DE3829312A1

DE3829312A1 - Schaltanordnung hydraulische schaltkupplungen insbesondere fuer schiffswendegetriebe

Info

Publication number: DE3829312A1
Application number: DE3829312A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Peters; Johann Dr Ing Spensberger; Siegfried Dipl Ing Richter
Original assignee: Wtz Getriebe & Kupplungen Veb
Current assignee: Wtz Getriebe & Kupplungen Veb
Priority date: 1987-12-03
Filing date: 1988-08-30
Publication date: 1989-11-30
Also published as: DD277187A3

Description

Anwendung der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung zur Steuerung des Schaltvorganges von hydraulisch betätigbaren Schaltkupplungen insbesondere für Schiffswendegetriebe.

Charakteristik der bekannten technischen Lösung

Ein solcher Schaltvorgang erfordert geeignete Maßnahmen für einen zeitlich verzögerten Druckaufbau in jeder der hydraulisch betätigbaren Schaltkupplung.

Zur Sicherung eines zeitlich verzögerten Druckaufbaus sind hinreichend viele technische Lösungen bekannt, die jedoch zum größten Teil recht kompliziert und mit einem hohen Fertigungsaufwand verbunden sind.

Ferner muß ein Schaltvorgang in Schiffswendegetrieben so ablaufen, daß eine Überschneidung zweier gleichzeitig beaufschlagter Kupplungen vermieden wird.

Die zur Erzielung einer ganz bestimmten Zwangsfolgeschaltung zweier Schaltkupplungen bekannten technischen Lösungen betreffen vorwiegend Lastschaltgetriebe und beinhalten nicht den gezielt zeitlich verzögerten Druckaufbau für eine weiche Schaltung. Auch diese Lösungen sind recht kompliziert und fertigungstechnisch aufwendig.

Zum Schutz der hydraulisch betätigbaren Schaltkupplungen vor thermischer Überlastung muß der Schaltvorgang ferner in der Regel bei verminderter Drehzahl erfolgen.

Die zur Einhaltung dieser Bedingung bekannten Lösungen erfordern zusätzlich einen Drehzahlgeber und entsprechend elektrische Schaltgeräte oder aber Druckschalter und diverse Schaltelemente zur Koppelung der Steuerung des Getriebes mit der der Antriebsmaschine.

Diese Lösungen beinhalten nicht den o. g. zeitlich verzögerten Druckaufbau und die vorhergenannte Zwangsfolgeschaltung zweier Schaltkupplungen.

In einem Schiffswendegetriebe läuft immer eine der beiden hydraulisch betätigbaren Schaltkupplungen leer und zwar mit entgegengesetztem Drehsinn zwischen Primär- und Sekundärteil. Die durch diese Leerlaufreibung entstehende Wärme muß durch eine gezielte Schmierölzuführung abgeführt werden. Bei zu großer Schmierölzufuhr entsteht zusätzliche Reibwärme und die Kupplung wird ebenfalls überhitzt. Für den Moment des Schaltvorganges wäre jedoch eine größere Schmierölmenge sehr vorteilhaft, da dadurch eine bessere Wärmeabführung während des Schaltvorganges und damit eine höhere Belastbarkeit der Kupplung erreicht würde. Dies erscheint um so wichtiger, da bei Schaltvorgängen mit verringerter Drehzahl die Pumpenförderleistung und damit die Schmierölzufuhr zur Kupplung erheblich reduziert wird.

Die bekannten Lösungen zur Erzielung einer Intensivschmierung der Schaltkupplung während des Schaltvorganges erfordern für sich wiederum zusätzliche Schaltelemente und werden kaum angewandt. Die Erfüllung aller genannter Bedingungen (zeitlich verzögerter Druckaufbau, Zwangsfolgeschaltung, Schaltung bei verringerter Drehzahl, Intensivschmierung während des Schaltvorganges) erfordert z. Z. eine Vielzahl von Schalt- und Überwachungsgeräten und mindestens eine oder mehrere Hilfsenergien (elektr. Strom, Druckluft, mechan. gespeicherte Energie).

Außerdem erfordert die Erfüllung o. g. Bedingungen z. Z. immer auch eine Koppelung der Steuerung des Getriebes mit der der Antriebsmaschine und damit verbunden entsprechende Einstellarbeiten bei der Inbetriebnahme der Anlage.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine fertigungstechnische günstige, für den Anwender übersichtliche, leicht zu handhabende und wartungsfreie Steuerung der hydraulischen Schaltkupplungen zu entwickeln, bei der außer den am Getriebe vorhandenen Öldrücken keine fremden Hilfsenergien (elektrischer Strom, Druckluft, mechanisch gespeicherte Energie z. B. durch Federn) mit den dazugehörigen Schaltgeräten benötigt werden und die bisher notwendigen Einstellarbeiten bei Inbetriebnahme der Anlagen entfallen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine technisch einfache Lösung zu schaffen, die

- einen zeitlich verzögerten Druckaufbau
- eine Zwangsfolgeschaltung beider Schaltkupplungen
- eine Schaltung bei verringerter Drehzahl und
- eine Intensivschmierung der Schaltkupplung während des Schaltvorganges

gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß für jede der beiden Schaltkupplungen eine hydraulische Steuereinheit (bestehend aus zwei Kolben und einem mehrteiligen Zylinder), ein Rückschlagventil, ein Doppelrückschlagventil und ein einstellbares Drosselventil in der Weise angeordnet sind, daß der Druckölstrom der angewählten Schaltkupplung zunächst genutzt wird für die Intensivschmierung, die durch Längsverschiebung zweier Kolben allmählich gedrosselt wird bei gleichzeitigem Druckanstieg im Druckölstrom jedoch abhängig davon, daß die entgegengesetzte Schaltkupplung drucklos und der Schmieröldruck und damit die Drehzahl des Getriebes unter den Nennwert abgesunken sind.

Der Umstand, daß die vom Getriebe angetriebene Ölpumpe je nach Drehzahl des Getriebes eine unterschiedliche Fördermenge liefert und damit einen drehzahlabhängigen Druck erzeugt, wird also genutzt für den Schaltvorgang des Getriebes.

Die hydraulische Steuereinheit ist einfach im Aufbau und erfordert keinerlei Federn und Dichtelemente an bewegten Teilen. Der Steuervorgang in der hydraulischen Steuereinheit wird ausschließlich durch Öldruck erzielt und zwar durch den Schmieröldruck am Getriebe, den Schaltöldruck an der angewählten Schaltkupplung und den Schaltöldruck an der entgegengesetzten Schaltkupplung.

Ausführungsbeispiel

Nachstehend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 Schematische Darstellung für eine der beiden Kupplungen.

Der eigentliche Schaltvorgang wird in herkömmlicher Weise über ein Dreistellungsventil 1 eingeleitet.

Über dieses Dreistellungsventil 1 wird je nach Schaltstellung die Verbindung zwischen der Schaltkupplung 2, 2′ und der Druckölleitung 3 hergestellt oder unterbrochen.

Die hydraulische Steuereinheit 4, 4′ besteht aus dem mehrteiligen Zylinder 5, 5′ mit den Anschlüssen 6, 6′, 7, 7′, 8, 8′, 9, 9′, 10, 10′, dem Kolben 11, 11′, dem Kolben 12, 12′ und der Nut 13, 13′. Zur Schaltanordnung gehören ferner eine feste Blende 14, ein Rückschlagventil 15, 15′, eine Doppelrückschlagventil 16, 16′ und ein einstellbares Drosselventil 17, 17′.

In Stopp-Schaltung des Dreistellungsventils 1 sind beide Schaltkupplungen 2, 2′ drucklos, d. h. ausgeschaltet. An beiden hydraulischen Steuereinheiten 4, 4′ liegt über Doppelrückschlagventil 16, 16′ und Anschluß 8, 8′ am Kolben 12, 12′ und 11, 11′ in ihrer Ausgangsstellung, d. h. die Kolben 11, 11′ und 12, 12′ befinden sich in ihrer Endlage für die Schaltstellung "aus" der Schaltkupplung 2.

Die Anschlüsse 6, 6′ und 7, 7′ sind über die Nut 13, 13′ des Kolbens 12, 12′ miteinander verbunden.

Erfolgt nun am Dreistellungsventil 1 die Einschaltung der Kupplung 2, strömt das Drucköl in den Zylinder der Kupplung 2 und füllt diesen.

Gleichzeitig strömt das Drucköl über den Anschluß 6, die Nut 13, Anschluß 7 gegen den Widerstand des Rückschlagventils 15 und fließt als zusätzliches Schmieröl über eine gesonderte Leitung für Intensivschmierung 18 zu den Schmierstellen der Schaltkupplung 2. Die Ölmenge entspricht dem Querschnitt der festen Blende 14 und dem Druck vor der Blende 14 und wird so bemessen, daß die Schaltkupplung 2 im eingeschalteten Zustand eine ausreichende Menge Drucköl erhält.

Der zunächst an der Schaltkupplung 2 anstehende Druck hängt ab vom Widerstand des Rückschlagventiles 15. DieserDruck wird so gewählt, daß er etwa dem Schmieröldruck des Getriebes bei Leerlaufdrehzahl entspricht. Dieser Schaltöldruck steht über Drosselventil 17 und Anschluß 9 auch an dem größeren Kolben 11 an. Sind nun der Schmieröldruck am Kolben 12 und der Schaltöldruck am Kolben 11 etwa gleich groß, was nur bei verringerter Drehzahl des Getriebes der Fall ist, so werden die Kolben 11 und 12 gegen den Widerstand des Kolbens 12 nach links verschoben.

Mit dieser Verschiebung der Kolben 11 und 12 wird die Verbindung der Anschlüsse 6 und 7 über die Nut 13 und damit die Intensivschmierung der Schaltkupplung 2 mehr und mehr unterbrochen.

Gleichzeitig steigt der Druck in der Schaltkupplung 2 an. Nach Abschluß des Schaltvorganges wird die Schaltkupplung 2 nur noch über die Schmierölleitung 20 mit Schmieröl versorgt. Die Geschwindigkeit des Steuervorganges hängt ab vom Querschnitt des Drosselventiles 17, und kann durch Einstellen derselbenverändert werden. Die Drehzahl, bei welcher der Schaltvorgang möglich sein soll, kann verändert werden durch Veränderung der Federvorspannung im Rückschlagventil 15 und durch entsprechende Wahl des Verhältnisses der Durchmesser der Kolben 11 und 12.

Nach Abschluß des Schaltvorganges steht der volle Schaltöldruck über Doppelrückschlagventil 16′ und Anschluß 8′ auch am Kolben 12′ an und hält so die Kolben 12′ und 11′ in ihrer Ausgangsstellung, d. h. in ihrer Endlage für die Schaltstellung "aus" der Schaltkupplung 2′.

Erfolgt nun eine Umschaltung von Schaltkupplung 2 auf Schaltkupplung 2′, so läuft der vorher beschriebene Schaltvorgang einschließlich Intensivschmierung in der hydraulischen Steuereinheit 4′ der Schaltkupplung 2′ ab, jedoch erst, wenn der Schaltöldruck an der Schaltkupplung 2 und auch der Schmieröldruck unter den am Rückschlagventil 15′ eingestellten Druck abgesunken sind, d. h. erst wenn die Schaltkupplung 2 nahezu drucklos ist und die Drehzahl des Getriebes unterhalb der Nenndrehzahl liegt. Die Kolben 12 und 11 werden nach Entlastung des Kolbens 11 durch den am Kolben 11 über Anschluß 8 und Rückschlagventil 16 anstehenden Schmieröldruck und den wenig später anstehenden Schaltöldruck der Schaltkupplung 2′ in ihre rechte Endlage gedrückt und dort bis zum nächsten Einschaltvorgang der Schaltkupplung 2 gehalten.

Das anfallende Lecköl der Kolben 11, 11′ und 12, 12′ wird über Anschluß 10, 10′ drucklos abgeführt.

Die gewünschte Zeitverzögerung kann zusätzlich vergrößert werden durch Anordnung eines kleinen Druckbehälters 19, 19′ am Zylinderraum des Kolbens 11, 11′.

Da durch die gewünschte Schaltanordnung ein Schaltvorgang bei höheren Drehzahlen verhindert ist, kann bei Bedarf für den Haveriefall ein Wegeventil 21 zur Absperrung der gesonderten Leitung 18, 18′ für die Intensivschmierung angeordnet werden. Mit der gewählten Schaltanordnung kann die Einregulierung der Schaltvorgänge des Getriebes im Herstellerwerk erfolgen ohne nochmalige Nachregulierung der Steuerung im Zusammenhang mit der Inbetriebnahme der gesamten Anlage und zwar unabhängig davon, ob das Dreistellungsventil mechanisch, pneumatisch oder elektrisch betätigt wird.

1 Dreistellungsventil
2, 2′ Schaltkupplung
3 Druckölleitung
4, 4′ Hydraulische Steuereinheit
5, 5′ mehrteiliger Zylinder
6, 6′ Anschluß
7, 7′ Anschluß
8, 8′ Anschluß
9, 9′ Anschluß
10, 10′ Anschluß
11, 11′ Kolben
12, 12′ Kolben
13, 13′ Nut
14 feste Blende
15, 15′ Rückschlagventil
16, 16′ Doppelrückschlagventil
17, 17′ einstellbares Drosselventil
18, 18′ gesonderte Leitung für Intensivschmierung
19, 19′ Druckbehälter
20 Schmierölleitung
21, 21′ Wegeventil

Claims

1. Schaltanordnung für hydraulische Schaltkupplungen, insbeson dere für Schiffswendegetriebe, mit einer hydraulischen Steuereinheit 4, 4′ für jede Schaltkupplung 2, 2′, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckölleitung (3) über ein Drosselventil (17, 17′), Rückschlagventil (15; 15′) mit einer gesonderten Leitung für Intensivschmierung (18; 18′) und über Doppelrückschlagventil (16′; 16), Anschluß (8′; 8) mit dem kleineren Kolben (12′; 12) und die Schmierölleitung (20) über Doppelrückschlagventil (16′; 16), Anschluß (8′; 8) verbunden sind.

2. Schaltanordnung für hydraulische Schaltkupplungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderraum des Kolbens (11; 11′) durch Anordnung eines Druckbehälters (19; 19′) vergrößert ist.

3. Schaltanordnung für hydraulische Schaltkupplungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der gesonderten Leitung für Intensivschmierung (18; 18′) ein fernbetätigtes Absperrventil (21; 21′) angeordnet ist.

4. Schaltanordnung für hydraulische Schaltkupplungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung durch Anordnung weiterer Rückschlagventile (16; 16′) von einer weiteren oder mehreren Schaltkupplungen und einer oder mehreren Bremsen abhängig gemacht wird.

5. Schaltanordnung für hydraulische Schaltkupplungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Anordnung eines hydraulisch betätigten Wegeventils bei Vorhandensein einer separaten Pumpe während des Laufes derselben die Abhängigkeit des Schaltvorganges vom Schmieröldruck und damit von der Drehzahl des Getriebes aufgehoben wird.