DE2604593C3 - Hydraulische Steuerungseinrichtung mit Vorwahl für Wendeschaltgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Steuerungseinrichtung mit Vorwahl für ein Wendeschaltgetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruches.

Der Zweck dieser hydraulischen Steuerungseinrichtung ist die Automatisierung des Wendeschaltvorganges mit einer Absicherung gegen Schaltungen bei fehlender Übereinstimmung von momentaner Getriebeausgangsdrehrichtung und gewünschter, am Drehrichtungswahlschieber vorgewählter Getriebeausgangsdrehrichtung.

Es ist eine hydraulische Steuerungseinrichtung bekannt, bei der die mechanische Verriegelung der Stellschieber wirksam wird, sobald die Getriebeausgangsdrehzahl einen vorbestimmten Wert überschritten hat. Diesen vorbestimmten Drehzahlwert erreicht und überschreitet die Getriebeausgangswelle auch bei Schleppbetrieb, d. h. wenn das Wendeschaltgetriebe bei ausgekuppelten Lamellenkupplungen von der Getriebeausgangswelle her angetrieben wird.

Ein solcher Betriebszustand ergibt sich r.. B. bei einem Schiffsantrieb mit mehreren auf je einen Propeller arbeitenden Antriebsanlagen, wenn mit einigen Antriebsanlagen gefahren wird und bei den übrigen die unbelasteten Propeller und die mit ihnen gekuppelten Teile der Antriebsanlage durch die Fahrt des Schiffes in Drehung versetzt werden.

Beim Stillsetzen einer Antriebsanlage wird die ^r> bekannte hydraulische Steuerungseinrichtung des Wendeschaltgetriebes in der Stellung der zuletzt gefahrenen Getriebeausgangsdrehrichtung verriegelt. Da der Drehrichtungswahlschieber beim Stillsetzen des Wendeschaltgetriebes immer in die neutrale Mittelstellung zurückgeht, bleibt die zuletzt gefahrene Getriebeausgangsdrehrichtung in der hydraulischen Steuerungseinrichtung »eingefroren«.

Das »wieder in Gang setzen« des Wendeschaltgetriebes, während eines Schleppbetriebes, in der anderen

'⁵ Getriebeausgangsdrehrichtung als der »eingefrorenen«, kann bei der bekannten hydraulischen Steuerungseinrichtung entweder nur bei stillstehender Antriebsmaschine oder bei einer Getriebeausgangsdrehzahr unterhalb des vorbestimmten Wertes erfolgen.

Es ist also nicht möglich, im Schleppbetrieb bei gestarteter Antriebsmaschine und fehlender Obereinstimmung zwischen momentaner Getriebeausgangsdrehrichtung und der in der hydraulischen Steuerungseinrichtung »eingefrorenen« Getriebeausgangsdreh- richtung das Wendeschaltgetriebe durch Betätigen des Drehrichtungswahlschiebers einzukuppeln. Wegen der zu hohen augenblicklichen Getriebeausgangsdrehzahl ist die mechanische Verriegelung der hydraulischen Steuerungseinrichtung nicht aufgehoben.

3Q Soll bei diesem Betriebszustand das Wendeschaltgetriebe dennoch eingekuppelt werden, um durch Zuschalten einer Antriebsanlage die Fahrgeschwindigkeit zu erhöhen, so kann die bekannte hydraulische Steuerungseinrichtung nur durch Vermindern der Getriebeausgangsdrehzahl unter den vorbestimmten Wert entriegelt werden. Die augenblickliche Getriebeausgangsdrehzahl, die sich infolge der Fahrgeschwindigkeit im Schleppbetrieb eingestellt hat, läßt sich nur durch Zurücknahme der Fahrgeschwindigkeit vermin dem. Es ist also das widersinnige, für den Benutzer unzumutbare Manöver erforderlich: zunächst zu »bremsen«, um schneller werden zu können.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Auslösung einer Wendeschaltung zu verhindern, wenn bei Getrie beausgangsdrehzahlen oberhalb des vorbestimmten Wertes keine Obereinstimmung zwischen momentaner Getriebeausgangsdrehrichtung und der am Drehrichtungswahlschieber vorgewählten Getriebeausgangsdrehrichtung vorhanden ist

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale entsprechend dem kennzeichnenden Teil de:s Anspruches ge! äst.

Stimmt die momentane Getriebeausgangsdrehrichtung mit der am Drehrichtungswahlschieber vorgewähl- ten Uberein, so ist immer die Leitung, die gerade mit der Pumpendruckseite in Verbindung steht, mit den Hydraulikkolben verbunden und der auf die Hydraulikkolben einwirkende Pumpendruck entriegelt die Stellschieber. Besteht keine Übereinstimmung, so ist immer die Leitung, die gerade mit der Pumpensaugseite in

Verbindung steht, mit den Hydraulikkolben verbunden,

aber wegen des Unterdruckes in dieser Leitung erfolgt keine Entriegelung der Stellschieber.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung läßt sich die

beim Abstellen des Wendeschaltgetriebes in der hydraulischen Steuerungseinrichtung »eingefrorene« Drehrichtung jederzeit durch Vorwahl der richtigen Getriebeausgangsdrehrichtung am Drehrichtungswahl-

schieber aufheben und das Wendeschaltgeiriebe in Betrieb nehmen.

Wird der Wechsel der Getriebeausgangsdrehrichtung durch entsprechendes Betätigen des Drehrichtungswahlschiebers eingeleitet, so bleibt die von der Getriebeausgangsdrehzahl abhängige Verriegelung der Stellschieber so lange wirksam, bis der vorbestimmte Drehzahlwert an der Getriebeausgangswelle unterschritten ist

Durch den daraufhin erscheinenden, vom Fliehkraftregler gelieferten drehzahlabhängigen. Druck werden die Vorschieber in ihre Endlage verschoben, so daß der dann auf die Hydraulikkolben wirksam werdende Unterdruck der mit der Getriebeausgangswelle gekuppelten Pumpe die Entriegelung der Stellschieber bewirkt.

Die Vorteile dieser Erfindung bestehen insbesondere darin, daß es gelungen ist, eine drehzahlabhängige Schaltungsverriegelung mit einer drehrichtungsabhängigen Schaltungsverriegelung auf einfache Weise zu kombinieren und daß bestehende hydraulische Steuerungseinrichtungen der beschriebenen Art auf einfache Weise geändert werden können.

Nach der DE-PS 18 13 527 ist eine Steuereinrichtung für ein Wendeschaltgetriebe bekannt, bei der eine Fahrzeugbewegung entgegen der gewünschten bzw. der an der Steuerungseinrichtung vorgewählten durch Betätigen einer Fahrzeugbremse verhindert wird. Die Auslösung der Fahrzeugbremse erfolgt mit Hilfe einer drehrichtungsempfindlichen Pumpe, deren Förderdruck ein Ventil zur Freigabe des Bremsbetätigungsdruckes beaufschlagt

Nachteilig bei dieser bekannten Steuerungseinrichtung ist die Beschränkung der Anwendbarkeit auf bremsbare Fahrzeuge, Schiffsantriebe sind ausgeschlossen. Außerdem ist die Schaltungsverriegelung nur auf Widerspruch zwischen tatsächlicher und vorgewählter Bewegungsrichtung des Fahrzeuges beschränkt Eine Lösung für die Kombination mit einer geschwindigkeitsabhängigen Schaltungsverriegelung ist nicht aufgezeigt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Ein Wendeschaltgetriebe ist über eine Getriebeeingangswelle U mit einer nicht dargestellten Antriebsmaschine und über eine Getriebeausgangswelle 12 mit einer nicht dargestellten Arbeitsmaschine, z. B. einem Schiffspropeller, verbunden. Über je eine hydraulisch betätigte Lamellenkupplung 13, 14 und zwischengeschaltete Zahnräder 15 bis 21 ist die Getriebeeingangswelle 11 mit der Getriebeausgangswelle 12 kuppelbar, wobei sich die Getriebeausgangswelle 12 bei eingekuppelter Lamellenkupplung 14 in gleicher Richtung (gleichsinnig) und bei eingekuppelter Lamellenkupplung 13 in entgegengesetzter Richtung (ungleichsinnig) wie die Getriebeeingangswelle 11 dreht.

Das Schalten der Lamellenkupplung 13, 14 erfolgt automatisch nach Vorwahl der gewünschten Getriebeausgangsdrehrichtung durch eine hydraulische Steuerungseinrichtung,

Der für die Funktion der hydraulischen Steuerungseinrichtung erforderliche Öldruck wird durch eine von der Getriebeeingangswelle 11 her angetriebene Pumpe

22 erzeugt und über Leitung 29 in die hydraulische Steuerungseinrichtung eingespeist Eine weitere Pumpe

23 ist über Zahnräder 17, 18, 19, 20 mit der Getriebeausgangswelle \2 verbunden und wird je nach Getriebeausgangsdrehrichtung in der einen oder anderen Richtung betrieben. Durch eine aus vier Rückschlagventilen 24 bis 27 bestehende Gleichrichterschaltung ist dafür gesorgt, daß die Druckleitung 28 je nach Drehrichtung der Pumpe 23 immer mit der Pumpen-

druckseite verbunden ist

Bei gestarteter Antriebsmaschine gelangt Pumpendruck aus der Pumpe 22 über Leitung 29 und Umsteuerschieber 31 in die Leitung 32, wodurch die hydraulische Steuerungseinrichtung funktionsfähig ist

ίο Am Drehrichtungswahlschieber 34 sei die gewünschte Getriebeausgangsdrehrichtung durch Verschieben in die Endlage ! vorgewählt (gewünschte Getriebeausgangsdrehrichtung ungleichsinnig zur Getriebeeingangsdrehrichtung). Leitung 32 ist nun mit Leitung 36 verbunden und Pumpendruck gelangt zu den Stellschiebern 37 und 38. Gleichzeitig ist Leitung 35 am Drehrichtungswahlschieber 34 entlüftet und daher drucklos. Der von der Getriebeausgangswelle her über die Zahnräder 19, 20 angetriebene Fliehkraftregler 30 befindet sich in seiner Grundstellung, solange die Getriebeausgangswelle 12 noch still steht Leitung 32 ist über den vom Fliehkraftregler 30 betätigten Reglerschieber 39 mit den Leitungen 40 und 41 verbunden. Dadurch gelangt Pumpendruck über die entgegen einer Feder in -iie linke Endlage verschobenen Vorschieber 42 und 43 und die Leitungen 59,60 zu den Hydraulikkolben 44 und 45, so daß beide Stellschieber 37, 38 entriegelt werden. Nach Entriegelung der Stellschieber 37 und 38 wird der Pumpendruck in Leitung 36 über die

w Steuerleitungen 46 und 47 an den Stellschiebern 37 und 38 wirksam und verschiebt sie in ihre rechte Endlage, so daß Pumpendruck aus Leitung 36 Durchgang zu den Leitungen 48 und 49 bekommt Gleichzeitig sind die Leitungen 50 und 51 an den Stellschiebern entlüftet und daher drucklos.

Leitung 48 führt zum Weichenschieber 54, der durch seine Feder in Grundstellung gehalten wird. Die ebenfalls angeschlossene Leitung 35 ist drucklos, so- daß Leitung 48 Durchgang zu der zur Lamellenkupplung 13 führenden Leitung 52 hat

Die Lamellenkupplung 13 wird nun über Leitung 52 mit Pumpendruck beaufschlagt und ist damit eingeschaltet Getriebeeingangswelle 11 und Getriebeausgangswelle 12 stehen dadurch miteinander in Triebverbin- dung. Sobald die Getriebeausgangswelle 12 eine Drehzahl von 160 l/min überschritten hat ist der Reglerschieber 39 vom Fliehkraftregler 30 so weit verschoben, daß Leitung 41 drucklos wird. Der Vorschieber 43 wird nun durch seine Rückstellfeder in die rechte Endlage verschoben, so daß die vom Drehrichtungswahlschieber 34 kommende Leitung 56 Durchgang zum Hydraulikkolben 44 hat.

Der Drehrichtungswahlschieber 34 ist über zwei Leitungen 57 und 58 mit Pumpe 23 verbunden, wobei durch die gewählte Stellung des Drehrichtungswahlschiebers 34 Leitung 57 Durchgang zur Leitung 56 hat. Die Leitung 57 ist an der Pumpe 23 zwischen den Rückschlagventilen 26 und 27 und die Leitung 58 zwischen den Rückschlagventilen 24 und 25 angeschlos-

«> sen. Infolge der über die Lamellenkupplung 13 eingeschalteten Getriebeausgangsdrehrichtung ist die Drehrichtung der Pumpe 23 so, daß Leitung 57 mit der Druckseite und Leitung 58 mit der Saugseite der Pumpe 23 verbunden ist. Auf diese Weise gelangt nun

<>■> Pumpendruck der Pumpe 23 über die Leitungen 57, 56 und 59 zum Hydraulikkolben 44 und hält die Entriegelung des Stellschiebers 37 auch bei druckloser Leitung 41 aufrecht

Überschreitet die Getriebeausgangsdrehzahl den Wert von 380 1 /min, so ist auch Leitung 40 drucklos und der für den Vorschieber 43 und Hydraulikkolben 44 beschriebene Vorgang läuft auch bei Vorschieber 42 und Hydraulikkolben 45 ab. Daraus ergibt sich, daß bei Übereinstimmung von momentaner Getriebeausgangsdrehrichtung und der am Drehrichtungswahlschieber 34 vorgewählten die hydraulische Steuerungseinrichtung nicht verriegelt ist.

Soll das Wendeschaltgetriebe nun von der bisherigen Getriebcausgangsdrehrichtung in die andere umgeschaltet werden, also um beim Beispiel zu bleiben, in die zur Gelriebeeingangsdrehrichtung gleichsinnige Getriebeausgangsdrehrichtung, so muß der Drehrichtungswahlschieber 34 in seine Endlage 2 verschoben werden.

Die Getriebeausgangswelle dreht sich jedoch auf Grund der Trägheitswirkung noch in der bisherigen Richten", se daß an der P;::t:"c 23 noch Kein Wechsel von Druck- und Saugseite erfolgte. Leitung 58, die durch Verschieben des Drehrichtungswahlschiebers 34 nun zur Leitung 56 Durchgang hat. ist noch mit der Pumpensaugseite verbunden. In Leitung 56 ist also der saugseitige Unterdruck wirksam. Damit fehlt an den Hydraulikkolben 44 und 45 der zum weiteren Aufrechterhalten der Stellschieberentriegelung erforderliche Druck, so daß die Stellschieber 37, 38 durch Federkraft verriegelt werden.

Mit dem Verschieben von Drehrichtungswahlschieber 34 in die Endlage 2 wurde Leitung 36 drucklos und Leitung 35 aus Leitung 32 mit Pumpendruck beaufschlagt. In den Leitungen 35 und 36 ist je eine Drosselstelle 61, 62 angeordnet, durch die verhindert wird, daß beim Umschalten von einer Getriebeausgangsdrehrichtung in die andere der Pumpendruck in den Leitungen 35 oder 36 an den Stellschiebern 37 und 38 schneller wirksam wird als die Stellschieber 37, 38 durch Federkraft und vom Unterdruck in der Leitung 56 verriegelt sind.

Die vom Unterdruck der Pumpe 23 unterstützte Verriegelung bleibt wirksam bis die Getriebeausgangsdrehzahl so weit abgesunken ist, daß durch Unterschreiten der genannten vorbestimmten Drehzahlgrenzen die beiden Leitungen 40 und 41 am Reglerschieber 39 wieder mit Pumpendruck aus Leitung 32 beaufschlagt sind. Daraufhin werden die Vorschieber 42, 43 vom Pumpendruck aus den Leitungen 40, 41 wieder in ihre linke Endlage verschoben, so daß Pumpendruck zu den Hydraulikkolben 44, 45 gelangt und die Entriegelung der Stellschieber 37,38 herbeiführt.

Nun können di° Stellschieber 37 und 38 vom Pumpendruck in Leitung 35 in ihre linke Endlage verschoben werden. Die Druckzufuhr zur Lamellenkupplung 13 wird dadurch am Weichenschieber 54 unterbrochen und Lamellenkupplung 13 geht außer Eingriff. Pumpendruck aus Leitung 35 gelangt über Leitung 50, Weichenschieber 55 und Leitung 53 zur Lamellenkupplung 14, die damit eingeschaltet wird. Getriebeeingangswelle 11 und Getriebeausgangswelle

12 stehen nun über die Zahnräder 18, 19, 20, 21 miteinander in Triebverbindung. Beide Drehrichtungen verlaufen nun gleichsinnig.

Zum Abschalten des Wendeschaltgetriebes wird det Drehrichtungswahlschieber 34 in die Mittelstellung (Stellung 0) gebracht, so daß beide Lamellenkupplungen 13, 14 den ausgekuppelten Zustand einnehmen. Be Mittelstellung des Drehrichtungswahlschiebers 34 hai Leitung 56 keine Verbindung zu einer der beider Leitungen 57 oder 58. Der zunächst noch in Leitung 5f vom vorherigen Betriebszustand vorhandene Pumpendruck der Pumpe 23 baut sich durch Undichtigkeiten an den Hydraulikkolben 44, 45 langsam ab. Die Stellschieber 37, 38 sind schließlich in der zuletzt gefahrenen Getriebeausgangsdrehrichtung durch die Wirkung der Federn 63, 64 verriegelt, wenn durch Stillsetzen der Antriebsmaschine auch der Pumpendruck der Pumpe 22 riiCiii iricili* Vumanucfi isi.

Bei Schleppbetrieb, d. h. wenn das Wendeschaltgetriebe bei ausgekuppelten Lamellenkupplungen 13, 14 von der Getriebeausgangswelle her angetrieben wird, erreicht die Getriebeausgangswelle so hohe Drehzahlen, daß die genannten vorbestimmten Drehzahlgrenzen überschritten werden. Der Reglerschieber 39 ist dadurch vom Fliehkraftregler 30 so weit verschoben, daß die beiden Leitungen 40,41 drucklos sind, und zwar auch dam,, wenn die Antriebsmaschine gestartet ist. Solange der Drehrichtungswahlschieber 34 in Mittelstellung bleibt, sind die Stellschieber 37,38 verriegelt, da auch die Hydraulikkolben drucklos sind.

Wird nun bei Schleppbetrieb mit derart hoher Getriebeausgangsdrehzahl am Drehrichtungswahlschieber 34 eine Getriebeausgangsdrehrichtung vorgewählt, die mit der momentanen, vom Schleppbetrieb herrührenden übereinstimmt, ist die gerade mit der Druckseite der Pumpe 23 in Verbindung stehende Leitung 57 oder 58 mit Leitung 56 verbunden. Die Verriegelung der Stellschieber 37, 38 wird damit aufgehoben und die der vorgewählten Getriebeausgangsdrehrichtung entsprechende Lamellenkupplung eingeschaltet.

Besteht Widerspruch zwischen momentaner und am Drehrichtungswahlschieber 34 vorgewählter Getriebeausgangsdrehrichtung, so ist die gerade mit der Saugseite der Pumpe 23 in Verbindung stehende Leitung 57 oder 58 mit Leitung 56 verbunden. Der nun wirksame Unterdruck in Leitung 56 verhindert eine Entriegelung der Stellschieber 37, 38, und keine Lamellenkupplung wird eingeschaltet. Erst durch Verminderung der Getriebeausgangsdrehzahl untei die genannten vorbestimmten Drehzahlgrenzen ist die Aufhebung der Stellschieberverriegelung über Pumpendruck von Pumpe 22 in den Leitungen 40,41 möglich.

Besteht der Widerspruch nur, weil in der hydraulischen Steuerungseinrichtung die andere Drehrichtung »eingefroren« ist, so läßt sich dieser Zustand durch Wahl der erforderlichen Getriebeausgangsdrehrichtung am Drehrichtungswahlschieber 34 korrigieren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Hydraulische Steuerungseinrichtung für ein Wendeschaltgetriebe mit je einer hydraulisch betätigten Lamellenkupplung für jede Getriebeausgangsdrehrichtung, wobei die gewünschte Getriebeausgangsdrehrichtung mittels eines Drehrichtungswahlschiebers eingestellt wird, der zwei je einer Getriebeausgangsdrehrichtung zugeordnete Druckleitungen beherrscht, die einen je einer der beiden Lamellenkupplungen zugehörigen, durch Federkraft verriegelbaren Stellschieber beaufschlagen, wobei jeder Stellschieber durch einen druckbeaufschlagbaren Hydraulikkolben entriegelt wird und der Druck zur Betätigung der Hydraulikkolben je nach Bewegungszustand der Getriebeausgangswelle von einem auf die Getriebeausgangsdrehzahl ansprechenden Fliehkraftregler oder von einer mit der Getriebeausgangswelle gekuppelten Pumpe über je einen, die Leitung zum zugehörigen Hydraulikkolben beherrschenden. Vorschieber geliefert wird, wobei von der Pumpe zwei Drücke mit entgegengesetzter, bei Drehrichtungswechsel vertauschter Polarität an eine aus vier Rückschlagventilen bestehende Gleichrichtereinrichtung, die je nack Dreihrichtung der Getriebeausgangswelle die wechselnde Förderrichtung der Pumpe ausgleicht, gefördert werden, und der Drehrichtungswahlschieber in die Leitung von der Pumpe zu den Hydraulikkolben eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpe (23) über zwei Leitungen (57, 58) die mit dem Drehrichtungswahlschieber (34) verbunden sind, unter Umgehung der Gleichrich^reinrichtung (24 bis 27) die zwei Drücke mit entgegengesetzter, bei Drehrichtungswechsel vertauschter Polarität entnommen werden, wobei je nach der am Drehrichtungswahlschieber (34) vorgewählten Drehrichtung die eine oder andere der beiden Leitungen (57, 58) mit den über die Vorschieber (42, 43) zu den Hydraulikkolben (44, 45) führenden Leitungen (56, 59,60) verbunden ist