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Die Erfindung betrifft einen Antrieb, insbesondere für
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land- und bauwirtschaftlich nutzbare Fahrzeuge, vorzugsweise Erdbewegungsgeräte
wie Radlader, Planier- und Laderaupen usw. Üblicherweise haben die Antriebe für
solche Fahrzeuge oder Maschinen einen Drehmomentwandler und ein über reibschlüssige,
hydraulisch betätigbare Schaltkupplungen unter Last schalt- und reversierbares Geschwindigkeitswechselgetriebe.
Außerdem besitzen sie ein Schaltsteuergerät für das wahlweise Beaufschlagen der
Reversierkupplungen und ein weiteres Schaltsteuergerät für die Gangkupplungen sowie
einen im Fahrerstand vorgesehenen Wahlschalter zum Vorwählen der zu verwirklichenden
Gangschaltung, dessen Kontakte elektrisch mit den den Magneten der Schaltsteuergeräte
verbunden sind.
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Beim Fahrtrichtungs- oder Gangwechsel solcher Antriebe kommt es trotz
des vorgeschalteten hydrodynamischen Drehmomentwandlers zu einem im Hinblick auf
einen weichen Gangwechsel erwünschten und durch das Druckregelventil herbeigeführten
längeren Schleifvorgang für die Gang- und Reversierkupplungen, wobei entweder, je
nach konstruktiver Ausführungsform, die Gang- oder die Wendekupplungen die größere
Reibarbeit und damit eine entsprechende thermische Belastung übernehmen. Wenn bei
solchen für eine bestimmte Gangzahl ausgelegten Lastschaltgetrieben eine weitere
Gangstufe verwirklicht werden soll, so ist es erforderlich, beim Gangwechsel zwei
Kupplungen zu betätigen, die den gewünschten Gang ergeben. Da hierbei wiederum der
ölstrom für alle Gangkupplungen von demselben Gangsteuergerät weitergeleitet wird,
ist es schwierig, größere thermische Belastungen einzelner Kupplungen, die zu Betriebsstörungen
führen, zu vermeiden. Aufgabe der Erfindung ist es daher, diesem Mangel abzuhelfen
und ohne nennenswerten konstruktiven Aufwand die Vergrößerung des
Lastschaltgetriebes
um einen weiteren Gang zu ermöglichen, wobei die dadurch bedingte Überbelastung
(Reibarbeit) der zusätzlichen Schaltkupplung auf eine der übrigen Kupplungen übertragen
wird bzw. soll die elektrohydraulische Steuerung für das Getriebe ausgeführt werden,
daß mit dem bekannten Druckregelventil die eine der Gangkupplungen schneller und
die andere Gangkupplung später von dem Gangsteuergerät aus mit Drucköl beaufschlagt
wird.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Schaltsteuergeräte
in an sich bekannter Weise jeweils einen durch einen Schaltmagneten betätigten hydraulischen
Steuerschieber aufweisen und im Reversiersteuergerät zwei solcher Steuerschieber
sitzen, die in Abhängigkeit voneinander arbeiten, während das Gangsteuergerät zwei
unabhängig voneinander arbeitende Steuerschieber aufweist, zwischen deren Betätigungsmagneten
ein Zeitglied geschaltet ist, welches das Ansprechen des Betätigungsmagneten, beispielsweise
für den dritten Gang, soweit verzögert, bis der Betätigungsmagnet für den vierten
Gang geschaltet hat.
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Vorzugsweise sind sowohl im Reversiersteuergerät als auch im Gangsteuergerät
die gleichen, jeweils von einem Druckschaltmagneten entgegen einer Feder bewegten
Steuerschieber vorgesehen.
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Zur Vermeidung von Uberdrehzahlen bei Hangabfahrt ist die Neutralstellung
der Steuerschieber so gewählt, daß dabei immer der zweite Gang geschaltet ist.
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Besonders zweckmäßig ist die Ausbildung des Reversiersteuergerätes.
Hier sind zwei gleiche Steuerschieber in einem gemeinsamen Gehäuse unter Zwischenschaltung
einer sie in die Neutralstellung drückenden Feder angeordnet, wobei sie an ihren
äußeren Enden von jeweils einem eigenen
Druckschaltmagneten direkt
beaufschlagt sind.
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Die Schaltkontakte des Gangwahlschalters sind über Stromleitungen
unmittelbar mit den Druckschaltmagneten verbunden, wobei die hiervon bewegten Steuerschieber
den Hydraulikkreis direkt beeinflussen. Schließlich weist die Schaltkulisse des
Gangwahlschalters zwischen den Schaltstellungen "2" und "3" einen Anschlag, eine
Raste od. dgl.
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auf, der ein schnelles direktes Durchschalten verhindert und zugleich
für Schaltimpulse hydraulischer, elektrischer oder anderer Art genutzt werden kann.
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Der Erfindungsgedanke läßt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten
zu. Eine davon ist in der anliegenden Zeichnung dargestellt und im folgenden erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 ein Schaltschema für ein Viergang-Getriebe mit elektro-hydraulischer
Steuerung; Fig. 2 eine schematische Darstellung des Gangwahlschalters mit der elektrischen
Verkabelung; Fig. 3 eine Draufsicht auf die Schaltkulisse im Gangwahlschalter; Fig.
4 einen Längsschnitt durch die Steuerschieber im Reversiersteuergerät und Fig. 5
einen Schnitt durch die Steuerschieber des Gangsteuergerätes.
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Bei dem Antrieb gemäß Fig. 1 ist üblicherweise ein nicht dargestellter
Verbrennungsmotor vorgesehen mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler 30 und
dem nachgesetzten Lastschaltgetriebe 40, wobei die Hydraulikkreise, Drehmomentwandler
und Lastschaltgetriebe voneinander getrennt sein können. Für Vor- und Rückwärtsfahrt
ist ein Reversiersteuergerät 50, für die Gangschaltung ein Gangsteuergerät 60 und
für deren Betätigung ein Gangwahlschalter 70 vorgesehen, der selbstverständlich
im Bereich des Fahrersitzes angeordnet ist.
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Der Gangschalter 70 ist schematisch in Fig. 2 und seine Schaltkulisse
in Fig. 3 wiedergegeben. Das Lastschaltgetriebe 40 ist ein Mehrstufengetriebe und
hat vier Vorwärts- und vier Rückwärtsgänge, die über elektrischhydraulisch geschaltete
Kupplungen vermittels des Gangwahlschalters 70 geschaltet werden. Dieser hat in
der einen Ebene die Schaltstellungen "1", "2", "3" und "4" und rechtwinklig dazu
die Ebene der Schaltstellungen für Vorwärts "V", Neutral "N" und Rückwärts "R".
Damit kann in der ersten und zweiten Schaltstellung direkt reversiert werden, während
zwischen der dritten und vierten Schaltstellung eine Vorwärts-/Rückwärtssperre (mechanische
Ausführungsform) eingefügt ist, die das direkte Reversieren in "3" und "4" unterbindet.
Damit werden erfindungsgemäß die Reversierkupplungen vor thermischer Überbelastung
geschützt, so daß sie kleiner als üblich dimensioniert sein können.
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Fig. 3 zeigt die Ausführungsform der Schaltkulisse wie oben ausgeführt.
Zwischen den Schaltstellungen "2" und "3" in der Vorwärts- und auch in der Rückwärts
ebene ist wahlweise je eine Anschlagnase eingefügt, die beim Reversieren ein schnelles
Schalten in die dritte Gangstellung nicht gestattet. Diese Anschlagnase kann starr
oder
beweglich ausgeführt sein und für zusätzliche Schaltimpulse hydraulischer oder elektrischer
Art verwendet werden.
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Eine Pumpe 1 fördert über eine Leitung 2 das Drucköl in den hydrodynamischen
Drehmomentwandler 30, von dort über Ventile und Kühler zurück in den Wandlergetriebesumpf.
Die Pumpe 4 fördert über Leitung 5, Filter 6, ggf. über Bypass 7 und Leitung 8 das
Drucköl zum Druckregelventil 9. Dieses teilt das Drucköl in Schaltöl zur Schaltung
der im Lastschaltgetriebe vorgesehenen Kupplungen I - IV, V und R und in Kühlöl
für die Kühlung der Kupplungen. Das Kühlöl fließt von 9 durch die Leitung 10 zu
den Getriebekupplungen mit einem Kühlöldruck,geregelt vom Kühlöldruckventil 11.
Das Schaltöl fließt über die Leitungen 12 zum Reversierschaltsteuergerät 50 und
zum Gangsteuergerät 60.
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Sowohl im Reversiersteuergerät 50 als auch im Gangsteuergerät 60 sind
Steuerschieber 51,51' bzw. 61,61' vorgesehen, die untereinander gleich ausgeführt
und üblicherweise mit Durchtrittskanälen versehen sind, die, je nach Stellung des
Steuerschiebers, die verschiedenen, an das Steuerschiebergehäuse angeschlossenen
Druckmittelleitungen miteinander verbinden. Für die Betätigung dieser Steuerschieber
sind Schaltmagnete M1, M2, M3 und M4 vorgesehen, die über Stromleitungen 52 bzw.
62 an entsprechende Kontakte des Gangwahlschalters 70 angeschlossen sind. Die Steuerschieber
werden durch Druckfedern jeweils in ihre Ausgangsstellung zurückbewegt, sobald der
zugehörige Druckschaltmagnet ausgeschaltet ist.
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Im Reversiersteuergerät 50 sind, wie es Fig. 4 zeigt, die beiden Steuerschieber
51 und 51' in einem gemeinsamen Gehäuse in axialer Richtung einander gegenüberliegend
angeordnet,
wobei die Schaltmagnete M1 und M2 an den Außenseiten des Gehäuses angeordnet sind
und eine einzige, die Steuerschieber 51,51' beaufschlagende Druckfeder zwischen
beiden Steuerschiebern sitzt. Bei der Darstellung gemäß Fig. 1 sind die Schaltmagnete
zunächst stromlos. Im Reversiersteuergerät ist die Neutralstellung gezeigt. Nach
Betätigung des Schaltmagneten M1 wird die Vorwärtskupplung V und nach Beätigung
des Schaltmagneten M2 die Rückwärtskupplung R beaufschlagt.
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Auch bei der Darstellung des Gangsteuergerätes 60 in Fig. 1 sind die
Schaltmagneten M3 und M4 stromlos. Sie liegen parallel zueinander, wie es Fig. 5
zeigt. In Fig. 1 ist in der Stellung der Steuerschieber bei stromlosen Schaltmagneten
die zweite Gangstellung gegeben, die automatisch geschaltet wird. Hierdurch wird
sichergestellt, daß bei der Hangabfahrt des Fahrzeuges über drehzahlen der Getriebeelemente
vermieden werden.
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Die Steuerung der einzelnen Gänge geschieht wie folgt: Beim Einlegen
des Gangwahlhebels 71 (Fig. 2) in die Schaltstellung 1 wird der erste Gang eingeschaltet,
indem nur der Magnet M3 erregt wird. Der Steuerschieber 61' wird aus der Stellung
in Fig. 1 entgegen der Druckfeder nach rechts verschoben. Das Schaltöl fließt vom
Druckregelventil 9 durch die Leitung 12 durch den Schieber.
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61' zur Leitung 20 und von da zur Kupplung I. Gleichzeitig gelangt
das Drucköl über den Steuerschieber 61' und die Leitungen 18 und 23 zur Schaltkupplung
II. Dabei befindet sich der Steuerschieber 61 in seiner Ruhestellung, wie sie in
Fig. 1 eingezeichnet ist.
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Beim überführen des Gangwahlhebels 71 in die Stellung "2" wird der
zweite Gang eingeschaltet. Die Schaltmagneten
M3 und M4 sind stromlos.
Die Steuerschieber 61 und 61' befinden sich in der in Fig. 1 eingezeichneten Stellung.
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In dieser fließt das Drucköl vom Druckregler 9 über die Leitungen
12 durch den Steuerschieber 61', die Leitung 18 und durch den Steuerschieber 61
über die Leitung 23 zur Schaltkupplung II und gleichzeitig über den Steuerschieber
61' und die Leitung 21 zur Schaltkupplung III.
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Beim Einlegen des Gangwahlhebels 71 in die Schaltstellung "3" wird
der dritte Gang geschaltet. Die Magneten M3 und M4 werden unter Strom gesetzt, wodurch
die beiden Steuerschieber 61 und 61' aus der Stellung gemäß Fig. 1 nach rechts verschoben
werden. Das Drucköl fließt dann wieder aus der Leitung 12 durch den Steuerschieber
61' über die Leitung 18 durch den Steuerschieber 61 und über die Leitung 22 zur
Schaltkupplung IV und gleichzeitig über den Steuerschieber 61' und die Leitung 20
zur Schaltkupplung I.
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Schließlich läßt sich durch Einlegen des Gangwahlhebels 71 in die
Schaltstellung "4" der vierte Gang einschalten, wobei der Schaltmagnet M4 erregt
wird, so daß der Steuerschieber 61 aus der Stellung gemäß Fig. 1 in die rechte Endstellung
gelangt und das Drucköl aus der Leitung 12 über den Steuerschieber 61' und die Leitung
21 zur Schaltkupplung III und gleichzeitig durch den Steuerschieber 61' über die
Leitung 18 und durch den Steuerschieber 61 über die Leitung 22 zur Kupplung IV gelangt.
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Die nicht mit Drucköl beaufschlagten Kupplungen entleeren sich über
die drucklosen Leitungen in den Getriebesumpf.
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Die Wahl der Reversierkupplungen V, R oder N kann, wie bereits beschrieben,
unabhängig von der Gangwahl, in der ersten und zweiten Gangwahlhebelstellung erfolgen,
wie es der Schaltkulisse nach Fig. 3 entspricht.
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Um zu vermeiden, daß beim Fahrtrichtungs- oder Gangwechsel trotz des
vorgeschalteten hydrodynamischen Drehmomentwandlers zu einem im Hinblick auf einen
weichen Gangwechsel erwünschten und durch das Druckregelventil herbeigeführten längeren
Schleifvorgang in den Gang- und Reversierkupplungen kommt, wobei entweder, je nach
konstruktiver Ausführungsform, die Gang- oder Reversierkupplungen die größere Reibarbeit
übernehmen, ist erfindungsgemäß die Anordnung so getroffen, daß bei den Schaltoperationen,
bei denen beim Gangwechsel zwei Kupplungen betätigt werden müssen, der Ölstrom so
geleitet wird, daß eine thermische Überbelastung einzelner Kupplungen unterbleibt.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß, wie Fig. 2 zeigt, zwischen die
Schaltmagnete M3 und M4 ein Zeitglied T geschaltet ist, welches das Ansprechen des
Magneten M3 für den dritten Gang soweit verzögert, bis der Magnet M4 geschaltet
hat. In der Schaltstellung 3 des Gangwahlschalters wird der Magnet M4 und damit
die Kupplung IV zuerst beaufschlagt, damit die Kupplung I später einfällt und die
Schalt-Reibarbeit übernimmt.
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