DE4400701C2 - Übertragungsvorrichtung zur Übertragung einer Motorleistung auf Antriebsräder eines Fahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Übertragungsvorrichtung zur Über­ tragung einer Motorleistung auf Antriebsräder eines Fahrzeuges, insbesondere eines Arbeitsfahrzeuges.

Bei einer Übertragungsvorrichtung für ein Arbeitsfahrzeug kann die Schaltkupplung in Übertragungsrichtung dem Schaltgetriebe nachgeschaltet angeordnet sein, das über ein hydraulisches Stellglied betätigt werden kann. Auf einen Schaltbefehl wird die Schaltkupplung automatisch ausgerückt, um die Antriebsräder von dem Schaltgetriebe zu trennen. Danach wird das Schaltgetriebe von dem Stellglied betätigt. Nach Beendigung des Schaltvorgangs wird die Schaltkupplung automatisch eingerückt, um die Antriebsüber­ tragung wieder zu ermöglichen. Um das vorgenannte Schaltgetriebe zu schalten, muß ein in ein Getriebezahnrad eingreifendes Schaltzahnrad außer Eingriff mit jenem Zahnrad kommen und in ein gewünschtes Getriebezahnrad eingreifen. Gleichzeitig werden das Schaltzahnrad und das Getriebezahnrad auf die gleiche Drehzahl gebracht, bevor das Schaltzahnrad in das gewünschte Getriebezahn­ rad eingreift. Ein typisches Beispiel für eine Getriebeschaltung, die dies erreicht, ist als Synchrongetriebe bekannt. Das Übertragungssystem, das ein solches Schaltgetriebe umfaßt, weist folgenden Nachteil auf.

Wird die Schaltkupplung auf einen Schaltbefehl ausgerückt, dann wird eine Getriebewelle des Schaltgetriebes, die kraftschlüssig mit der Schaltkupplung verbunden ist, das heißt eine Abtriebs­ welle des Schaltgetriebes, in einen freien Drehzustand versetzt. Eine Getriebewelle des Schaltgetriebes, die kraftschlüssig mit dem Motor verbunden ist, das heißt eine Antriebswelle bzw. Eingangswelle des Schaltgetriebes, wird weiterhin bei hoher Drehzahl durch den Motorantrieb angetrieben. Zu diesem Zeitpunkt besteht ein wesentlicher Unterschied zwischen der Drehzahl der Antriebswelle und derjenigen der Abtriebswelle.

Wird demnach das Schaltgetriebe von dem Stellglied betätigt, dann verstreicht erhebliche Zeit, bis die Abtriebswelle auf die gleiche Drehzahl gebracht wird wie die Eingangswelle. Dies ist einer der Gründe für die Beeinträchtigung des Betriebs dieses Übertragungssystems bei hoher Drehzahl.

Zur Verbesserung dieser Situation ist eine Übertragungsvor­ richtung aus der japanischen Patentveröffentlichung Kokai Nr. 4- 39464 bekannt, die eine erste Schaltkupplung, ein Schaltgetriebe und eine zweite Schaltkupplung umfaßt, die in der erwähnten Reihenfolge einem Motor nachgeschaltet sind.

Bei dieser Vorrichtung wird die erste und zweite Kupplung ausge­ rückt, wenn ein Stellglied das Schaltgetriebe als Reaktion auf einen Schaltbefehl schaltet. Als Reaktion auf die Beendigung des Schaltvorgangs durch das Stellglied wird die erste und zweite Kupplung wieder eingerückt. Bei dieser Vorrichtung wird die erste, dem Schaltgetriebe vorgeschaltete Kupplung ebenso ausgerückt wie die zweite, nachgeschaltete Kupplung. Wird also ein Schaltvorgang ausgeführt, dann werden eine Getriebewelle des Schaltgetriebes, die kraftschlüssig mit Antriebsrädern verbunden ist, das heißt eine Abtriebswelle des Schaltgetriebes, und eine Getriebewelle des Schaltgetriebes, die kraftschlüssig mit dem Motor verbunden ist, das heißt eine Antriebswelle des Schaltge­ triebes in einen freien Drehzustand versetzt. Demzufolge wird gegenüber dem zuerst erwähnten Übertragungssystem eine Reduzie­ rung der Zeitdauer erwartet, die die Antriebs- und Abtriebswelle brauchen, um die gleiche Drehzahl zu erreichen, während ein Schaltvorgang abläuft. Aber auch bei diesem Übertragungssystem dreht die Antriebswelle unmittelbar nach dem Ausrücken der ersten und zweiten Kupplung weiterhin mit hoher Drehzahl, die dem Antrieb durch den Motor entspricht, während die Abtriebswelle bei einer niedrigeren Drehzahl rotiert, die der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht. Damit besteht trotz des Ausrückens der ersten und zweiten Kupplung immer noch ein erheblicher Drehzahl­ unterschied zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle des Schaltgetriebes. Auch wenn sich diese Wellen in einem frei drehenden Zustand befinden, verstreicht eine geringe Zeit, bis die Wellen auf dieselbe Drehzahl gebracht werden. Eine weitere Verbesserung ist erforderlich, um einen glatten und schnellen Schaltvorgang auszuführen.

Aus der GB 2 117 462 A ist ebenfalls ein derartiges Doppelkupp­ lungsgetriebe bekannt, das für die Übertragung eines Motoran­ triebs auf Antriebsräder vorgesehen ist. Zur Glättung von Schaltvorgängen wird der Motorantrieb über mehrere Kupplungen und ein dazwischen geschaltetes Getriebe auf die Abtriebsräder übertragen, wobei die Kupplungen und das Getriebe von einer elektrisch gesteuerten Hydraulik betätigt werden. Jedoch besteht auch bei diesem Doppelkupplungsgetriebe der Nachteil, daß trotz des Ausrückens der antriebs- bzw. abtriebsseitig am Schaltge­ triebe vorgesehenen Kupplungen ein erheblicher Drehzahlunter­ schied zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle des Schalt­ getriebes vorliegt. Auch hier vergeht eine beträchtliche Zeit, bis die sich frei drehenden Wellen dieselbe Drehzahl einnehmen.

In der DE-OS 20 08 590 ist ein hydraulisch gesteuertes Getriebe beschrieben, das druckmittelbetätigte Reibungskupplungen auf­ weist, die wahlweise eine gewünschte Übersetzung in einem Wech­ selgetriebe herstellen. Das Schaltgetriebe ist über eine Haupt­ kupplung mit einem Antrieb verbunden. Während des Schaltens wird die Hauptkupplung kurzzeitig ausgerückt, so daß die Gangschal­ tungs-Reibungskupplungen betätigbar sind.

Ein weiteres Antriebsübertragungssystem ist in der DE 38 03 959 A1 beschrieben, das ein Schaltgetriebe mit einer Anfahr- und Schaltkupplung sowie weiteren Kupplungen als Drehmomentübertra­ gungsmittel aufweist. Beim Ausrücken der Anfahr- und Schaltkupp­ lung werden die als Drehmomentübertragungsmittel dienenden Kupp­ lungen ebenfalls ausgerückt, so daß das Schaltgetriebe während des Schaltvorganges von einem großen Teil der Massen des Lastschaltgetriebes sowie der Anfahr- und Schaltkupplung abgekoppelt ist. Auch dieses Antriebssystem mit einer Mehr­ fachkupplung weist die oben beschriebenen Nachteile auf.

Aufgabe der Erfindung ist, die eingangs angegebene Übertragungs­ vorrichtung so auszubilden, daß glatte und schnelle Schaltvor­ gänge möglich sind.

Die Aufgabe wird durch eine Übertragungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mit der erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung werden un­ mittelbar nach dem Ausrücken der ersten und zweiten Kupplung die frei rotierenden Elemente der Antriebsseite des Schaltgetriebes auf eine Drehzahl reduziert, die im wesentlichen derjenigen der Abtriebsseite entspricht. Dies wird durch eine zum Angleichen der Drehzahl der Abtriebsseite an die der Antriebsseite erreicht, die nach dem Ausrücken der ersten und zweiten Kupplung die Abtriebs­ seite an die Antriebsseite des Getriebes koppelt, so daß die unterschiedlichen Drehzahlen auf beiden Seiten des Schaltgetrie­ bes einander angeglichen werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Einrichtung zum Angleichen der Drehzahl als dritte Kupplung ausgebildet, um die Übertragung des Antriebs von der Abtriebs­ seite des Schaltgetriebes auf die Antriebsseite des Schaltgetrie­ bes zu übertragen. Diese Konstruktion gewährleistet die Anpassung der Drehzahlen zwischen der Antriebsseite des Schaltgetriebes und der Abtriebsseite desselben zum Zeitpunkt eines Schaltvorganges. Dieses Merkmal wird nachstehend ausführlicher beschrieben.

Beim Beginn eines Schaltvorgangs des Schaltgetriebes werden die erste dem Schaltgetriebe vorgeschaltete Kupplung und die zweite ihm nachgeschaltete Kupplung ausgerückt, und die dritte Kupplung wird eingerückt. Wenn die erste und zweite Kupplung ausgerückt sind, werden die Elemente der Antriebsseite (Antriebswelle und Eingangszahnrad) und die Elemente der Abtriebsseite (Abtriebs­ welle und Abtriebszahnrad) des Schaltgetriebes in einen frei rotierenden Zustand versetzt. Wäre die dritte Kupplung ausge­ rückt, würde die Antriebswelle im allgemeinen bei einer dem Moto­ renantrieb entsprechenden hohen Drehzahl frei rotieren, während die Abtriebswelle bei einer niedrigen, einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechenden Drehzahl rotieren würde. Somit würde ein großer Unterschied in der Drehzahl zwischen der Antriebs- und der Abtriebsseite des Schaltgetriebes bestehen. Ist die dritte Kupplung jedoch eingerückt, dann wird der auf die Antriebsräder übertragene Antrieb auf die Antriebsseite des Schaltgetriebes übertragen. Da der von dem Schaltgetriebe auf die Antriebsräder übertragene Antrieb bei der der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechenden niedrigen Drehzahl umläuft, wird die Antriebsseite (Eingangswelle und Eingangszahnrad) des Schaltgetriebes zur Reduzierung auf die der Fahrgeschwindigkeit entsprechenden niedrigen Drehzahl gezwungen. Demzufolge wird eine gute Anpassung zwischen den Drehzahlen der Antriebsseite und der Abtriebsseite des Schaltgetriebes sichergestellt, um einen glatten und schnellen Schaltvorgang des Schaltgetriebes zu ermöglichen. Nach Beendigung des Schaltvorgangs werden die erste und zweite Kupplung wieder eingerückt und die dritte Kupplung wird ausge­ rückt.

Wie vorstehend beschrieben, wird eine niedrige Drehzahl auf einen Eingangszug der Antriebsseite des Schaltgetriebes übertragen, um eine Anpassung zwischen den Drehzahlen des Eingangszuges und des Abtriebszuges des Schaltgetriebes sicherzustellen.

Demzufolge kann der Schaltvorgang des Schaltgetriebes schnell ausgeführt werden. Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen in Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Übertragungs­ systems nach der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Seitenschnittansicht einer dritten Kupplung.

Fig. 3 ist ein Kreislaufdiagramm einschließlich Hydraulik­ zylindern und Kupplungen.

Fig. 4 ist eine Zeittabelle zur Darstellung des Betriebs eines Hydraulikzylinders und der Kupplungen, wenn eine Schaltung von einem ersten Vorwärtsgang auf einen zweiten Vorwärtsgang erfolgt.

Fig. 5 ist eine schematische Ansicht eines Übertragungs­ systems bei einer anderen Ausführungsform der Erfin­ dung.

Fig. 6 ist eine schematische Ansicht eines Übertragungs­ systems bei einer weiteren Ausführungsform der Erfin­ dung.

Fig. 1 zeigt schematisch das Innere eines Getriebegehäuses 8 eines Schleppers mit Vierradantrieb als ein Beispiel für Arbeitsfahrzeuge. Ein Zapfwellensystem zur Übertragung der Motorleistung eines Motors 1 auf ein angebautes Arbeitsgerät umfaßt eine Getriebewelle 2 zur Übernahme des Antriebs von dem Motor 1, eine Zapfwellenkupplung 3 zur Steuerung der Leistungs­ übertragung und eine Zapfwelle 4, die mit der Zapfwellenkupplung 3 verbunden ist und an ihrem einen freien Ende eine Kupplung aufweist, um an das Arbeitsgerät angeschlossen zu werden. Ein Antriebssystem zur Übertragung der Motorleistung auf Antriebs­ räder umfaßt eine Umschalteinrichtung 40 zum Umschalten zwischen einem Vorwärts- und Rückwärtsgang, die auch als erste Kupplung (Hauptkupplung) wirkt, eine Hauptgangschaltung 50, eine erste Hilfsgangschalteinrichtung 60, eine zweite Hilfsgangschalt­ einrichtung 70 und ein Hinterraddifferential 7a. Bei dieser Ausführungsform, bei der das Hinterraddifferential 7a natürlich Hinterräder 7 antreibt, wird der Kraftfluß unmittelbar oberhalb des Hinterraddifferentials 7a abgezweigt, um Vorderräder 10 über eine Getriebewelle 9, eine Gangschaltvorrichtung 80 für Vor­ derräder mit einer Hydraulikkupplung, eine Vorderradgetriebewelle 12 und ein Vorderraddifferential 10a anzutreiben.

Die Umschalteinrichtung 40 umfaßt zwei hydraulisch betätigbare Mehrscheiben-Reibungskupplungen. Eine dieser Kupplungen ist eine Rückwärtsantriebskupplung 6, die in eingerücktem Zustand die Getriebewelle 2 verbindet, die als Motorabtriebswelle über einen Getriebezug 31 einschließlich eines Rückwärtsganges auf eine Hohlwelle 11 zum Antreiben des Schleppers nach rückwärts wirkt. Die andere Kupplung ist eine Vorwärtsantriebskupplung 5, die in eingerücktem Zustand die Getriebewelle 2 direkt mit der Hohlwelle 11 verbindet, um den Schlepper vorwärts anzutreiben. Wenn die Vorwärtsantriebskupplung 5 und die Rückwärtsantriebskupplung 6 ausgerückt sind, ist die Leistungsübertragung von der Getriebe­ welle 2 zu der Hohlwelle 11 unterbrochen. Demzufolge können die beiden Kupplungen 5 und 6 als Hauptkupplung des Antriebssystems wirken. Diese Hauptkupplung wird nachstehend als erste Kupplung bezeichnet.

Die Hauptgangschalteinrichtung 50 umfaßt zwei Synchrongang­ schaltungen 51 und 52, eine Getriebewelle 35, die in Verbindung mit der Hohlwelle 11 als Eingangsgetriebezug bzw. Eingangs­ getriebewelle der Einrichtung 50 wirkt, eine Hohlwelle 36, die als deren Abtriebsgetriebezug wirkt, und vier Zahnradsätze 53a, 53b, 54a, 54b, 55a, 55b, 56a, 56b. Der Radsatz 53a, 53b überträgt den Antrieb von der Hohlwelle 11 auf die Getriebewelle 35. Die Radsätze 54a, 54b, 55a, 55b, 56a, 56b übertragen die Motorlei­ stung von der Getriebewelle 35 auf die Hohlwelle 36 mit ver­ schiedenen Drehzahlen. Die Synchrongangschaltungen 51 und 52 sind an sich bekannt und weisen jeweils eine Muffe 51a, eine Kupp­ lungsnabe 51b und ein Paar rechte und linke Kupplungszahnräder 51c auf. Die Hauptgangschalteinrichtung 50 ermöglicht vier Gänge, einschließlich einer Direktverbindung der Hohlwelle 11 und Hohlwelle 36. Der Antrieb von der Hauptgangschalteinrichtung 50 wird der zweiten Kupplung 19 zugeführt.

Die erste Hilfsgangschalteinrichtung 60 überträgt den Antrieb von der zweiten Kupplung 19 auf eine Getriebewelle 34 mit ver­ schiedenen Drehzahlen. Diese Hilfsgangschalteinrichtung 60 umfaßt eine gleichartige Synchrongangschaltung 61 und zwei Zahnradsätze, um zwei Übersetzungen darstellen zu können. Die zweite Hilfsgang­ schalteinrichtung 70 ist außerdem der ersten Hilfsgangschaltein­ richtung 60 nachgeschaltet.

Fig. 1 zeigt schematisch die Hydraulikzylinder T1, T2 und T3, die als Stellglieder zum Verschieben von zwei Muffen 51a und 52a der Hauptgangschalteinrichtung 50 und einer Muffe 61a der ersten Hilfsgangschalteinrichtung 60 dienen. Ein Steuersystem für die Hydraulikzylinder T1, T2 und T3 rückt die erste Kupplung (Vorwärtsantriebskupplung 5 und Rückwärtsantriebskupplung 6) und die zweite Kupplung 19 beim Beginn eines Schaltvorgangs durch die Hydraulikzylinder T1, T2 und T3 aus, und rückt die erste und zweite Kupplung 19 bei Beendigung des Schaltvorgangs ein. Die zweite Hilfsgangschaltvorrichtung 70 weist eine Muffe auf, die von einem (nicht dargestellten) Gleithebel verschoben wird, um einen Schaltvorgang auszuführen. Das Übertragungssystem nach der Erfindung, wie in Fig. 1 dargestellt, weist auch eine dritte Kupplung 90 auf. Die dritte Kupplung 90 verbindet die Getriebe­ welle 34 der der zweiten Kupplung 19 nachgeschalteten ersten Hilfsgangschalteinrichtung 60 mit der Getriebewelle 35 der Hauptgangschalteinrichtung 50, wenn die erste Kupplung (Vorwärts­ antriebskupplung 5 und Rückwärtsantriebskupplung 6) und die zweite Kupplung 19 ausgerückt werden, sobald ein Schaltvorgang der Hauptgangschalteinrichtung 50 durch die Hydraulikzylinder T1 und T2 eingeleitet wird.

Nachstehend wird die dritte Kupplung 90 ausführlich beschrieben. Wie in Fig. 2 dargestellt, sind die Getriebewelle 35, die als Eingangsgetriebezug der Hauptgangschalteinrichtung 50 dient, und die Getriebewelle 34 der ersten Hilfsgangschalteinrichtung 60 koaxial angeordnet. An einem Ende der Getriebewelle 34 der ersten Hilfsgangschalteinrichtung 60 ist ein Tragelement 92 befestigt. Zwischen dem Tragelement 92 und der Getriebewelle 35 der Hauptgangschalteinrichtung 50 ist ein Lager 94 montiert. Ein ringförmiges Aufnahmeglied 91 ist fest angebracht, um Außen­ flächen der Getriebewelle 34 und des Tragelements 92 über Keilwellenvorsprünge zu überbrücken.

Ein ringförmiges Kupplungsgehäuse 93 ist auf der Außenfläche des Tragelements 92 und gegenüber dem Aufnahmeelement 91 axial verschiebbar angebracht. Das rechtsseitige Ende gemäß Fig. 2 des Kupplungsgehäuses 93 greift durch breite an diesen entgegen­ gesetzten Enden ausgebildete Einschnitte in ein linksseitiges Ende des Aufnahmeelements 91 ein. Zwischen den gegenüberliegenden Enden sind Federn 95 montiert, um das Kupplungsgehäuse 93 gemäß Fig. 2 nach links zu beaufschlagen. Dadurch sind die Getriebe­ welle 34, das Tragelement 92, das Aufnahmeelement 91 und das Kupplungsgehäuse 93 gemeinsam drehbar. Das andere Ende des Kupplungsgehäuses 93 erstreckt sich über ein Ende der Getriebe­ welle 35 der Hauptgangschalteinrichtung 50. Reibungsscheiben 96 sind in einem ringförmigen Raum angeordnet, der zwischen dem verlängerten Ende des Kupplungsgehäuses 93 und der Getriebewelle 35 gebildet wird, um als dritte Kupplung zu dienen. Die Getriebe­ welle 34 der ersten Hilfsgangschalteinrichtung 60 und das Tragelement 92 bilden Ölkanäle 34a, 45a und 92a. Zwischen dem Tragelement 92 und dem Kupplungsgehäuse 93 wird durch diese Ölkanäle 34a, 45a und 92a Drucköl geleitet, um das Kupplungs­ gehäuse 93 axial (nach rechts gemäß Fig. 2) zu verschieben, wodurch die Reibungsscheiben 96 gegen ein Ende des Tragelements 92 gedrückt werden. Sind die Reibungsscheiben 96 in Eingriff, dann werden die Getriebewellen 34 und 35 durch das Aufnahme­ element 91 und Kupplungsgehäuse 93 verbunden. Demzufolge wird die Motorleistung von der Getriebewelle 34 der ersten Hilfsgang­ schalteinrichtung 60 auf die Getriebewelle 35 übertragen, die als Eingangsgetriebezug der Hauptgangschalteinrichtung 50 wirkt. Dieser Zustand der Kupplung 90 entsteht während eines Schaltvor­ gangs der Hauptgangschalteinrichtung 50.

Fließt kein Drucköl zwischen dem Tragelement 92 und dem Kupp­ lungsgehäuse, dann kehrt das Kupplungsgehäuse 93 unter Einwirkung der Federn 95 nach links in die Stellung gemäß Fig. 2 zurück. Dadurch werden die Getriebewelle 34 von der ersten Hilfsgang­ schalteinrichtung 60 und die Getriebewelle 35 von der Hauptgang­ schalteinrichtung 50 getrennt. Die Kupplung 90 befindet sich in diesem Zustand während einer normalen Fahrt des Schleppers.

Nachstehend wird ein hydraulisches Steuersystem zur Steuerung der Hydraulikzylinder T1, T2 und T3, der ersten Kupplung (Vorwärts­ antriebskupplung 5 und Rückwärtsantriebskupplung 6), der zweiten Kupplung 19 und der dritten Kupplung 90 beschrieben.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, wird Drucköl von einer Ölpumpe 13 den Hydraulikzylindern T1, T2 und T3 über ein Drehventil 15 zugeführt. Zu dem System gehört ein Paar Ölregelleitungen 16 und 29 mit veränderlichen Regeldrücken, wenn die Hydraulikzylinder T1, T2 und T3 betrieben werden. Das Drehventil 15 erhält Drucköl von der Ölpumpe 13 über eine Ölleitung 17. Außerdem wird der Vorwärtsantriebskupplung 5 und Rückwärtsantriebskupplung 6 über eine Ölleitung 18, ein Steuerventil 27 der Vorwärtsantriebskupp­ lung und Steuerventil 28 der Rückwärtsantriebskupplung - wobei es sich um elektromagnetische Proportionaldrucksteuerungsventile handelt - sowie über ein erstes Umschaltventil 32 Drucköl zugeführt.

Drucköl wird auch der zweiten Kupplung 19 und der dritten Kupplung 90 über eine Ölleitung 20 zugeführt, die von der Ölleitung 18 abzweigt, und über ein zweites Umschaltventil 26. Die Ölregelleitungen 29 bzw. 16 sind mit dem ersten und zweiten Umschaltventil 32 bzw. 26 verbunden. Die Regeldrücke der Ölregelleitungen 16 und 29 können über Steuerventile 21 bzw. 22 gesteuert werden. Ölregelleitungen 23 und 24, die sich von den Hydraulikzylinders T1 und T2 erstrecken, um die Hauptgang­ schalteinrichtung 50 zu betätigen, und eine sich von dem Hydraulikzylinder T3 erstreckende Ölregelleitung 25 zur Betäti­ gung der ersten Hilfsgangschalteinrichtung 60 sind mit den Steuerventilen 21 und 22 verbunden.

Ein Verstellhebel 14 ist formschlüssig mit dem Drehventil 15 verbunden, um das Drehventil 15 in eine neutrale Stellung und in die erste von acht Gangschaltstellungen zu bringen. Steuer­ stellungen des Verstellhebels 14 werden elektrisch in eine Steuereinheit 30 eingegeben. Ein rückwarts/vorwärts schaltender Umschalthebel 33 ist vorgesehen, dessen Steuerstellungen ebenfalls elektrisch in die Steuereinheit 30 eingegeben werden.

Nachstehend wird die Wirkungsweise der vorstehenden Bauteile während der Schaltvorgänge beschrieben.

Fig. 3 zeigt einen Zustand, bei dem der rückwärts/vorwärts schaltende Umschalthebel 33 in einer Vorwärtsantriebsstellung F, und der Verstellhebel 14 in eine Stellung für den ersten Gang gebracht wird. Der Hydraulikzylinder T1 für die Hauptgangschalt­ einrichtung 50 befindet sich in der Stellung für den ersten Gang, während sich der Hydraulikzylinder T2 in einer neutralen Stellung befindet und der Hydraulikzylinder T3 für die erste Hilfsgang­ schalteinrichtung 60 sich in einer Stellung für langsame Dehzahl befindet. Demzufolge wird das Steuerventil 21 durch den Regel­ druck von dem Hydraulikzylinder T1 geschaltet, wodurch der Regeldruck aus dem Hydraulikzylinder T3 über die Steuerventile 21 und 22 den Ölregelleitungen 16 und 29 zugeführt wird. Damit werden das erste und zweite Umschaltventil 32 und 26 in die Verbindungsstellungen gemäß Fig. 3 gebracht.

Mit anderen Worten, es wird Drucköl aus der Ölleitung 18 zu der Vorwärtsantriebskupplung 5 über das dazugehörige Steuerventil 27 und das erste Umschaltventil 32 geleitet, um die Vorwärts­ antriebskupplung 5 einzurücken. Andererseits wird die Rückwärts­ antriebskupplung 6 durch das dazugehörige Steuerventil 28 ausgerückt. Drucköl wird aus der Ölleitung 20 zur zweiten Kupplung 19 über das zweite Umschaltventil 26 geleitet, um die zweite Kupplung 19 einzurücken. Die dritte Kupplung 90 wird durch das zweite Umschaltventil ausgerückt. In diesem Zustand fährt der Schlepper im Ersten Gang vorwärts.

Nachstehend wird der Ablauf beschrieben, wenn im Ersten Gang vorwärts gemäß Fig. 3 der Verstellhebel 14 aus der Stellung des Ersten Gangs in die Stellung des Zweiten Gangs bewegt wird.

In diesem Fall beginnt der Hydraulikzylinder, sich unter Einwirkung des Drucköls aus dem Drehventil 15 aus der Stellung des Ersten Ganges in die Stellung des Zweiten Ganges zu bewegen. Dann ist der Regeldruck in der Ölregelleitung 23 nicht in der Lage, das Steuerventil 21 zu beaufschlagen, so daß die Ölregel­ leitungen 16 und 29 trocken bleiben. Demzufolge werden das erste und zweite Umschaltventil 32 und 26 geschaltet, um die Vorwärts­ antriebskupplung 5 und die zweite Kupplung 19 schnell auszurücken (Zeitpunkt A1 in Fig. 4). Das Steuerventil 27 der Vorwärts­ antriebskupplung wird ebenfalls in eine Trockenstellung geschal­ tet.

Gleichzeitig wird Drucköl aus der Ölleitung 20 über das zweite Umschaltventil 26 zu der dritten Kupplung 90 geleitet, so daß die Kupplung 90 schnell eingerückt wird (Zeitpunkt A1 in Fig. 4).

Werden, wie vorstehend beschrieben, die Vorwärtsantriebskupplung 5 und die zweite Kupplung 19 gemäß Fig. 1 ausgerückt, so werden die Getriebewelle 35, die als Eingangsgetriebewelle der Haupt­ gangschalteinrichtung 50 wirkt und kraftschlüssig mit dem Motor verbunden war, und die Getriebewelle 36, die kraftschlüssig mit den Hinterrädern 7 verbunden war, in einen frei rotierenden Zustand versetzt.

Unmittelbar nach dem Ausrücken der Vorwärtsantriebskupplung 5 und der zweiten Kupplung 19 bleibt die kraftschlüssig mit dem Motor 1 koppelbare Getriebewelle 35 in freier Drehbewegung mit einer hohen Drehzahl, die dem Antrieb des Motors 1 entspricht, während die kraftschlüssig mit den Hinterrädern 7 koppelbare Getriebewel­ le 36 frei mit einer niedrigen Drehzahl rotiert, die der Fahrgeschwindigkeit des Schleppers entspricht. Es sollte ein großer Unterschied zwischen den Drehzahlen der beiden Getriebe­ wellen 35 und 36 bestehen. Durch das vorstehend beschriebene Einrücken der Reibungskupplung 90 wird jedoch die Getriebewelle 34 der ersten Hilfsgangschalteinrichtung 60 mit der Getriebewelle 35 verbunden, die als Eingangsgetriebezug der Hauptgangschaltein­ richtung 50 wirkt. Dies bewirkt folgendes: Da die Getriebewelle 34 der ersten Hilfsgangschalteinrichtung 60 mit der niedrigen Drehzahl rotiert, die der Fahrgeschwindigkeit des Schleppers entspricht, wird die Getriebewelle 35 der Hauptgangschaltein­ richtung 50 zwangsläufig auf die niedrige Drehzahl verlangsamt, die der Fahrgeschwindigkeit entspricht. Demzufolge erreicht die Drehzahl der Getriebewelle 35 der Hauptgangschalteinrichtung 50 schnell diejenige der kraftschlüssig mit den Hinterrädern 7 verbundenen Getriebewelle 36. Die Drehzahlen der beiden Getriebe­ wellen 35 und 36 gleichen sich im wesentlichen einander an. Dadurch erfolgt ein Schaltvorgang zum zweiten Gang der Syn­ chrongangschaltungen 51 und 52 glatt und schnell.

Der vorstehende Schaltvorgang durch den Hydraulikzylinder T1 erfolgt zwischen dem Zeitpunkt A1 und dem Zeitpunkt A2 gemäß Fig. 4. Nach Beendigung dieses Vorgangs liefert der Hydraulik­ zylinder T1 einen Regeldruck an die Ölregelleitung 23, um das Steuerventil 21 in die Stellung gemäß Fig. 3 zu schalten. Demzufolge werden die Regeldrücke erneut durch die Ölregelleitun­ gen 16 und 29 geleitet, um das erste und zweite Umschaltventil 32 und 26 in die Stellungen gemäß Fig. 3 zu schalten. Dann wird die Kupplung 19 schnell eingerückt und die Kupplung 90 schnell ausgerückt.

Das Steuerventil 27 der Vorwärtsantriebskupplung, das sich in einer öllosen Stellung befand, wird jetzt in eine ölliefernde Stellung gebracht, wodurch der Druck für die Vorwärtsantriebs­ kupplung 5 ab dem Zeitpunkt A2 langsam und gleichmäßig steigt. Bei einem Zeitpunkt A3 wird ein Druck P erreicht, mit dem die Vorwärtsantriebskupplung 5 voll eingerückt wird.

Der vorstehende Zustand wird zwischen dem Ersten Gang Vorwärts und Zweiten Gang Vorwärts sowie zwischen dem Fünften Gang Vorwärts und dem Sechsten Gang Vorwärts hergestellt. Zwischen dem Dritten Gang Vorwärts und dem Vierten Gang Vorwärts sowie zwischen dem Siebten Gang Vorwärts und dem Achten Gang Vorwärts arbeitet der Hydraulikzylinder T2 gemäß Fig. 3, um das Steuer­ ventil 22 zur Erzeugung einer gleichartigen automatischen Steuerung zu schalten. Zwischen dem Vierten Gang Vorwärts und dem Fünften Gang Vorwärts arbeiten die Hydraulikzylinder T1, T2 und T3 zur Erzeugung einer gleichartigen automatischen Steuerung. Wird der rückwärts/vorwärts schaltende Umschalthebel 33 in eine Rückwärtsstellung R geschaltet, um Drucköl zu der Rückwärts­ antriebskupplung 6 zu leiten, dann erfolgt die vorstehende automatische Steuerung von dem ersten Rückwärtsgang bis zu dem achten Rückwärtsgang.

In Fig. 5 ist eine weitere Übertragungsvorrichtung dargestellt, die sich von der vorstehenden Ausführungsform dadurch unter­ scheidet, daß die Getriebewelle 35, die als Eingangsgetriebezug der Hauptgangschalteinrichtung 50 wirkt, den Antrieb von den Antriebsrädern über die Vorderradantriebswelle 9 erhält, statt von der Getriebewelle 34 der ersten Hilfsgangschalteinrichtung 60. Zu diesem Zweck wird die Kupplung 90 der vorstehenden Ausführungsform durch eine hydraulisch betätigte Reibungskupplung 100 ersetzt. Diese Kupplung umfaßt Kupplungsscheiben 101, die mit der Vorderradantriebswelle 9 verbunden sind, und Kupplungs­ scheiben 102 mit einem Zahnrad 103. Das Zahnrad 103 greift in ein Gangschaltzahnrad 56b ein, das auf der Getriebewelle 35 ange­ bracht ist.

Ist die hydraulisch betätigte Reibungskupplung 100 eingerückt, dann wird der Antrieb von der Vorderradantriebswelle 9 auf die Getriebewelle 34 der ersten Hilfsgangschalteinrichtung 60 übertragen. Demzufolge gleichen sich die Drehzahlen der Getriebe­ wellen 35 und 36, welche die Antriebs- und Abtriebswellen der Hauptgangschalteinrichtung 50 sind, im wesentlichen einander an. Dadurch wird ein Schaltvorgang der Synchronschaltgetriebe 51 und 52 schnell ausgeführt. In Fig. 5, die die unterschiedliche Ausführungsform darstellt, werden einander entsprechende Bezugsnummern wie in Fig. 1 verwendet und nicht erneut be­ schrieben.

Die in Fig. 6 gezeigte Übertragungsvorrichtung ist im wesentli­ chen die gleiche wie die Übertragungsvorrichtung gemäß Fig. 5, mit dem einzigen Unterschied, daß das Zahnrad 103 des Getriebes 100 mit einem Zahnrad 104 kämmt, das auf der Getriebewelle 35 montiert ist, unabhängig von dem Gangschaltrad der Hauptgang­ schalteinrichtung 50.

Bei den drei vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist die zweite Kupplung 19 herkömmlicher Bauart, bei der Reibungsscheiben durch einen Kolben beaufschlagt werden. Diese Kupplung kann so ausgebildet sein, daß sie sofort ein- und ausrückbar ist, bei­ spielsweise eine Kegelrollen- oder Klauenkupplung. Statt der Verwendung der Vorwärtsantriebskupplung 5 und der Rückwärts­ antriebskupplung 6 der rückwärts/vorwärts schaltenden Umschalt­ vorrichtung als Hauptkupplung des antreibenden Übertragungs­ systems kann eine hydraulisch betätigte Mehrscheibenkupplung an derselben Stelle vorgesehen werden, um als erste Kupplung zu dienen, während eine rückwärts/vorwärts schaltende Vorrichtung an anderer Stelle verwendet werden kann.

Claims (11)

1. Übertragungsvorrichtung zur Übertragung einer Motorleistung auf Antriebsräder eines Fahrzeuges, insbesondere eines Arbeitsfahrzeuges, umfassend:
eine erste Kupplung (5, 6) zur Übertragung der Motorlei­ stung,
eine zweite, der ersten Kupplung (5, 6) nachgeschaltete Kupplung (19),
ein zwischen der ersten und der zweiten Kupplung (5, 6, 19) angeordnetes Schaltgetriebe (50),
eine erste Übertragungseinrichtung zur Übertragung der Motorleistung von der ersten Kupplung (5, 6) auf das Schaltgetriebe (50),
eine zweite Übertragungseinrichtung zur Übertragung der Motorleistung von dem ersten Schaltgetriebe (50) auf die zweite Kupplung (19),
eine dritte Übertragungseinrichtung (34) zur Übertragung der Motorleistung von der zweiten Kupplung (19) auf die An­ triebsräder (7, 10),
wobei die erste Übertragungseinrichtung die Antriebsseite (11, 35) des Schaltgetriebes (50) bildet und die zweiten und dritten Übertragungseinrichtungen die Abtriebsseite (36, 34) des Schaltgetriebes (50) bilden, und
die erste Kupplung (5, 6) und die zweite Kupplung (19) nach dem Beginn eines Gangschaltvorganges des Schaltgetriebes (50) ausgerückt und nach Abschluß des Gangschaltvorganges wieder eingerückt werden,
eine Einrichtung (90, 100) zum Angleichen der Drehzahl der Antriebsseite (11, 35) an die der Abtriebsseite (36, 34) des Schaltgetriebes (50), wobei die Einrichtung (90, 100) nach dem Ausrücken der ersten und der zweiten Kupplung (5, 6, 19) betätigt wird, wodurch die auf der Antriebsseite (11, 35) gespeicherte Rotationsenergie abgebaut wird.

2. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Angleichen der Drehzahl eine dritte Kupplung (90, 100) umfaßt.

3. Übertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kupplung (5, 6) die zweite Kupplung (19), das Schaltgetriebe (50) und die dritte Kupplung (90, 100) hy­ draulisch betätigbar sind.

4. Übertragungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltgetriebe (50) eine Synchrongangschaltung ist.

5. Übertragungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kupplung (5, 6), die zweite Kupplung (19) und die dritte Kupplung (90, 100) Mehrscheiben-Reibungskupp­ lungen sind.

6. Übertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Übertragungseinrichtung eine Übertragungs­ welle (11) ist, die kraftschlüssig mit der Abtriebsseite (36) der ersten Kupplung (5, 6) verbunden werden kann, und eine Eingangsgetriebewelle (35) für das Schaltgetriebe (50) umfaßt, wobei die Eingangsgetriebewelle (35) mit der Über­ tragungswelle (11) verbunden werden kann.

7. Übertragungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Übertragungseinrichtung als Hinterradan­ triebssystem (60, 7a) ausgebildet ist, um die Motorleistung von der zweiten Kupplung (19) auf die Hinterräder (7) zu übertragen.

8. Übertragungssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Übertragungseinrichtung als Vorderradan­ triebssystem (9, 80, 12, 10a) ausgebildet ist, um die Mo­ torleistung von der zweiten Kupplung (19) auf Vorderräder (10) zu übertragen.

9. Übertragungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Kupplung (100) mit einem Ende kraftschlüssig mit dem Vorderradantriebssystem (9, 80, 12, 10a) und mit dem anderen Ende mit der Eingangsgetriebewelle (35) ver­ bunden werden kann.

10. Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kupplung (5, 6) Bestandteil einer Umschalt­ einrichtung (40) zum Schalten der Antriebseinrichtung ist und ein Vorwärtsantriebskupplungsteil (5) und ein Rück­ wärtsantriebskupplungsteil (6) aufweist.

11. Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kupplung (19) als Schnellkupplung ausgebil­ det ist, beispielsweise als Kegelrollen- oder Klauenkupp­ lung.