den Schieber 84 in Abhängigkeit von der Stellung des Hebels 80 in einer der vier Kerben 96 der im folgenden beschriebenen Steuervorrichtung in einer von vier Stellungen.

Beim Schalten der Geschwindigkeiten verschwenkt der Fahrer zunächst den Hebel 80 in der Richtung des gekrümmten Pfeiles (Fig. 6), d.h. er hebt den Hebel 80 aus einer der vier Kerben 96. Dieses anfängliche Verschwenken um den Bolzen 97 hebt das äußere Ende des fest mit dem Hebeln 80 verbundenen Hebels 98 und damit einer I-förmigen Schwinge 99 an. Senkrechte Verschiebung (in bezug auf die Zeichnung) der Schwinge 99 bewirkt das Verschwenken eines Nocken- oder Kurbelarmes 100, wodurch über einen dadurch bewegten Steuerschieber 101 eines richtungssteuernden Dreiweg-Absperrorgans betätigt wird.

Wenn der Steuerschieber 101 bei anfänglicher Bewegung des Hebels 80 entsprechend den Pfeil in Fig. 6 durch Schwenkung des Kurbelarms 100 in die geöffnete Stellung verschoben wird, tritt Druckflüssigkeit von der Pumpe 85 über die Leitung 111 in eine Leitung 112. Diese kurzzeitige Zufuhr bewirkt das Ausfahren einer Kolbenzylinderanordnung 107 und damit kurzzeitiges Lösen der Motorkupplung 4. In dieser Weise wird die Hauptkupplung 4 unmittelbar vor dem tatsächlichen Schalten der Gänge kurzzeitig gelöst, anschließend aber durch die die Kupplung 4 im Normalzustand unter Kraftschluß haltenden Federn 4a sofort wieder eingekuppelt.

Der Schieber 101 des Absperrorgans kehrt jeweils wieder in die für Sperrstellung die Leitung 112 zurück, wenn der Hebel 80 in eine der Ausnehmungen 96 zurückgeführt wird. Das Lösen der Motorkupplung 4 wird also einfach durch das oben beschriebene seitliche Schwenken des Hebels 80 bewirkt, wodurch der Steuerschieber 101 in Öffnungs- oder Sperrstellung gebracht wird. Unabhängig davon, in welche der vier Ausnehmungen 96 der Wählhebel 80 geführt wird, ist die Wirkung in Bezug auf den Steuerschieber 101 die gleiche.

Im Betrieb halten die in dem Schaltschieber 84 vorgesehenen Rasteinrichtungen 95 das Getriebe in dem gewünschten Gang.

Beim Verschwenken des Hebels 80 in Längsrichtung bewegt der Winkelhebel 81 eine Stange oder ein Zugseil zum Heben oder Senken des Schaltschiebers 84.

Somit bewirkt also das Verschwenken des Wählhebels 80 in Längsrichtung das Schalten der Gänge, wobei der Wählhebel 80 durch die zwischen dem Schieber 84 und seinem Gehäuse 84b angeordneten Raster 95 in seiner Stellung gehalten wird. Dagegen bewirkt seitliches Schwenken des Hebels 80 die Bewegung des Steuerschiebers 101 in Öffnungs- oder Sperrstellung. Dieser Schieber 101 öffnet oder sperrt die Zufuhr der Druckflüssigkeit des Betätigungszylinders 107 der Motorkupplung 4. Der Schaltwählhebel 80 ist in Richtung auf die Stellung in einer Kerbe 96 vorbelastet, so dass die Motorkupplung 4 im Normalfall eingekuppelt ist. Es ist möglich, über mehrere Gänge hinwegzuschalten, ohne wieder einzukuppeln und erneut auszukuppeln. Die Ausnehmungen 96 könnten jedoch auch so ausgebildet sein, dass das Weiterschalten um mehr als jeweils einen Gang unmöglich ist.

Im Drucksystem sind geeignete Einweg-Drosseln 115 entsprechend der Darstellung und ein herkömmliches Überdruck-Entlastungsorgan 116 vorgesehen.

Das Kraftschaltgetriebe nach der Erfindung ist also mit einer Anzahl wahlweise wirksamer, hydraulisch betätigbarer Reibungskupplungen für die Herstellung verschiedener Übersetzungsverhältnisse in einem Wechselgetriebe und mit einer durch eine Antriebsquelle angetriebenen Haupt- oder Motorkupplung versehen, welch letztere während des Betätigungsvorganges der Gangschaltungskupplungen jeweils kurzzeitig und synchronisiert gelöst wird, indem die zur Betätigung der Gangschaltungskupplungen dienende Druckflüssigkeit außerdem das kurzzeitige Ausrücken der Motorkupplung mittels eines hydraulischen Zylinders steuert.

Claims (6)

1. Kraftschaltgetriebe mit druckmittelbetätigten Reibungskupplungen, die wahlweise eine gewünschte Übersetzung bzw. Gangschaltung in einem Wechselgetriebe herstellen, und mit einer von einem Antrieb angetriebenen Haut- oder Motorkupplung, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer hydraulischen Drucksteuerung mit einem schwenkbaren Wählhebel (80) die Gangschaltungs-Reibungskupplungen (61 bis 64) wahlweise betätigbar sind und die Motorkupplung (4) während des Schaltens der Gangschaltungs-Reibungskupplungen (61 bis 64) kurzzeitig betätigbar ist.

2. Getriebe an Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksteuerung eine hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung (107) für das Lösen der Motorkupplung (4) aufweist.

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein mittels des Wählhebels (80) wahlweise betätigbares Getriebe-Schaltorgan (84a, b, c) für die Zuleitung von Druckmittel zu den Gangschaltungs-Reibungskupplungen (61 bis 64).

4. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Wählhebels (80) gleichzeitig die Betätigung der Kolben-Zylinder-Anordnung (107) steuerbar ist.

5. Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorkupplung (4) im Normalzustand kraft- bzw. drehmomentübertragend angekuppelt und die hydraulische Drucksteuerung derart mit der Kolben-Zylinder-Anordnung (107) verbunden ist, dass die Motorkupplung 4 beim Wechseln der Gangschaltungs-Reibungskupplungen (61 bis 64) kurzzeitig gelöst wird, wobei die Kolben-Zylinder-Anordnung (107) und die Gangschaltungs-Reibungskupplungen (61 bis 64) einem gemeinsamen Druckmittel-System angehören.

6. Getriebe wenigstens nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung des Zuleitens von Druckmittel zu der Kolben-Zylinder-Anordnung (197) für die Betätigung der Motorkupplung 4 ein Absperrorgan mit einem verschiebbaren Teil (101) vorgesehen ist und dass das Schaltorgan (84a, b, c) der hydraulischen Drucksteuerung das Druckmittel wahlweise einer der Gangschaltungs-Reibungskupplungen (61 bis 64) zuleitet und durch den Wählhebel (80) mittels Teilen (98, 99) gesteuert ist, welche das verschiebbare

Teil (101) zu Beginn der Bewegung des Hebels (80) zum Betätigen des Schaltorgans (84a, b, c) verschieben, wodurch die Motorkupplung (4) kurzzeitig gelöst wird, wenn eine der Gangschaltungs-Reibungskupplungen (61 bis 64) eingekuppelt werden soll.