DE2442301C3 - Getriebe für Wasserfahrzeuge - Google Patents
Getriebe für WasserfahrzeugeInfo
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Description
genden Seite in Bezug auf die F i g. 2, wobei gewisse
Teile zur Verdeutlichung weggebrochen sind und wobei sich das Ventil TV in seiner Stellung für eine kleine
Antriebsdrehzahl befindet;
Fig.4 eine Schnittansicht entlang der senkrechten ■>
Linie 4-4 nach F i g. 5, wobei sich das Ventil TVwieder in
seiner Stellung für eine kleine Antriebsdrehzahl befindet;
Fig.5 eine Schnittansicht entlang der senkrechten
Linie 5-5 nach Fig. 1, wobei gewisse Teile zur Verdeutlichung der Zeichnung weggebrochen oder
weggelassen sind und wobei sich das Ventil TV nicht in seiner vorgenannter. Stellung, sondern in einer angehobenen
Stellung befindet, bei welcher eine kontrollierte Druckanstiegsgeschwindigkeit auftritt; r>
Fig.6 eine Schnittansicht entlang der senkrechten Linie 6-6 nach F i g. 5;
Fig.7 eine Schnittansicht entlang der horizontalen Linie 7-7 nach F ig. 5;
Fig.8 eine Schnittansicht entlang der senkrechten Linie 8-8 nach F i g. 3, wobei die Schnittlinie teilweise in
Querrichtung verläuft;
Fig.9 eine Schnittansichl entlang der senkrechten
Linie 9-9 nach F i g. 3 oder 5;
Fig. 10 eine Schnittansicht entlang der senkrechten
Linie 10-10 nach Fig.3, wenn das Ventil TV in eine
Stellung für eine kleine Antriebsdrehzahl gedreht ist;
Fig. 11 eine Schnittansicht ähnlich der Fig. 10,
jedoch entlang der senkrechten Linie 11-11 nach Fi g. 5,
wenn sich das Ventil TV in der angehobenen Stellung befindet, bei welcher eine kontrollierte Druckanstiegsgeschwindigkeit auftritt;
Fig. 11a eine Schnittansicht entlang der Linie 1 Ia-I la nach Fig. 5;
Fig. 12 eine Schnittansicht entlang der Linie 12-12 J5
nach Fig. 5, jedoch in einem vergrößerten Maßstab;
Fig. 13 eine Schnittansicht entlang der Linie 13-13 nach Fig. 12;
Fig. 14 eine perspektivische Ansicht, teilweise in Explosionsdarstellung von verschiedenen Teilen, die
teilweise in den anderen Fig. dargestellt sind, wobei zur Verdeutlichung einige Teile weggebrochen sind;
F i g. 15 eine schematische Darstellung eines hydraulischen
Schaltplanes des erfindungsgemäßen Getriebes;
Fig. 16 eine weitere schematische Darstellung des
hydraulischen Schaltplanes des Getriebes;
Fig. 17 ein Diagramm, in welchem der Anstieg des
gemäß der Erfindung möglichen Kupplnngsdruckes über der Zeit dargestellt ist, und
F i g. 18 ein Diagramm, in welchem die Winkelstellung
des Steuerhebels des Ventils TV gegenüber dem Steuerdruck aufgetragen ist und aus welchem der
Druckverlauf während der Drehung des Ventils zu entnehmen ist.
Das Getriebe weist ein Eingangszahnrad 1 auf (siehe F i g. 2), welches an eine Antriebsquelle, wie z. B. an ein
Schwungrad 2 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine angeschlossen ist und von diesem angetrieben
wird. Das Eingangszahnrad ist mit einer Eingangswelle 3 verbunden und treibt die Eingangswelle 3 an, an
welcher ein Zahnrad 4 befe*i<K. ■·*.
Kupplungen
Es ist eine Kupplung F für eine Vorwärtsdrehung (vorwärtskupplung) vorgesehen, die als Reibscheiben-Lamellenkupplung
ausgebildet ist und an sich bekannt ist. Die Vorwärtskupplung ^besitzt eine Trommel 5 mit
einem Zahnkranz 6, der am Außenumfang der Trommel angeordnet ist und zum Antrieb durch das Zahnrad 4
mit diesem in einem dauernden Eingriff steht Die Trommel 5 und der Zahnkranz 6 sind an der Welle 8 der
Vorwärtskupplung befestigt und werden mit dieser über das Eingangszahnrad 4 angetrieben. Auf der Welle S ist
ein Kupplungsnabenkörper 10 drehbar gelagert, der mit einem Zahnrad 12 einstückig ausgebildet ist. Die
Scheiben 14 und 16 der Reibscheibrn-Lamellenkupplung
sind entsprechend mit der Innenseite der Kupplungstrommel 5 bzw. mit einem Umfangsteil des
Kupplungsnabenkörpers in an sich bekannter Weise in Axialrichtung verkeilt Zwischen dem Zahnrad 6 und
einem in Axialrichtung verschiebbaren Kupplungsschaltkolben 20 ist eine Kupplungsschaltkammer 18
angeordnet, so daß der Kolben 20 bei Einleitung einer Druckflüssigkeit durch die sich in der Welle 8
befindliche Kanalbohrung 22 in die Kupplungsschaltkammer 18 gegen die Scheiben gedrückt wird und diese
gegen einen Auflagerring 24 der Trommel 5 drückt, wodurch die Kupplung eingerückt wird.
Wie zu erkennen ist, kann die Größe der Kupplungsanpreßkraft durch die Menge der in die Kupplungsschaltkammer
8 eingeleiteten Druckflüssigkeit verändert werden. D. h., daß das Gleitverhalten der Kupplung
beliebig einstellbar ist, ebenso wie ein festes Anpressen der Reibscheiben, und diese Kupplung soll daher als
■ einstellbarer Kupplungstyp bezeichnet werden.
Wenn die Kupplung F eingerückt ist, dann wird das Antriebsmomert der Eingangswelle 3 über das Zahnrad
4, den Zahnkranz 6 und die Trommel 5, die lamellenartig ineinandergreifenden Kupplungsscheiben 14 und 16,
den Kupplungsnabenkörper 10 mit seinem Zahnrad 12 und schließlich auf das auf der Ausgangswelle 28
befestigte Ausgangszahnrad 26 übertragen.
Die Wellen 3, 8 und 28 sind in geeigneter Weise in Wälzlagern drehbar gelagert, die in dem Gehäuse Hdes
Getriebes aufgenommen werden, wie dies deutlich in der Zeichnung zu erkennen ist.
Die Fig. 1, 14 und 15 zeigen, daß ferner eine Kupplung für eine Rückwärtsdrehung R (Rückwärtskupplung)
vorgesehen ist, die in konstruktiver Hinsicht der Vorwärtskupplung F entspricht und an sich bekannt
ist, so daß eine ausführliche Beschreibung nicht notwendig erscheint. Es soll lediglich darauf hingewiesen
werden, daß die Rückwärtskupplung R eine Trommel 33 aufweist, die an ihrem äußeren Umfang mit
einem angeformten Zahnkranz 32 versehen ist (siehe Fig. 1 und 14), welcher sich mit dem Zahnkranz 6 der
Vorwärtskupplung F in dauerndem Eingriff befindet. Ferner weist die Rückwärtskupplung R ein Ausgangszahnrad
34 auf, welches dem Zahnrad 12 der Vorwärtskupplung entspricht und auf der Welle 36
drehbar gelagert ist und welches angetrieben wird, wenn die Rückwärtskupplung eingerückt ist. Wie in der
F i g. 1 zu erkennen ist, befinden sich der Zahnkranz 6 der Vorwärtskupplung und der Zahnkranz 32 der
Rückwärtskupplung miteinander in dauerndem Eingriff. Außerdem stehen die Ausgangszahnräder 12 und 34 der
Vorwärtskupplung bzw. der Rückwärtskupplung mit dem großen Zahnrad 26 in dauerndem Eingriff (siehe
Fig. 1).
Wenn das Drehmoment von der Eingangswelle 3 auf die Ausgangswelle 28 in umgekehrter Drehrichtung
übertragen werden soll, d. h. in einer Drehrichtung, die derjenigen Drehrichtung entgegengesetzt ist, in welcher
die Vorwärtskupplung die Welle 28 dreht, dann werden die Vorwärtskupplung Fausgerückt und die Rückwärtskupplung
R eingerückt. Infolgedessen wird das Dreh-
moment von dem Schwungrad 2 über das Zahnrad 4, den Zahnkranz 6, den Zahnkranz 32 der Rückwärtskupplung
übertragen, wodurch ein Antrieb des Ausgangszahnrades 34 und infolgedessen des Ausgangszahnrades
26 und der damit verbundenen Welle 28 erfolgt.
Wahl der Kupplung
Um die Vorwärtskupplung /■'einzurücken, wird durch
die sich in der Welle 8 der Vorwärtskupplung befindliche Kanalbohrung 22 (siehe F i g. 2,4, 7 und 14),
über die die Welle 8 umgreifende Ringnut 23 und den sich im Ventilkörper B befindlichen Kanal 42 (siehe
F i g. 2 und 4) Druckflüssigkeit zugeführt. Die Druckflüssigkeit gelangt über eine zentrale Bohrung 43 eines
Richtungswählschiebers 55, der noch nachfolgend beschrieben werden soll, zum Kanal 42 (siehe F i g. 4, 5
und 7). Diese Druckflüssigkeit wird dem Schieber 55 von einer Druckwelle, wie z. B. von einer Flüssigkeitspumpe
P über eine Leitung 45 (siehe F i g. 4), einen Anschluß 45a (siehe F i g. 3 und 4) und Steueröffnungen 47
zugeführt.
Die Rückwärtskupplung ist genauso aufgebaut wie die Vorwärtskupplung und wird ebenfalls mit einer
Druckflüssigkeit gespeist. Z. B. wird die Druckflüssigkeit der Rückwärtskupplung über die Axialbohrung 44 in der
Welle 36 (siehe Fig. 14) und über die die Welle 36 .umgreifende Ringnut 46 zugeführt, wobei der Ringnut
46 die Druckflüssigkeit über den Kanal 48 im Pumpensockel 48a (siehe F i g. 1), eine Überbrückungsleitung
49 und den Kanal 50 im Ventilkörper B zugeleitet wird. Wie ebenfalls aus der F i g. 7 zu
entnehmen ist, steht der Kanal 50 mit einer Aussparung 51 (siehe auch F i g. 9), einem Kanal 52 und einem Kanal
53 in einer Flüssigkeitsverbindung, wobei der Kanal 53 mit einer Steueröffnung 54 des Richtungswählschiebers
55 in Deckung gebracht werden kann, welche eine Verbindung mit der zentralen Bohrung 43 des
Richlungswählschiebers 55 herstellt.
Wenn der Richtungswählschieber oder Ventilschieber 55 mittels eines Wählhebels 58 derart gedreht wird,
daß seine Steueröffnung 54 mit dem Kanal 53 in Deckung kommt, dann wird die Druckflüssigkeit der
Rückwärtskupplung R zugeleitet Wenn andererseits der Ventilschieber 55 in die entgegengesetzte Richtung
gedreht wird, dann kommt die Steueröffnung 54 mit dem Kanal 42 in Deckung, so daß die Druckflüssigkeit
zur Vorwärtskupplung gefördert wird und ein Einrükken der Vorwärtskupplung bewirkt, wie dies bereits
beschrieben wurde. Der Richtungswählschieber 55 des Richtungswählventiles DS kann daher mittels des
Wähihebeis 58 in die eine oder andere Fosiiiun bewegt
werden, wodurch wahlweise die Vorwärts- oder Rückwärtskupplung eingerückt wird, um ein nicht
dargestelltes Wasserfahrzeug, in welchem das Getriebe verwendet wird, vorwärts oder rückwärts anzutreiben.
Druckregelventil für eine kontrollierte Druckanstiegsgeschwindigkeit
Es wird nachfolgend ein Druckregelventil RR für eine kontrollierte Druckanstiegsgeschwindigkeit beschrieben,
durch welches die Geschwindigkeit geregelt wird, mit welcher der Druck entweder in der Vorwärts- oder
Rückwärtskupplung aufgebaut wird, um die entsprechende Kupplung einzurücken. D.h. mit anderen
Worten, daß dieses Ventil RR die Geschwindigkeit steuert, mit welcher die Kupplungen eingerückt werden.
Jedoch spricht dieses Ventil zur Steuerung der
Druckanstiegsgeschwindigkeit nicht eher an als bis das Richtungswählventil DS entweder auf die Vorwärtsoder
Rückwärtsrichtung eingestellt ist. Wenn die Richtungswahl vorgenommen ist, dann erfolgt der
vorbeschriebene Druckanstieg durch das noch zu beschreibende Ventil folgendermaßen.
Wie insbesondere aus den Fig.4, 5 und 14 zu entnehmen ist, weist das Druckregelventil RR zur
Regelung der Druckanstiegsgeschwindigkeit einen Hochdruckkolben 60 mit einem Schaft 61 auf, der in der
zentralen Bohrung 43 des Richtungswählschiebers 55 axial gleitend gelagert ist. Das Druckregelventil weist
eine hohle Kolbenbüchse 62 auf, die axial gleitend in einer Bohrung 63 des Ventilkörpers gelagert ist, und in
dieser Kolbenbüchse 62 ist eine Federeinrichtung 64 angeordnet, weiche gegen die Unterseite des zur
Druckregulierung dienenden Kolbens 60 drückt. Die Federeinrichtung drückt die Kolbenbüchse 62 gegen die
Fläche eines Nockens 66, der noch beschrieben wird, nach unten und drückt den zur Druckregulierung
dienenden Kolben 60 entgegen dem in der Bohrung 43 herrschenden Flüssigkeitsdruck nach oben, welcher auf
das obere Ende des Schaftes 61 wirkt. Der Flüssigkeitsdruck, der dauernd in der Bohrung 43 herrscht, drückt
den Kolben 60 nach unten. In dem Ventilschieber 55 sind radiale Steueröffnungen 67 vorgesehen, die die zentrale
Bohrung 43 mit einer sich am Umfang des Ventilschiebers befindlichen Nut 68 verbinden. Wenn der
Kolbenschaft 61 eine solche axiale Stellung gegenüber den Steueröffnungen 67 einnimmt, daß die zentrale
Bohrung 43 durch die Steueröffnungen 67 geöffnet wird, dann fließt ein Teil der Druckflüssigkeit aus der
zentralen Bohrung 43 durch die Nut 68 und über einen Kanal (iS (siehe Fig.4. 5, 8 und 9) zu einem
Hauptschmiermittelsteuerventil SSV.
Wie aus der F i g. 9 zu entnehmen ist, wird ein Teil der durch den Kanal 69 strömenden Druckflüssigkeit durch
eine Aussparung 69£> und eine Steueröffnung 115 geleitet, welche mit der Bohrung 110 in Verbindung
steht (siehe F i g. 8), die den hin- und herbeweglichen Ventilschieber des später noch beschriebenen Steuerventiles
SSV aufnimmt, das seinerseits einen Hauptschmiermittelstrom entweder zur Vorwärts- oder
Rückwärtskupplung leitet, je nach dem welche Kupplung eingerückt werden soll, wobei dieser Vorgang
später noch beschrieben wird.
Drehventil TV
Das vorbeschriebene Druckregelventil RR kann von einem von Hand bedienbaren Hebel 70 gesteuert
werden, der ein Steuerteil 74 mit einem exzentrisch gelagerten Nocken 66 dreht (siehe F i g. 3,4,5,6 und 14).
wobei der exzentrische Nocken 66 gegen die Unterseite der Kolbenbüchse 62 anliegen kann, um dadurch die
effektive Länge der Federeinrichtung 64 zu verändern, wenn die Kolbenbüchse 62 über den exzentrischen
Nocken 66 des Ventils TV in senkrechter Richtung eingestellt wird.
Stellung des Ventils TV für eine kontrollierte Druckan-
Stiegsgeschwindigkeit
Wie aus den Fig. 1, 5 und 11 zu entnehmen ist, befindet sich das Drehventil TV in einer Stellung für
eine kontrollierte Druckanstiegsgeschwindigkeit, in welcher das Druckregelventil RR zur Steuerung der
Druckanstiegsgeschwindigkeit betätigt wird, um die Geschwindigkeit des Kupplungseingriffs zu steuern. In
dieser Steuerstellung für die Druckanstiegsgeschwin-
digkeit des Ventils TV greift eine federbelastete Rastnase 72 in eine Aussparung 73 des Steuerteiles 74
ein, das drehbar in einer Bohrung 75 gelagert ist. Infolgedessen soll diese Stellung als »Raststellung«
bezeichnet werden, und durch das Einrasten wird die Drehung des Steuerteiles 74 in einer Richtung begrenzt.
Das Drehventil TV ist mit einem rechtwinklig verlaufenden Kanal 76 ausgestattet (siehe F i g. 5 und 6),
der einen Ventilkörperkanal 77 mit einem den exzentrischen Nocken 66 des Drehventils umgebenden
Hohlraum 78 verbindet, wenn sich die Kanäle 76 und 77 decken.
Wenn sich das Steuerteil in der Stellung gemäß F i g. 11 befindet, dann deckt sich der Kanal 76 mit dem
Kanal 77, so daß Druckflüssigkeit von einem mit einer Drosselbohrung versehenen Rückschlagventil OC (siehe
Fig.5, 7, 12, 13 und 15) durch den Kanal 77 in den
Hohlraum 78 gelangt, um in diesem Hohlraum einen Druck aufzubauen und insbesondere auf die Unterseite
der Kolbenbüchse 62 zu drücken, die gegen die Kraft der Federeinrichtung 64 nach oben bewegt wird. Das
bedeutet, daß die Kraft der Feder 64 nun hydraulisch eingestellt werden kann. Diese Stellung für einen
kontrollierten Druckanstieg des Ventils TV entspricht demjenigen Zustand, in welchem die Kupplungsscheiben
maximal zusammengedrückt werden, wobei sich das Steuerteil 74 in seiner »Raststellung« befindet und die
Länge der Federeinrichtung 64 reduziert ist, d. h., daß die Feder zusammengedrückt ist und die Federkraft ein
Maximum erreicht hat. Wenn sich also der Hebel 70 in der Raststellung gemäß F i g. 5 befindet, dann wird der
Kanal 76 des drehbaren Steuerteiles 74 des Drehventils TV mit der die Kupplungsscheiben zusammendrückenden
Druckflüssigkeit gespeist und leitet die durch die Drosselbohrung 104 des noch zu beschreibenden Ventils
OChindurchtretende Druckflüssigkeit in den Hohlraum 78 mit dem exzentrischen Nocken und hebt die
Kolbenbüchse 62 hydraulisch mit einer Geschwindigkeit an, die eine Funktion des Querschnittes der Drosselbohrung
ist, bis die Kolbenbüchse 62 gegen die Schulter 63a anliegt. Die Anstiegsgeschwindigkeit des Kupplungsdruckes ist durch den Kurvenzug 141 in F i g. 17
wiedergegeben, worauf später noch eingegangen wird. Die durch den hydraulischen Druck erzielte Bewegung
der Kolbenbüchse 62 bewirkt daher einen Anstieg der Kupplungsanpreßkraft von einem relativ niedrigen
Wert beim Punkt 140 in Fig. 17, der noch über dem Druck für eine kleine Antriebsdrehzahl liegt, bis zu
einem maximalen Druck (Punkt 143 in Fig. 17), der für
einen vollen Eingriff der Kupplung erforderlich ist
Ventilstellung für eine kleine Antriebsdrehzahl
Wenn das Steuerteil 74 aus der Raststellung in die in der F i g. 10 gezeigte Stellung (siehe auch F i g. 3 und 4)
gedreht wird, dann nimmt das Ventil TV eine Drehstellung ein, bei welcher der Hohlraum 78 über die
Steueröffnung 79a und eine sich am Umfang des Steuerteiles 74 befindliche Aussparung 79 mit einem
Sumpfkanal 80 (siehe auch Fig.5) verbunden ist und
infolgedessen in den Sumpf S druckentlastet wird. Über den Sumpfkanal 80 werden auch andere Räume
druckentlastet, wie dies aus der Zeichnung zu entnehmen ist
In der Drehstellung des Ventils TV (siehe F i g. 3, 4, und 10) wird die Länge der Feder 64 mittels des Hebels
70 von Hand eingestellt, und die Feder arbeitet mit einem Federweg, der größer ist als derjenige Federweg,
der dann auftritt, wenn das Steuerteil eine Stellung einnimmt, bei welcher eine kontrollierte Druckanstiegsgeschwindigkeit erzielt wird. Durch eine Bewegung des
Hebels 70 wird der exzentrische Nocken 66 gedreht und dadurch die Kolbenbüchse 62 verschoben, so daß die
Länge der zur Regulierung dienenden Feder 64 verändert wird.
Wenn sich das Drehventil TV in seiner untersten Drehstellung befindet, dann schlägt das Ende 81 der
ebenen Sehnenfläche 82 (siehe Fig.6, 11a und 14) des
Steuerteiles 74 gegen einen Anschlag 82a an und verhindert eine weitere Drehung des Steuerteiles 74.
Die Drehung von der Raststellung zu derjenigen Stellung, in welcher das Ende 81 gegen den Anschlag
82a anschlägt, beträgt ungefähr 79°. Wenn das Ende 81 gegen den Anschlag 82a anliegt, dann weist die Feder 64
ihre größte Länge auf, so daß die schwächste Kraft auf die Kolbenbüchse 62 und damit die schwächste
Anpreßkraft der Kupplung ausgeübt wird. D. h., daß der größte Kupplungsschlupf auftritt und die kleinste
Antriebsdrehzahl erzielt wird. Wenn der Hebel 70 in die »Raststellung« bewegt wird, dann verkürzt sich die
Länge der Feder 64, d. h. die Feder 64 wird zusammengedrückt, so daß die Federkraft zunimmt und
eine Zunahme der Kupplungsanpreßkraft und damit der Antriebsdrehzahl bewirkt werden.
Kugelrückschlagventil
Wenn die Vorwärtskupplung F oder die Rückwärtskupplung R eingerückt sind, dann leitet ein Kugelrückschlagventil
BSV(siehe Fig. 1, 7, 14, 15 und 16) einen Teil des ein Einrücken der Kupplung bewirkenden
Druckes durch ein Rückschlagventil mit einer Drosselbohrung OC, das noch beschrieben werden soll, durch
den Kanal 77 und den Kanal 76 in den bereits beschriebenen Hohlraum 78. Wie ferner zu erkennen ist,
wirkt der ein Einrücken der Kupplung bewirkende Druck ebenfalls auf ein Steuerventil mit einem
Ventilschieber SSV (siehe Fig. 1, 8, 14, 15 und 16) welches der ausgewählten Kupplung F oder R, die
eingerückt werden soll, einen Hauptdruckflüssigkeitsstrom zuleitet (der von dem Druckregelventil RR
kommt), so daß dadurch die Kupplungsplatten der entsprechenden Kupplung, die eingerückt wird, gekühlt
werden.
Insbesondere weist das Kugelrückschlagventil BSV
(siehe Fig. 1, 7, 14, 15 und 16) einen stationären Ventilkörper 83 mit einem rohrförmigen Ende 84 auf.
Die Steueröffnungen 85 befinden sich im rohrförmigen Ende 84, während weitere Steueröffnungen 86 am
gegenüberliegenden Ende im Ventilkörper 83 angeordnet sind. In dem rohrförmigen Ende 84 befindet sich ein
verschiebbares Ventilelement, das die Form einer Kugel 88 aufweist (siehe F i g. 1 und 7) und gegen einen Sitz 87
anliegen kann, um den Flüssigkeitsstrom aus einem Kanal 89 zu unterbrechen und zu bewirken, daß die
Hochdruckflüssigkeit durch einen Kanal 90 zu dem Rückschlagventil mit der Drosselbohrung OCströmt.
Wenn die Vorwärtskupplung F eingerückt ist und über die Bohrung 22 mit der sich im Kanal 42
befindlichen Hochdruckflüssigkeit gespeist wird (siehe F i g. 1 und 7), dann fließt ein Teil der Hochdruckflüssigkeit
außerdem durch die Kanäle 89 und 90 und durch die Drosselbohrung 104 des Rückschlagventiles OC zum
Kanal 77 (siehe F i g. 5 und 7) welcher, wie dies bereits beschrieben wurde, mit dem rechtwinklig verlaufenden
Kanal 76 des Steuerteils 74 des Drehventils TV in Verbindung steht, so daß infolgedessen die Druckflüssigkeit
zum Hohlraum 78 gelangt, der sich am Fußende
der Kolbenbüchse 62 befindet. Es wird daher ein Teil der Druckflüssigkeit, die der Vorwärtskupplung /-"zugeführt
wird, über die Drosselbohrung 104 zu dem sich unterhalb der Kolbenbüchse 62 .befindlichen Hohlraum
78 geleitet.
Wenn der Wählschieber 55 gedreht wird, damit die Druckflüssigkeit durch die Kanäle 53, 52, 51 und 49
geleitet wird (siehe Fig.7) und infolgedessen zur Rückwärtskupplung R, wie dies vorher beschrieben
wurde, dann fließt gleichfalls ein bestimmter Teil der Hochdruckflüssigkeit durch den Kanal 102 (siehe
F i g. 7), hebt die Rückschlagkugel 88 ab und gelangt infolgedessen durch die Drosselbohrung 104 des
Rückschlagventils OC und durch die Kanäle 77 und 76 zu dem sich unterhalb der Kolbenbüchse 62 befindlichen
Hohlraum 78.
Zusammenfassend kann gesagt werden, daß ein bestimmter Betrag der Druckflüssigkeit gleichzeitig
dann in den sich unter der Kolbenbüchse 62 befindlichen Hohlraum 78 geleitet wird, wenn entweder die
Vorwärtskupplung F oder die Rückwärtskupplung R mit Druck beaufschlagt werden. Das mit einer
Drosselbohrung versehene Rückschlagventil OC, auf das bereits Bezug genommen wurde, ist schematisch in
der F i g. 15 und in einer genaueren Darstellung in den F i g. 12 und 13 abgebildet. Dieses kombinierte Ventil ist
an sich bekannt und bereits in der US-PS 36 26 986 beschrieben. Die Geschwindigkeit, mit welcher die
Druckflüssigkeit durch die Drosselbohrung 104 des Ventils OC hindurchströmen kann, bestimmt die
Geschwindigkeit des Druckaufbaus in den Kupplungen Foder R.
Schieberrückschlagventil
Das Schieberrückschlagventil SSV leitet einen Hauptdruckflüssigkeitsstrom (der aus dem Druckregelventil
mit der gesteuerten Druckanstiegsgeschwindigkeit RR austritt) entweder zur Vorwärts- oder
Rückwärtskupplung, die eingerückt werden soll, so daß die entsprechende Kupplung dadurch gekühlt wird.
Dieses Schieberrückschlagventi! (siehe Fig. 1,8,14 und
15) weist einen verschiebbar gelagerten Schieber 111 mit einer zentralen Bohrung 112 auf, welche, wie bereits
erklärt, eine Druckflüssigkeitsströmung von der zentralen Bohrung 43 (siehe F i g. 4 und 5) über den Kanal 69,
die Aussparung 69b und die Steueröffnung 115 in die
Ringnut 116 (siehe Fig.8) ermöglicht, die sich am
Umfang des Schiebers 111 befindet Von der Aussparung 116 gelangt die Druckflüssigkeit entweder zu den
Kupplungsplatten der Vorwärtskupplung oder der Rückwärtskupplung, je nachdem in welcher Axialstellung
sich der Schieber 111 befindet. Die Axialstellung des Schiebers 111 wird durch eine Beaufschlagung des
einen oder anderen Endes des Schiebers mittels eines Steuerdruckes eingestellt, d.h. mit einer durch die
Steueröffnung 117 zugeführten Druckflüssigkeit (siehe F i g. 7 und 8), wenn die Vorwärtskupplung eingerückt
ist und gekühlt werden soll, oder mit einer durch die Steueröffnung 122 zugeführten Flüssigkeit (siehe F i g. 8
und 8), falls die Rückwärtskupplung eingerückt ist und gekühlt werden soll.
Wenn genauer gesagt die Vorwärtskupplung F eingerückt ist, dann strömt die Hochdruckflüssigkeit
durch die Ringnut 23 (siehe Fig. 1 und 14), den Kanal
113 (siehe Fig. I1 7 und 8) und die Steueröffnung 117
zum unteren Ende (siehe Fi g. 8) des Schiebers 111, um
den Schieber in Axialrichtung zu verschieben, so daß die Steueröffnung 115, an welcher, wie vorbeschrieben, die
Hochdruckflüssigkeit vorhanden ist, mit der Steueröffnung 120 (siehe F i g. 7,8 und 9) verbunden wird, die über
die Aussparung 123 mit dem Kanal 126 (siehe Fig.2) verbunden ist und zu den Kupplungsplatten und Lagern
der Vorwärtskupplung F führt.
Wenn die Rückwärtskupplung R eingerückt ist, dann wird ihr der Hauptschmiermittelstrom folgendermaßen
zugeführt. Die Druckflüssigkeit gelangt über die Kanäle 53, 52 und 51 (siehe Fig.7 und 9) durch die
ίο Steueröffnung 122 (siehe F i g. 9 und 8) und dann durch
die Radialbohrung 125 im Schieber 111 in die zentrale Bohrung 112 des Schiebers 111, um diesen in
Axialrichtung nach unten zu schieben (siehe F i g. 8). Die durch die Steueröffnung 115 strömende Druckflüssigkeit
kann dann über die Ringnut 116 des Schiebers Ul
fließen (siehe F i g. 8 und 4) sowie durch die Überbrükkungsleitung 124 (siehe Fi g. 1, la, 4 und 8) die Bohrung
127, die Ringnut 46 und die Axialbohrung 44 in der Welle 36, um die Kupplungsscheiben der Rückwärtskupplung
R und die Lager zu kühlen, wie dies auch in der Fig. 15 gezeigt ist.
Der Hauptstrom der Schmiermittelflüssigkeit zur eingerückten Kupplung ist sowohl bei der Stellung des
Steuerventils, bei welcher eine große Druckanstiegsgeschwindigkeit auftritt, oder bei welcher eine kleine
Antriebsdrehzahl übertragen wird oder in der Neutralstellung vorhanden, weil sich die Druckflüssigkeit bei
allen Stellungen des Ventils TV in der zentralen Bohrung 43 des Richtungswählschiebers 55 befindet.
Funktionsweise
Es sei angenommen, daß sich der Hebel 70 in der Raststellung befindet, die in der F i g. 5 gezeigt ist. Die
von der Pumpe P kommende Druckflüssigkeit ist dauernd in der zentralen Bohrung 43 vorhanden. Will
man entweder die Vorwärtskupplung F oder die Rückwärtskupplung R einrücken, dann wird der
Schieber 55 mit Hilfe des Wählhebels 58 von Hand gedreht, so daß die Druckflüssigkeit durch die
Steueröffnung 54 entweder in die Kupplungsschaltkammer der Vorwärtskupplung Foder der Rückwärtskupplung
R gelangt. Wenn z. B. die Vorwärtskupplung F eingerückt werden soll, dann wird die Druckflüssigkeit
über den Kanal 42 und die Kanalbohrung 22 in die Kupplungsschaltkammer 18 geleitet, um das Zusammendrücken
der Kupplungsscheiben einzuleiten. Unabhängig davon, ob nun die Vorwärts- oder Rückwärtskupplung
ausgewählt wird, wird ein bestimmter Betrag der Druckflüssigkeit durch das Kugelrückschlagventil
BSV, durch das Rückschlagventil mit der Drosselbohrung OC, durch den Kanal 77 und durch den sich mit
diesem Kanal deckenden Kanal 76 zum Hohlraum 78 geleitet, der sich unterhalb der Kolbenbüchse 62
befindet. In der Kupplungsschaltkammer 18 baut sich daher ein Druck auf, durch welchen das Einrücken der
Kupplung beginnt, und während dies geschieht, gelangt die Druckflüssigkeit durch die Drosselbohrung 104 in
den Hohlraum 78 und baut in dem Hohlraum 78 ebenfalls einen Druck auf. Der Druck im Hohlraum 78
erreicht annähernd den Wert des in der zentralen Bohrung 43 herrschenden Druckes, aber da die
Oberfläche des Kolbenschaftes 61 kleiner ist als die Bodenfläche des Kolbens 60, drückt die Kolbenbüchse
62 den Kolben 60 über die Feder 64 nach oben und verschließt die Steueröffnungen 67. Das obere Ende der
Kolbenbüchse 62 legt sich gegen die Schulter 63a an. Während zu diesem Zeitpunkt die volle Anpreßkraft der
Kupplung wirkt, steigt der Druck in der zentralen
Bohrung 43 an und drückt den Kolben 60 entgegen der Kraft der Feder nach unten. Das Oberteil des
Kolbenschaftes 61 bewegt sich nach unten und gibt die Steueröffnungen 67 frei, so daß die zentrale Bohrung 43
druckentlastet wird. Die Druckflüssigkeit gelangt dann durch den Kanal 69 zur Steueröffnung 115 des
Schieberrückschlagventils 5SK Das Schieberrückschlagventil
leitet seinerseits einen gewissen Teil der Druckflüssigkeit entweder zwischen die Kupplungsscheiben
der Vorwärtskupplung oder der Rückwärtskupplung, d.h. über den Kanal 126 bzw. die Bohrung
127, so daß die Kupplungsscheiben und die Lager der entsprechenden Kupplung, die für ein Einrücken
ausgewählt wurde, gekühlt werden. Auf diese Weise wird der ausgewählten Kupplung ein für die Hauptschmierung
dienender Druckflüssigkeitsstrom zugeleitet, durch welchen die Kupplung gekühlt wird, sobald sie
eingerückt ist
Die vorbeschriebene Stellung des Drehventils TV entspricht derjenigen Stellung des Steuerteils 74, bei
welcher eine große Druckanstiegsgeschwindigkeit erzielt wird.
Wenn es erwünscht ist, das Drehventil TV derart einzustellen, daß eine kleine Antriebsdrehzahl übertragen
wird, dann wird der Hebel 70 aus der Raststellung herausbewegt und kann um einen gewissen Drehwinkel
geschwenkt werden. Das bedeutet, daß, wenn der Hebel aus der Raststellung herausbewegt wird, sich der Kanal
76 nicht mehr mit dem Kanal 77 deckt, sondern der Hohlraum !& über die Aussparung 79 in den Sumpf S
druckentiastet wird. Die Kolbenbüchse 62 liegt gegen den Nocken 66 des drehbaren Hebels an und
infolgedessen kann die Kraft der Feder 64 über den H^bel 70 beeinflußt werden. Auf diese Weise kann die
A -ireßkraft entweder der Vorwärts- oder der Rückwärtskupplung
mittels des Drehhebels 70 verändert werden, indem dieser um einen Winkel von annähernd
79° geschwenkt wird.
Wie in der Fig. 17 gezeigt ist, beginnt der
Druckaufbau in der Kupplung zum Zeitpunkt des Einrückbeginns am Punkt 139 und steigt ziemlich schnell
zum Punkt 140, gerade bevor der Kolbenschaft 61 die zentrale Bohrung 43 über die Steueröffnungen 67 öffnet.
Während der Kolbenschaft 61 die zentrale Bohrung 43 öffnet, verläuft der Druckanstieg in den Kupplungen
entlang der Linie 141, und es ist zu erkennen, daß der Druckanstieg der Kupplung über der Zeit allmählich
und gleichmäßig erfolgt. Wenn der Punkt 143 erreicht ist, dann herrscht die volle Anpreßkraft der Kupplung,
und die Kupplung arbeitet bei einem konstanten Kupplungsdruck entsprechend der Kurve 144.
Wie die Fig. 18 zeigt, wird der Drehhebel 70 um einen Winkel von annähernd 79° geschwenkt, wobei am
Punkt 146 ein minimaler Druck herrscht, während am Punkt 148 im Bereich der Raststellung ein maximaler
Druck herrscht. Es ist daher entweder mit Hilfe der Vorwärtskupplung F oder der Rückwärtskupplung R
eine genaue Antriebsdrehzahl einstellbar.
Es ist ein mit einem einzigen Druck arbeitendes Regelventil zur Steuerung der Druckanstiegsgeschwindigkeit
des sich entweder in der Vorwärtskupplung oder der Rückwärtskupplung aufbauenden Druckes geschaffen.
Ferner wird es ermöglicht, daß mit Hilfe des gleichen Regelventils der Antriebsdruck und damit die
Drehzahl gesteuert werden können. Es wird also ein einziger Steuerhebel 70 benutzt, der entweder zur
Steuerung del Druckanstiegsgeschwindigkeit dient oder zur Einstellung bestimmter Drehzahlen.
Ferner wird der ausgewählten Kupplung automatisch ein Hauptschmiermittelstrom zugeführt. Die Abmessungen
des Rückschlagventils mit der Drosselbohrung OC können verändert werden, um die Zeit einstellen zu
können, in welcher sich der Druck in der Kupplung aufbaut, d. h. daß das Rückschlagventil mit einer
Drosselbohrung unterschiedlicher Größe ausgestattet sein kann.
Hierzu 9 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Getriebe für Wasserfahrzeuge, mit hydraulisch steuerbaren und wahlweise betätigbaren Vorwärts-
und Rückwärtskupplungen, einer hydraulischen Steuereinrichtung für die Kupplungen, welche eine
Ventileinrichtung zum Ansteuern der Vorwärtsbzw. Rückwärtskupplung und eine Drucksteuerventileinrichtung
zum Regulieren des Druckanstiegs in dem der angesteuerten Kupplung zugeführten Druckmittel aufweist, wobei die Drucksteuerventileinrichtung
einen druckgesteuerten und mit einem federbelasteten Regulierglied zusammenwirkenden
Kolben besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (60) durch das Regulierglied (62) in
eine einen hohen Druckmitteldruck in der Kupplung (Fbzv/. R) herbeiführende Richtung belastet ist, daß
tine von Hand betätigbare Stelleinrichtung (TV) für die Drucksteuerventileinrichtung (RR) vorgesehen
ist, die einen mit dem Regulierglied in Eingriff stehenden, zwischen einer ersten und einer zweiten
Stellung beweglichen Stellabschnitt (66) besitzt, mit dessen Hilfe in seiner ersten Stellung das Regulierglied
in einer einen maximalen Druckmitteldruck in der Kupplung hervorrufenden Stellung haltbar und
in seiner zweiten Stellung ein Verstellen des Reguliergliedes innerhalb eines niedrige Druckmitteldrücker
hervorrufenden Stellbereiches gestattet ist, und daß eine Einrichtung (OC, 74,76) vorgesehen
ist, mit deren Hilfe das Regulierglied in der ersten Stellung der Stelleinrichtung mit in die Stelleinrichtung
einströmendem Druckmittel beaufschlagbar ist, wohingegen der Druckmittelzufluß in die Stelleinrichtung
gesperrt ist, wenn sich dieselbe in ihrer zweiten Stellung befindet.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regulierglied als verschieblicher
Becher (62) ausgebildet ist, wobei eine Kompressionsfeder (64) vorgesehen ist, die sich mit ihrem
einen Ende am Becherboden und mit ihrem anderen Ende an der Unterseite des Kolbens (60) abstützt.
3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellabschnitt der Stelleinrichtung
(TV) als Exzenterabschnitt (66) ausgebildet ist, an welchen der Becher (62) mit seinem Boden in
Anlage bringbar ist, wobei die wirksame Länge der Feder (64) in Abhängigkeit von der senkrechten
Bewegung des Exzenterabschnittes veränderbar ist.
4. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterabschnitt
(66) der Stelleinrichtung (TV) in einem Raum (78) aufgenommen ist, der in der ersten Stellung der
Stelleinrichtung mit einer Druckmittelleitung (76) verbunden und in der zweiten Stellung der
Stelleinrichtung von der Druckmittelleitung abgesperrt und vom Druckmittel entleert ist.
5. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterabschnitt
(66) mit Hilfe eines handhebels (70) verschwenkbar und mit Hilfe einer Rasteinrichlung (72, 73) in einer
seiner Stellungen fixierbar ist.
6. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe des Handhebels
(70) die wirksame Länge der Feder (64) in der zweiten Stellung der Stelleinrichtung (TV) kontinuierlich
über einen Bereich verstellbar ist.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe für Wasserfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
Schiffsantriebe der in Rede stehenden Art sind dafür bestimmt, die Motordrehzahl nach Möglichkeit konstant
zu halten und die Schraubendrehzahl, sowohl bei Vorwärts- als auch bei Rückwärtsfahrt, in Abhängigkeit
vom Kupplungsgrad zu steuern.
Im Kriechbereich, der beispielsweise beim Fischen mit dem Schleppnetz oder auch bei Hafenmanövern
benutzt wird, ist eine besonders feinfühlige Steuerung des Kupplungsgrades erforderlich, um der jeweils in
Betrieb befindlichen Kupplung gerade die richtige Menge an Druckmittel zuzuführen, die die Situation
erfordert
Aus der US-PS 30 42 165 ist ein Getriebe mit hydraulischen Steuereinrichtungen bekannt, die einen
niedrigen Druckmitteldruck in der Anfangsphase der Kupplungsbetätigung (Einrücken) mit einem nachfolgenden
Druckanstieg über einen vorbestimmten Zeitraum gewährleistet, wobei die erwähnte Drucksteuerung
sowohl für die Vorwärts- als auch für die Rückwärtskupplung wirksam ist. Dieses Getriebe ist
jedoch insofern nachteilig, als sein hydraulisches Steuersystem keine Handeinstellung niedriger Druckmitteldrücke,
und somit keine Fernsteuerung von Hand, in einem Kriechbereich ermöglicht.
Aus der US-PS 27 75 328 ist ein Schiffsgetriebe mit einer hydraulischen Steuerung bekannt, welche der
Kupplung ausreichend Druckmittel zuführt, um einen vollständigen Kupplungseingriff zu erzielen. Die bekannte
Kupplung besitzt jedoch auch Einrichtungen, um aus der eingerückten Vorwärtskupplung Druckmittel
abzuziehen, um so den Kupplungsgrad und damit den Kupplungsschlupf zu steuern. Dabei ist bei diesem
Getriebe ein Kriechventil vorgesehen, welches den Kupplungsschlupf dadurch steuert, daß Steuerschlitze
mehr oder weniger freigegeben werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe der eingangs genannten Gattung so auszubilden,
daß von Hand eine Feineinstellung im Kriechbereich ermöglicht ist.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Mit dem erfindungsgemäßen Getriebe kann sowohl bei Vorwärtsfahrt als auch bei Rückwärtsfahrt der
Druckanstieg und damit das Einrücken der Kupplung gesteuert werden, wobei außerdem mit Hilfe der
Verstellbarkeit von Hand im Kriechbereich alle gewünschten Drehzahlen für die Schiffsantriebswelle
durch Einstellen des gewünschten Kupplungsschlupfes erzielbar sind.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 6.
Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigt
Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine Stirnseitenansicht eines Getriebes gemäß der Erfindung von hinten, wobei zur Verdeutlichung der
Zeichnung Teile weggebrochen, im Schnitt dargestellt oder weggelassen sind;
Fig. la eine Schnittansicht entlang der Linie Ia-Ia
nach F i g. 1;
F i g. 2 eine Schnittansicht des in der F i g. 1 dargestellten Getriebes entlang der Linie 2-2 nach
Fig.l;
Fig.3 eine Seitenansicht des in den Fig.l und 2
dargestellten Getriebes, jedoch von der gegenüberlie-
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Legal Events
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |