DE60011537T2

DE60011537T2 - Anordnung eines fahrzeugantriebssystems

Info

Publication number: DE60011537T2
Application number: DE60011537T
Authority: DE
Inventors: Tadao Osaka-shi HIRAI; Takeshi Osaka-shi HASEBE; Takashi Osaka-shi HIRANO; Masahisa Amagasaki-shi KAWAMURA
Original assignee: Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd; Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd; Yanmar Co Ltd
Priority date: 1999-04-23
Filing date: 2000-02-07
Publication date: 2005-08-25
Anticipated expiration: 2020-02-08
Also published as: EP1090798B1; US6450309B1; EP1090798A4; DE60011537D1; WO2000064695A1; EP1090798A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Getriebesystem, das eine Nasskupplung zum Schalten oder als Hauptkupplung verwendet, wobei die Kraftübertragung vorzugsweise bei Arbeitsfahrzeugen, insbesondere bei Traktoren und dgl. angewandt wird.
Stand der Technik
Bei Arbeitsfahrzeugen, wie Traktoren und dgl. oder gewöhnlichen Fahrzeugen wird allgemein eine Trockenkupplung, die gegen ein Schwungrad einer Maschine gedrückt wird, als Hauptkupplung verwendet, die zwischen einer Maschine bzw. einem Motor und einem Schaltmechanismus ein- und ausgerückt wird, und halb eingerückt wird, um einen Kriechvorgang während einer Übergangsperiode zwischen den Zuständen des Eingerücktseins und Ausgerücktseins zu erzeugen. In vielen Fällen wird eine Mehrscheiben-Trockenkupplung verwendet, um eine Drehmomentübertragung zu gewährleisten, während sie in Eingriff steht, und einen Reibungswiderständ, während sie halb eingerückt ist. Da aber die Mehrscheibenkupplung komplex und axial langgestreckt ist, ist, falls möglich, eine einfache und kompakte Einscheibenkupplung erwünscht.
In einigen Fällen kann eine Mehrscheiben-Nasskupplung (vom hydraulischen Typ) als die oben genannte Hauptkupplung eingesetzt werden. Sie weist jedoch das Problem auf, dass bei Eingriff der Kupplung infolge der Viskosität des Schmieröls darin Kraft geringfügig übertragen wird, um so eine Kriecherscheinung zu erzeugen. Um dieses Problem zu lösen, ist in Erwägung gezogen worden, dass eine Bremse in einer Kraftübertragung stromab der Mehrscheiben-Nasskupplung vorgesehen wird, um die Kraftübertragung stromabwärts abzubremsen bzw. zu unterbrechen, und diese Idee wird nun tatsächlich bekannt. Wenn eine solche Bremse betätigt wird, wird die stromab wärtige Seite der Kupplung von der Kraftübertragung getrennt, der Antriebsstrang an der stromaufwärtigen Seite der Kupplung wird aber nach wie vor der Motorkraft folgend gedreht. Daher wird die sich aus der Viskosität des Schmieröls bei der Mehrscheiben-Nasskupplung ergebende Last auf den Antriebsstrang an der stromaufwärtigen Seite der Kupplung ausgeübt. Die Last wirkt ferner auf den Motor im Leerlauf ein, wodurch schlimmstenfalls eine unvollständige Verbrennung verursacht wird, so dass das Problem entsteht, dass sich eine Kohlenstoffablagerung an einem Motorzylinder ansammelt.
Dabei ist in Erwägung zu ziehen, dass das Kriechphänomen, das heißt ein Zug des Schaltmechanismus und dgl. auf die stromabwärtige Seite der ausgerückten Mehrscheiben-Nasskupplung, der sich aus der Viskosität von Schmieröl der Mehrscheiben-Nasskupplung ergibt, durch Verwendung einer herkömmlichen Trockenkupplung verhindert wird, deren Kupplungsscheibe gegen das Schwungrad an der stromaufwärtigen Seite der Mehrscheiben-Nasskupplung gedrückt wird. In diesem Fall wird die Trockenkupplung außer Eingriff gebracht, um nur die ziehende Antriebs-Kraftübertragung bei der Übertragung der Motorkraft zu trennen. Daher kann die Trockenkupplung von einer Einscheibenkupplung gebildet werden, die einfach und kompakt ist. Die Kupplung ist von dem auszurückenden Schwungrad losgelöst, wodurch die Last auf den Motor im Leerlauf stark reduziert wird, um so dem Motor Schutz zu bieten. Ferner ist bekannterweise ein Arbeitsfahrzeug, insbesondere ein Traktor oder dgl., mit einem Schaltmechanismus mit mehreren parallelen Getriebezügen mit unterschiedlichen Untersetzungsverhältnissen versehen, wobei die Antriebs-Getriebezüge mit jeweiligen Mehrscheiben-Nasskupplungen versehen sind. Bei diesen Schaltmechanismen besteht ein bekannter Schaltmechanismus, bei dem mehrere Nasskupplungen selektiv eingerückt sind bzw. werden, und eine entsprechende Geschwindigkeitsstufe durch den Antriebsstrang mit der eingerückten Kupplung gebildet wird. Diese Mehrscheiben-Nasskupplungen zum Schalten werden so, wie sie sind, auch als Hauptkupplung verwendet, wenn alle Mehrscheiben- Nasskupplungen außer Eingriff stehen, um das Getriebesystem von der Übertragung von Motorkraft zu trennen. In diesem Fall ist es nicht unnötig, die vorstehende Mehrscheiben-Nasskupplung separat als Hauptkupplung vorzusehen. In diesem Fall kann der vorher erwähnte Schaden des einer Mehrscheiben-Nasskupplung inhärenten Nachschleppens bzw. Schleifens durch Vorsehen einer ein Schleifen bzw. Nachschleppen verhindernden Kupplung gelöst werden, beispielsweise einer Einscheiben-Trockenkupplung, die an der stromaufwärtigen Seite des Schaltmechanismus nach obiger Beschreibung angeordnet ist und gegen das Schwungrad gedrückt wird. Daher kann auch ein einfaches und kompaktes Getriebesystem konfiguriert werden.
Wenn aber die zum Schalten verwendeten Mehrscheiben-Nasskupplungen, so wie sie sind, in eine Hauptkupplung umgewandelt werden, wird möglicherweise jede Mehrscheiben-Nasskupplung halb eingerückt, da ein Schaltvorgang (ein Geschwindigkeitsstufen auswählender Vorgang) und eine Hauptkupplungsbetätigung separat voneinander ablaufen. Um einen halb eingerückten Zustand zu erzeugen, ist es erforderlich, dass jede Kupplung das größere Volumen aufweist, um die Widerstandskraft gegenüber einer Last zu gewährleisten. Die gesamte Größe des Schaltmechanismus wird jedoch bedeutend größer, wenn alle in dem Schaltmechanismus verwendeten Mehrscheiben-Nasskupplungen ein so großes Volumen aufweisen. Dabei wird daran gedacht, dass nur eine Mehrscheiben-Nasskupplung in dem Schaltmechanismus ein ausreichend größeres Volumen aufweist, und eine Geschwindigkeitsstufe entsprechend dieser Kupplung für die Hauptkupplungsbetätigung gewählt wird. Es ist jedoch zu umständlich, dass bei jeder Hauptkupplungsbetätigung ein solcher Schaltvorgang erforderlich ist.
Ferner besteht das Problem in Zusammenhang mit dem Schaltvorgang darin, dass ein solcher Schaltmechanismus mehrere Mehrscheiben-Nasskupplungen umfasst, so dass es während des Schaltvorgangs notwendigerweise zu einer Fluktuation von Hydraulikdruck kommt, da der Schaltvorgang mit einer Steuerung bewirkt wird, bei der Hydrauliköl von der vorher mit dem Hydrauliköl versorgten Kupplung abgezogen wird, und das Hydrauliköl einer anderen Kupplung zugeführt wird. Wenn die Drainage bzw. der Abzug von Hydrauliköl von der Kupplung und die Zufuhr zu der anderen Kupplung schnell erfolgt oder die Timings des Abzugs und der Zufuhr auseinanderliegen, wird die Fluktuation schnell und es entwickelt sich ein Stoß.
EP-A-0 779 173 offenbart ein Getriebesystem für ein Fahrzeug mit einem automatisch geschalteten Planetengetriebe und einer Mehrscheiben-Reibungskupplung, die einen allgemein bekannten hydrodynamischen Wandler ersetzt. Ein elektronisches Kupplungssteuersystem steuert automatisch die Reibungskupplung in Bezug auf eine Startbewegung des Fahrzeugs. Die Reibungskupplung befindet sich an der vorgeordneten Seite des automatisch geschalteten Planetengetriebes.
US-A-3 774 460 offenbart ein Getriebesystem für ein Fahrzeug mit einem Planetengetriebeabschnitt mit zwei Geschwindigkeiten, das eine Nasskupplung zum Schalten zwischen den beiden Geschwindigkeiten des Planetengetriebeabschnitts und eine separat betätigte Trockenkupplung aufweist, die als Hauptkupplung zum Einrücken/Ausrücken der Kraftübertragung von einer Kraftmaschine dient.
JP-4-171321A offenbart ein Getriebesystem für ein Fahrzeug, das eine Nasskupplung und eine Trockenkupplung aufweist, die in Reihe zueinander geschaltet sind. Die Trockenkupplung wird mit dem Durchtreten des Pedals außer Eingriff gebracht. Mit zunehmendem Durchtretbetrag wird die Kapazität der Drehmomentübertragung der Nasskupplung reduziert.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Getriebesystem für ein Fahrzeug bereitzustellen, bei dem eine Nasskupplung mit hohem Übertragungsdrehmoment und hohem Reibungswiderstands bei ihrem halb eingerückten Zustand als Hauptkupplung verwendet wird, bei dem aber kein Kriechvorgang auftritt, wenn das Getriebesystem von der Übertragung von Motorkraft getrennt ist und die Antriebs-Getriebezüge kompakt gestaltet werden können.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Getriebesystem für ein Fahrzeug bereitgestellt, wie es in Anspruch 1 definiert ist.
Bei diesem Getriebesystem wird ein gemeinsames Hauptkupplungs-Betätigungsmittel zum Ausrücken der Nasskupplung und der ein Nachschleppen bzw. Schleifen verhindernden Kupplungsvorrichtung vorgesehen.
Bevorzugte Ausführungsformen des Getriebesystems sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Diese bevorzugten Ausführungsformen werden nachstehend im Detail erläutert.
Gemäß einem Fahrzeug-Getriebesystem der vorliegenden Erfindung werden mehrere Mehrscheiben-Nasskupplungen zum Schalten, unter denen eine Kupplung selektiv eingerückt wird, um eine Geschwindigkeitsstufe zu bilden, als Hauptkupplung verwendet. Alle Mehrscheiben-Nasskupplungen zum Schalten werden ausgerückt, wenn das Getriebesystem von der Übertragung der Motorkraft getrennt bzw. abgekoppelt wird. Ferner ist eine Einscheiben-Trockenkupplung als ein Schleifen verhindernder Mechanismus an der stromaufwärtigen Seite des Schaltmechanismus im Getriebesystem vorgesehen. Die Einscheiben-Trockenkupplung wird ausgerückt, wenn alle Mehrscheiben-Nasskupplung zum Schalten ausgerückt werden.
Eine Mehrscheiben-Nasskupplung, die zur Erzeugung eines Kriechvorgangs während einer Übergangsperiode einer Hauptkupplung zwischen ihrem Ausrücken und Einrücken halb eingerückt wird, wird unter mehreren Mehrscheiben-Nasskupplungen zum Schalten spezifiziert. Nur die spezifizierte Kupplung hat das größte Volumen, um so eine häufige Benutzung durchzuhalten, wodurch der gesamte Schaltmechanismus kompakt gestaltet wird. Eine Kupplung, die der niedrigsten Geschwindigkeitsstufe in dem Schaltmechanismus entspricht, wird als Kupplung zum Kriechen verwendet.
Bei diesem Aufbau ist das Fahrzeug-Getriebesystem hydraulisch so gesteuert, dass, wenn der Hauptkupplungsvorgang durchgeführt wird, während eine Geschwindigkeitsstufe, die einer anderen Mehrscheiben-Nasskupplung als der Kupplung zum Kriechen entspricht, bestimmt wird, nur die Kupplung zum Kriechen in dem Schaltmechanismus in einer Übergangsperiode zwischen dem Einkuppeln und Auskuppeln während des Hauptkupplungsvorgangs ungeachtet der bestimmten Geschwindigkeitsstufe halb eingerückt wird. Daher wird verhindert, dass die ausgewählte Kupplung zum Schalten, außer der Kupplung zum Kriechen, nur halb eingerückt wird.
Die mehreren Nasskupplungen zum Schalten in dem Schaltmechanismus werden mit der Zufuhr von Hydrauliköl in Eingriff gebracht und mit dem Abzug von Hydrauliköl außer Eingriff gebracht.
Die ein Nachschleppen bzw. Schleifen verhindernde Kupplungsvorrichtung ist ausgerückt, und vollendet das Einrücken, während die mehreren Nasskupplungen ein Spiel bis zu einem Anstieg eines minimalen Hydraulikdrucks darin aufweisen. In dieser Hinsicht wird die ein Schleifen verhindernde Kupplungsvorrichtung halb eingerückt, wenn die Nasskupplungen ein Spiel aufweisen, wodurch eine darauf während des halb eingerückten Zustands erzeugte Reibungslast reduziert wird, so dass die Dauerhaftigkeit bzw. Standfestigkeit der ein Schleifen verhindernden Kupplungsvorrichtung gewährleistet ist. Ferner wird der Hauptkupplungsvorgang zwischen seinen eingekuppelten und ausgekuppelten Zuständen reibungslos durchgeführt.
Die ein Nachschleppen bzw. Schleifen verhindernde Kupplungsvorrichtung und der Schaltmechanismus sind in einem Gehäuse enthalten, um einen kompakten Teil des Fahrzeug-Getriebesystems sowohl für den Hauptkupplungs- als auch den Schaltvorgang zu konfigurieren. Ferner wird durch Anbringen eines Aktuators für die ein Schleifen verhindernde Kupplungsvorrichtung außen am Gehäuses das Gehäuse kompakt, und es wird einfach, den Aktuator und einen Verbindungsmechanismus zwischen dem Aktuator und der ein Schleifen verhindernden Kupplungsvorrichtung einzubauen und zu halten.
Ferner wird der Aktuator für die ein Schleifen verhindernde Kupplungsvorrichtung hydraulisch gesteuert, wodurch das Hydrauliköl, das eine Betriebskraftquelle der Mehrscheiben-Nasskupplungen zum Schalten ist, auch als Be triebskraftquelle des Aktuators eingesetzt werden kann. Ferner kann durch Aufnahme von Steuermitteln zum Zuführen und Abführen des Hydrauliköls in einem Hydraulik-Steuermechanismus der Mehrscheiben-Nasskupplungen ein Hydraulikölkreis für den Betätiger einfach konfiguriert werden, um zusammen mit dem Hydraulik-Steuermechanismus zum Schalten kompakt zu sein.
Hauptkupplungs-Betätigungsmittel zum Schalten der Übertragung und der Trennung von Motorkraft zu bzw. von dem Getriebezug sind vorgesehen. Der volle Hub bzw. Bewegungsbereich der Hauptkupplungs-Betätigungsmittel ist in einen Hauptkupplungs-Einrückbereich, bei dem eine der Nasskupplungen zum Schalten, die einer bestimmten Geschwindigkeitsstufe entspricht, selektiv eingerückt wird, einen Kriechbereich, in dem die Kupplung zum Kriechen halb eingerückt ist, und einen Hauptkupplungs-Ausrückbereich, bei dem die Nasskupplungen zum Schalten ausgerückt sind, unterteilt. Die ein Schleifen verhindernde Kupplungsvorrichtung ist ausgerückt und vollendet das Einrücken, während das Hauptkupplungs-Betätigungsmittel sich in dem Hauptkupplungs-Ausrückbereich befindet. Der Eingriffs-Hydraulikdruck der Kupplung zum Kriechen nimmt zu, wenn der Hub bzw. die Bewegung des Hauptkupplungs-Betätigungsmittels in dem Kriechbereich von dem Hauptkupplungs-Ausrückbereich zum Hauptkupplungs-Einrückbereich geändert wird.
Bei einem solchen Aufbau ist ein Ölweg-Schaltventil als eine der hydraulischen Steuervorrichtungen, die einen Strömungsweg von Hydrauliköl für jede Nasskupplung zum Schalten des Schaltmechanismus steuert, vorgesehen. In dem Fall, dass eine von den Nasskupplungen auszuwählende und auf der Basis einer vorbestimmten Geschwindigkeitsbereichseinstellung des Schaltmechanismus in Eingriff zu bringende Nasskupplung eine andere Kupplung als die Kupplung zum Kriechen ist, wenn das Hauptkupplungs-Betätigungsmittel sich entweder im Hauptkupplungs-Ausrückbereich oder im Kriechbereich befindet, verbindet das Ölweg-Schaltventil einen Zuführweg von Hydrauliköl zu der Kupplung zum Kriechen und verbindet einen Ölabzugsweg zu der Nasskupplung zum Schalten, die aus den Nasskupplungen basierend auf dem vorbestimmten Geschwindigkeitsbereich ausgewählt ist, und die hauptsächlich eingerückt sein bzw. werden sollte. Durch einen solchen Aufbau einer hydraulischen Steuerung wird zwar eine Geschwindigkeitsstufe entsprechend einer Nasskupplung, die nicht die Kupplung zum Kriechen ist, bestimmt, es ist aber nicht erforderlich, einmal während des Hauptkupplungsvorgangs zu der der Kupplung zum Kriechen entsprechenden Geschwindigkeitsstufe zu schalten. Die Kupplung zum Kriechen wird automatisch halb eingerückt und die anderen Nasskupplungen werden während eines Übergangs einer Hauptkupplung zwischen ihrem Einrück- und Ausrückzustand ausgerückt. Demgemäß ist es möglich, einen Hauptkupplungsmechanismus bereitzustellen, der einen Zustand des halben Einrückens nur bei der spezifischen Kupplung zum Kriechen ohne aufwendige Arbeit erzeugt.
Das Ölweg-Schaltventil ist aus einem elektromagnetischen Solenoid hergestellt, der auf der Basis der Erfassung einer Position des Schaltbetätigungsmittels zum Bestimmen einer Geschwindigkeitsstufe des Schaltmechanismus und auf der Erfassung einer Position des Hauptkupplungs-Betätigungsmittels geschaltet wird. Daher kann die hydraulische Steuerung, um die Kupplung zum Kriechen halb einrücken zu lassen, zu den angemessenen Zeiten durch elektrische Energie über eine einfache Konfiguration erfolgen.
Ferner kann eine Grenze zwischen dem Kriechbereich und dem Hauptkupplungs-Einrückbereich bei dem Hauptkupplungs-Betätigungsmittel auf die Hubposition eingestellt werden, bei der der Kupplungs-Einrück-Hydraulikdruck den maximalen Hydraulikdruck erreicht. Alternativ kann sie auf eine Hubposition eingestellt werden, bei der der Kupplungseingriff-Hydraulikdruck geringer ist als der maximale Hydraulikdruck.
Entsprechend dem vorstehenden Fall kann die Kupplung zum Kriechen mit großem Volumen, die gegenüber häufiger Benutzung widerstandsfähig ist, wie oben beschrieben wurde, in einem gesamten Betätigungsbereich derselben von einem Anstieg des Hydrauliköldrucks bis zum Maximaldruck eingesetzt werden, wodurch ihre Standfestigkeit bei häufigen Kriechvorgängen ge währleistet ist. Bei dieser Einstellung des Grenzwerts wird jedoch beim Starten des Fahrzeugs mit ausgerückter Hauptkupplung, während eine Kupplung zum Schalten, die eine andere als die Kupplung zum Kriechen ist, eingerückt ist, die Kupplung zum Kriechen vollständig eingerückt, wobei ein Austausch von Hydraulikdruck zwischen der Kupplung zum Kriechen und der Kupplung zum Schalten entsprechend der vorbestimmten Geschwindigkeitsstufe stattfindet. Daher wird bei der Hauptkupplungs-Betätigung eine andere Geschwindigkeitsstufe gebildet als wenn ein Schaltvorgang durchgeführt wird, nachdem die der Kupplung zum Kriechen entsprechende Geschwindigkeitsstufe hergestellt wird, wodurch Hydraulikdruckfluktuationen stark sind.
Andererseits wird zwar in letzterem Fall ein Volumen der Kupplung zum Kriechen nicht weitgehend als Kriechanwendung benutzt, wenn ein Fahrzeug, das bei ausgerückter Hauptkupplung mit einem Geschwindigkeitsbereich startet, der einer anderen Nasskupplung als der bestimmten Kupplung zum Kriechen entspricht, fluktuiert ein Hydraulikdruck nicht so sehr, und es ist möglich, reibungslos von dem Hauptkupplungs-Einrückzustand zu dem eingestellten bestimmten Geschwindigkeitsbereich überzugehen, da der Hydraulikdruck der dem bestimmten Geschwindigkeitsbereich entsprechenden Nasskupplung ansteigt, bevor die Kupplung zum Kriechen den maximalen Hydraulikdruck erreicht.
Ferner wird ein Grenzwert zwischen dem Hauptkupplungs-Ausrückbereich und dem Kriechbereich auf die Hubposition des Hauptkupplungs-Betätigungsmittels eingestellt, bei dem der für die Kupplung zum Kriechen erforderliche minimale Eingriffs-Hydraulikdruck ansteigt. In dem Hauptkupplungs-Ausrückbereich weisen alle Nasskupplungen zum Schalten ein Spiel auf, bis der minimale Hydraulikdruck in jeder der Nasskupplungen ansteigt. Demgemäß ist die ein Schleifen verhindernde Kupplungsvorrichtung beim Kriechen nach obiger Beschreibung vollständig eingerückt, wodurch die Standfestigkeit der ein Schleifen verhindernden Kupplungsvorrichtung gewährleistet ist. Ferner wird der Übergang von dem Hauptkupplungs-Ausrück bereich zum Kriechbereich glatt bzw. reibungslos, so dass eine spontane Hauptkupplungsbetätigung erzielt werden kann.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Fahrzeug-Getriebesystem mit einem Schaltmechanismus zu konfigurieren, der mehrere Nasskupplungen zu Schalten aufweist, unter denen eine Kupplung selektiv eingerückt wird, um einen Geschwindigkeitsbereich zu bilden, wobei keine intensiven Fluktuationen des Hydraulikdrucks in Zusammenhang mit dem Schalten der Geschwindigkeitsstufe erzeugt werden, um so einen reibungslosen Schaltvorgang herzustellen.
Zur Erfüllung dieses Aspekts gemäß der vorliegenden Erfindung ist in einem Schaltsteuermechanismus, der die Strömung von Hydrauliköl zum Steuern eines Einrückens/Ausrückens jeder Nasskupplung zum Schalten steuert, ein Drosselmechanismus in einem Ölweg vorgesehen, der mit jeder Nasskupplung verbunden ist, und der es gestattet, dass Hydrauliköl durch diese fließt, wenn die Nasskupplung ausgerückt ist. Daher fluktuiert der Hydraulikdruck allmählich, wenn die Nasskupplung zum Schalten, die vor dem Schalten der Geschwindigkeitsstufe eingerückt war, ausgerückt wird.
Zusätzlich hierzu ist ein Verzögerungs-Überdruckventil vorgesehen, um einen Hydraulikdruckanstieg in einem Ölweg zu verzögern, der der Nasskupplung zum Schalten Hydrauliköl zuführt, die nach dem Schaltvorgang selektiv eingerückt wird. Daher fluktuiert der Hydrauliköldruck sowohl der Nasskupplung zum Schalten beim Ausrücken als auch der Nasskupplung zum Schalten beim Einrücken in Zusammenhang mit einem Schaltvorgang allmählich, und der halbeingerückte Zustand besteht während der Übergangsperiode beim Schalten. Dementsprechend ist es möglich, einen vorteilhaften Schaltmechanismus ohne einen sich aus Fluktuationen des Hydraulikdrucks in Zusammenhang mit dem Schaltvorgang ergebenden Stoß bei der Verwendung von Nasskupplungen bereitzustellen.
Diese und weitere Aufgaben, Aufbauten und Wirkungen der Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung, basierend auf der beigefügten Zeichnung hervor.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 eine Seitenansicht eines Traktors, der ein Getriebesystem gemäß der vorliegenden Erfindung anwendet,
2 eine Seitenschnittansicht eines Kupplungsgehäuses 1, in das eine Trockenkupplungsvorrichtung A und ein Schaltmechanismus B aufgenommen sind,
3 eine Vorderansicht im Schnitt zur Darstellung eines vorderen Aufbaus einer Trennwand 14 des Gehäuses 1,
4 eine Seitenschnittansicht einer Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL,
5 eine Seitenschnittansicht einer Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH,
6 ein Hydrauliköl-Kreislaufdiagramm in einer Hydraulikdruck-Steuerventilvorrichtung 83, wenn der Schaltmechanismus beim Einrücken der Hauptkupplung auf eine niedrige Geschwindigkeitsstufe eingestellt ist,
7 ein Hydrauliköl-Kreislaufdiagramm, wenn der Schaltmechanismus beim Einrücken der Hauptkupplung auf eine Hochgeschwindigkeitsstufe eingestellt ist,
8 ein Hydrauliköl-Kreislaufdiagramm, wenn eine Hauptkupplung in einem halb eingerückten Zustand unter eine Hochgeschwindigkeitseinstellung gebracht wird,
9 eine graphische Darstellung von Fluktuationen des Hydraulikdrucks von hydraulischen Kupplungen CL und CH zum Schalten in Zusammenhang mit der Betätigung eines DRV 48, wenn mittels des in 6 dargestellten Hydraulikölkreislaufs von einer Hochgeschwindigkeitsstufe zu einer Niedergeschwindigkeitsstufe geschaltet wird,
10 ein Hydraulikölkreislaufdiagramm in einer Hydraulikdruck-Steuerventilvorrichtung 83, die ein Schaltsteuerventil 42' anstelle eines Schaltsteuerventils 42 verwendet, das beim Schalten den DRV 48 nicht betätigt,
11 eine graphische Darstellung von Fluktuationen des Hydraulikdrucks der Hydraulikkupplungen CL und CH zum Schalten, wenn von einer Hochgeschwindigkeitsstufe zu einer Niedergeschwindigkeitsstufe mittels des in 10 darge stellten Hydraulikölkreislaufs geschaltet wird,
12 eine Teil-Seitenschnittansicht zur Darstellung einer Struktur in Zusammenhang mit einem Schalthebel 91, einem Kupplungspedal 111, einem Hydraulikzylinder 81 zum Betätigen einer Trockenkupplung, einer hydraulischen Drucksteuerventilvorrichtung 83 und einem Kupplungsgehäuse 1,
13 eine Seitenansicht zur Darstellung einer Struktur von Schaltungen für die Erfassung des Kupplungspedals 11 und einer Position desselben,
14 eine Seitenschnittansicht der hydraulischen Drucksteuerventilvorrichtung 83,
15 eine Seitenschnittansicht der hydraulischen Drucksteuerventilvorrichtung 83 von der entgegengesetzten Seite,
16 eine Seitenschnittansicht von langsamen Rückschlagventilen 47 für beide Hydraulikkupplungen CL und CH zum Schalten, die in der hydraulischen Drucksteuerventilvorrichtung 83 vorgesehen sind,
17 eine Seitenschnittansicht eines der langsamen Rückschlagventile 47,
18 eine Draufsicht auf eines der langsamen Rückschlagventile 47,
19 eine Tabelle mit einer Darstellung von Kupplungspedalen 111, die eine Beziehung zwischen drei Hubbereichen des Kupplungspedals 111, und Ein-/Aus-Zustände von positionserfassenden Schaltern 115 und 116 darstellt,
20 eine graphische Darstellung zur Angabe einer Korrelation zwischen dem Einrück-Hydraulikdruck der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL als Kupplung zum Kriechen und des Drehwinkels des Kupplungspedals 111, wobei eine Grenze zwischen einem Kriechbereich und einem Hauptkupplungs-Einrückbereich auf den Drehwinkel eingestellt ist, bei dem der Einrück-Hydraulikdruck einen Maximaldruck erreicht, und
21 eine ähnliche graphische Darstellung zur Angabe einer Korrelation, bei der eine Grenze zwischen dem Kriechbereich und einem Hauptkupplungs-Einrückbereich auf den Drehwinkel eingestellt ist, bei dem der Einrück-Hydraulik druck geringer ist als der Maximaldruck.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Zunächst wird die Gesamtkonfiguration eines Arbeitsfahrzeugs mit einer Kabine gemäß der vorliegenden Erfindung nach 1 beschrieben. Ein Motorhaube 4 befindet sich über dem Vorderabschnitt eines Hauptfahrzeugkörpers, von dem Vorderräder 2 und Hinterräder 3 an dessen vorderen und hinteren Abschnitten abgehängt sind. Ein Motor 5 ist in der Motorhaube 4 untergebracht. Ein Steuerrad 6 ist rückwärts an der Motorhaube 4 vorgesehen und ein Sitz 7 befindet sich hinter dem Steuerrad 6.
Das Steuerrad 6 und der Sitz 7 sind mit einer Kabine 8 bedeckt. Ein Kupplungsgehäuse 1, ein Getriebegehäuse 201 und ein Hinterachsgehäuse 202 befinden sich der Reihe nach rückwärts vom rückwärtigen Ende der Maschine bzw. des Motors 5.
Der Ausgang des Motors 5 ist in zwei Getriebesysteme getrennt, ein PTO-Getriebesystem und ein Antriebs-Getriebesystem im Kupplungsgehäuse 1. Im Kupplungsgehäuse 1 sind eine Trockenkupplungsvorrichtung A als ein Schleifen bzw. Nachschleppen verhindernder Mechanismus und ein Schaltmechanismus B mit zwei Geschwindigkeitsstufen, nämlich hoch und niedrig im Tandem an dem Antriebsgebtriebestrang ausgebildet. Zur Funktion als Hauptkupplungsmechanismus wird die Trockenkupplungsvorrichtung A verwendet, und die Hydraulikkupplungen CL und CH im Schaltmechanismus B werden ebenfalls zusammen mit der Trockenkupplungsvorrichtung A verwendet. Im Antriebs-Getriebesystem ist ein Schaltmechanismus (nicht dargestellt) im Getriebegehäuse 201 und ein Getriebemechanismus wie ein Differential oder dgl. (nicht dargestellt) im Hinterachsgehäuse 202 konfiguriert und erreicht schließlich die Hinterräder 3 als Antriebsräder. Der PTO-Getriebezug ist so konfiguriert, dass er das Getriebegehäuse 201 und das Hinterachsgehäuse 202 durchsetzt und schließlich zu einer PTO-Welle führt (nicht dargestellt), die von einem rückwärtigen Ende des Hinterachsgehäuses 202 nach hinten vorsteht.
Für gewöhnlich wird der Schaltmechanismus (nicht darge stellt) der sich im Getriebegehäuse 201 befindet, als Hauptschaltmechanismus bezeichnet, und der Schaltmechanismus B mit zwei Geschwindigkeitsstufen von hoch und niedrig im Kupplungsgehäuse 1, der stromauf des Eingangsabschnitts des Hauptschaltmechanismus nach obiger Beschreibung konfiguriert ist, wird als Nebenschaltmechanismus bezeichnet. In der folgenden Beschreibung wird aber der Mechanismus B zum Schalten mit zwei Geschwindigkeitsstufen, nämlich hoch und niedrig, im Kupplungsgehäuse 1 als Schaltmechanismus bezeichnet, da der Schaltmechanismus im Getriebegehäuse 201 nicht erwähnt wird. Daher bezeichnet der Begriff "Schaltung" diejenige Schaltung, die diesen Schaltmechanismus B benutzt.
Im folgenden wird eine interne Struktur des Kupplungsgehäuses 1 mit Bezug auf die 2 bis 5 beschrieben.
Ein Vorderabschnitt des Kupplungsgehäuses 1 ist fest am Motor angebracht, und ein rückwärtiger Abschnitt desselben ist fest am Getriebegehäuse 210 angebracht. Das Innere des Gehäuses 1 ist in eine vordere Kammer 1F und eine hintere Kammer 1R durch eine Trennwand 14 unterteilt.
Es wird ein mechanischer Aufbau in der vorderen Kammer 1F des Kupplungsgehäuses 1 beschrieben. Ein Schwungrad 28, das fest an einem rückwärtigen Ende des Motors angebracht ist, befindet sich an einem Vorderendteil der vorderen Kammer 1F. Eine Spitze bzw, ein Ende einer vorderen PTO-Kupplungswelle 9, die in der Axialrichtung im Kupplungsgehäuse 1 gelegen ist, ist über ein Wälzlager 28a in der Mitte des Schwungrads 28 gelagert. Ein Umfangsabschnitt der vorderen PTO-Kupplungswelle 9 ist mit dem Schwungrad 28 mittels eine Dämpfungselements 54 als Stoßdämpfelement verbunden. Deshalb wird die vordere PTO-Kupplungswelle 9 im wesentlichen in einheitlicher Form mit dem Schwungrad 28 gedreht. Demgemäß wird die vordere PTO-Kupplungswelle 9 immer solange gedreht, wie der Motor 5 antreibt.
Außerdem ist eine hintere PTO-Kupplungswelle 12 in der Axialrichtung koaxial zu vorderen PTO-Kupplungswelle 9 im Getriebegehäuse 201 gelagert. Wie in den 2 bis 4 dargestellt ist, ist ein Vorderende der hinteren PTO-Kupplungs welle 12 in die hintere Kammer 1R des Kupplungsgehäuses 1 eingesetzt. In der hinteren Kammer 1R ist eine rohrförmige Kupplung 62 feststehend in ein Hinterende einer Antriebskupplungswelle 10 mittels eines Nadellagers 63 eingepasst. Das Hinterende der vorderen PTO-Kupplungswelle 9 von vorne und das Vorderende der hinteren PTO-Kupplungswelle 12 von hinten sind jeweils feststehend in die Kupplung 62 eingesetzt, so dass die vordere PTO-Kupplungswelle 9 mit der hinteren PTO-Kupplungswelle 12 in Form einer einzigen Stange verbunden ist.
Die hintere PTO-Kupplungswelle 12 ist ferner nach hinten verlängert und mit einer nicht gezeigten PTO-Welle verbunden, oder mit einer Getriebewelle verbunden, die mit der PTO-Welle mittels einer hydraulischen PTO-Kupplung oder einer PTO-Kupplung eines anderen Typs im Achsgehäuse 202 verbunden ist. In dem Augenblick, in dem PTO-Kupplung eingerückt wird, so dass die vordere PTO-Kupplungswelle 9 mit der PTO-Welle integral wird, verzögert das Dämpfungselement 54 die Drehung der vorderen PTO-Kupplungswelle 9 geringfügig in Bezug auf die Drehung des Schwungrads 28. Nach einer Weile erreicht die Drehgeschwindigkeit der vorderen PTO-Kupplungswelle 9 diejenige des Schwungrads 28. Somit wird der Stoß beim Eingriff der PTO-Kupplung gedämpft.
Die rohrförmige Antriebskupplungswelle 10 ist relativ drehbar um die Außenfläche der vorderen PTO-Kupplungswelle 9 angebracht. Ein Zwischenabschnitt der Antriebskupplungswelle 10 durchsetzt einen ersten Lageransatz 14a der Trennwand 14 und ist über ein in dem ersten Lageransatz 14a befindliches Kugellager 60 gelagert. In der vorderen Kammer 1F ist eine Vorderfläche des Kugellagers 60 durch eine Lagerkappe 19 bedeckt, die feststehend an einer Vorderfläche des ersten Lageransatzes 14a angebracht ist.
In der vorderen Kammer 1F ist eine Einscheiben-Trockenkupplungsvorrichtung A (Trockenkupplung A als ein ein Nachschleppen verhindernder Mechanismus des Antriebsgetriebezugs konfiguriert). Die Vorrichtung wird nun beschrieben. Der Vorderabschnitt der Lagerkappe 19 ist zu einer Hülse ausgebildet, die relativ drehbar an der Antriebskupplungswelle 10 angesetzt ist. Ein mittels eines Ausrücklagers (release bearing) 20 gelagertes Gleitelement 18 ist um die Hülse lose angebracht, so dass die Hülse zusammen mit dem Ausrücklager 20 am Gleitelement 18 frei nach hinten und vorne gleiten kann.
Andererseits befinden sich in der vorderen Kammer 1F ein an dem rückwärtigen Ende des Schwungrads 28 befestigter Zwischensitz 29 und eine Einscheibenkupplung 50, die gegen die rückwärtige Fläche des Zwischensitzes 29 gedrückt werden kann. Die Kupplungsscheibe 50 ist mit der Antriebs-Kupplungswelle 10 über ein Dämpfelement 53 als Stoßdämpfelement verbunden. Daher wird die Antriebs-Kupplungswelle 10 im wesentlichen in einheitlicher Form mit dem Schwungrad 28 über die Kupplungsscheibe 50 und das Dämpfelement 53 gedreht.
Die Trockenkupplungsvorrichtung A zum Verhindern eines Nachschleppens bzw. Schleifens kann durch eine positive Kupplung wie eine Klauenkupplung, eine Zahnkupplung oder eine Zahnradkupplung ersetzt werden. Sie kann auch durch eine Mehrscheiben-Trockenkupplung als Reibungskupplung, eine Mehrscheibenkupplung, eine Konuskupplung, eine Trommelkupplung, eine Wickelfederkupplung, eine Zentrifugalkupplung oder dgl. ersetzt werden. Eine Kombination einer solchen Kupplung mit einer Feder oder einem Stoßdämpfer kann eingesetzt werden.
Eine Kupplung wie die Trockenkupplung A mit einer gegen das Schwungrad 28 zu drückenden Kupplungsscheibe 50 wird vorwiegend als Hauptkupplung zum Schalten der Übertragung/Trennung von Maschinenkraft zu/von dem Antriebsgetriebezug genutzt. In dieser Ausführungsform wird die Trockenkupplung A schließlich auch für diesen Zweck eingesetzt. In dieser Ausführungsform werden aber, wie nachstehend beschrieben wird, beide hydraulischen Schaltkupplungen CL und CH, die Mehrscheiben-Nasskupplungen sind, zusätzlich als Hauptkupplung verwendet. Beide Kupplungen CL und CH zum Schalten werden ausgerückt, um den Antriebsgetriebezug von der Übertragung von Motorkraft zu trennen. Hinsichtlich des Kriechvorgangs zur Vermeidung eines raschen Starts wird die Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL, die ein großes Volumen aufweist, um eine häufige Verwendung durchzuhalten, in einen halb eingerückten Zustand gebracht. Selbst wenn beide Hydraulikkupplungen CL und CH außer Eingriff gebracht werden, wird der Antriebsgetriebezug stromab von ihren Sekundärseiten gedreht, um so der Motordrehung zu folgen (es wird ein Nachschleppen erzeugt), und zwar infolge der Viskosität von Schmieröl in den Hydraulikkupplungen CL und CH, wodurch ein sogenanntes Kriechphänomen entsteht.
Zum Zweck der Verhinderung des Kriechphänomens kann in Betracht gezogen werden, eine Bremse an dem Antriebsgetriebezug im Getriebegehäuse 2 und im Hinterachsgehäuse 202 vorzusehen. In diesem Fall kann zwar der Antriebsgetriebezug stromab der Sekundärseite des Schaltmechanismus B im Kupplungsgehäuse 1 gebremst werden, ein Teil bis zur Antriebs-Kupplungswelle 10 empfängt aber nach wie vor die Motorkraft. Daher wirkt im Leerlauf eine entsprechende Last auf den Motor ein. Dies ist der Grund, warum der ein Nachschleppen bzw. Schleifen verhindernde Kupplungsmechanismus zwischen dem Schwungrad 28 und der Antriebskupplungswelle 10 vorgesehen ist. Während beide hydraulischen Kupplungen CL und CH außer Eingriff stehen, wird der ein Schleifen verhindernde Kupplungsmechanismus außer Eingriff gebracht, um so die Antriebs-Kupplungswelle 10 als Eingangsabschnitt des Schaltmechanismus B von dem Schwungrad 28 als Motor-Ausgangsabschnitt zu trennen. Der ein Schleifen verhindernde Kupplungsmechanismus, der nur durch Trennen der Kupplungswelle 10 vom Schwungrad 28 ausgerückt ist, erfordert einen geringeren Reibungswiderstand bei seinem Schaltvorgang, da die Antriebs-Kupplungswelle 10 zwar integral mit einem Zahnrad 101 und einem hydraulischen Kupplungsgehäuse 105 ist, wie später erläutert wird, aber beinahe frei von dem Antriebsgetriebezug der Sekundärseite des Schaltmechanismus B im Getriebegehäuse 201 und im Hinterachsgehäuse 202 ist. Demgemäß wird zur Bildung einer Kupplung zum Verhindern eines Nachschleppens bzw. Schleifens (der ein Schleifen verhindernde Kupplungsmechanismus) die einfache und kompakte Einscheiben-Trockenkupplungsvorrichtung A mit geringen Kosten bei dieser Ausführungsform angewandt, obwohl ver schiedenartige Konfigurationen nach obiger Beschreibung denkbar sind.
In der Ausführungsform werden ohne nochmaliges Vorsehen einer Mehrscheiben-Nasskupplung als Hauptkupplung die mehreren Mehrscheiben-Nasskupplungen (Hydraulikkupplungen, die zum Schalten verwendet werden) auch als Hauptkupplung zur Trennung einer Kraftübertragung einer Motorkraft von dem Antriebsgetriebezug verwendet. Eine Kupplung mit einem großen Volumen unter diesen Nasskupplungen wird zur Erzeugung eines Kriechvorgangs benutzt. Daher wird die gegen ein Schwungrad gedrückte Kupplung, die hauptsächlich als Hauptkupplung verwendet wird, nur zum Verhindern eines Schleifens bzw. Nachschleppens benutzt, so dass sie einfach und kompakt im Aufbau sein kann, wie zum Beispiel eine Einscheiben-Trockenkupplung. Infolgedessen kann das Kupplungsgehäuse 1 und dessen innerer Aufbau eine einfache und kompakte Konfiguration haben. Beispielsweise kann die axiale Länge des Kupplungsgehäuses 1 im Vergleich zu einem herkömmlichen Aufbau reduziert werden, der eine Mehrscheiben-Trockenkupplung, die gegen ein Schwungrad zu drücken ist, als Hauptkupplung einsetzt.
Bei einem in 1 dargestellten Traktor, wie er später beschrieben wird, befindet sich ein Kupplungspedal 111 gemäß 12 unter dem Steuerrad 6, um als Mittel zum Betätigen der Hauptkupplung zu dienen. Ein Hydraulikzylinder 81, dessen Kolbenstange gemäß dem Niederdrücken des Kupplungspedals 111 ausgefahren wird, befindet sich über dem Kupplungsgehäuse 1. Ein Kupplungsstange 15 ist vom Vorderende der Kolbenstange des Hydraulikzylinders 81 etwas nach unten verlängert und unten in die vordere Kammer 1F des Kupplungsgehäuses eingesetzt. Das untere Ende der Stange 15 ist schwenkbar mit einem Ende eines Kniehebels 16 gekoppelt, der drehbar um eine Schwenkachse 17 in der vorderen Kammer 1F vorgesehen ist. Das andere Ende des Kniehebels 16 ist schwenkbar mit einem Gleitelement 18 gekoppelt. Mehrere Freigabe- bzw. Ausrückhebel 30 sind schwenkbar durch eine Kupplungsabdeckung 51 gehaltert, die integral mit dem Schwungrad 28 und dem Zwischensitz 29 ist. Der äußere Endab schnitt des Freigabe- bzw. Ausrückhebels 30 außerhalb des Schwenkabschnitts desselben auf die Kupplungsabdeckung 51 ist schwenkbar mit einer Druckplatte 52 verbunden. Der Innenendabschnitt des Freigabe- bzw. Ausrückhebels 30 ist durch Federkraft vorbelastet, um gegen das Ausrücklager 20 gepresst zu werden.
Während bei diesem Aufbau das Kupplungspedal 111 gemäß 12 nicht niedergedrückt ist, ist die Kolbenstange des Hydraulikzylinders 81 zurückgezogen, so dass das Ausrücklager 20 an der von einer durchgezogenen Linie in 2 dargestellten Stelle positioniert ist. Die Druckplatte 52 presst die Kupplungsscheibe 50 gegen den Zwischensitz 29, indem auf sie eine vorwärtsgerichtete Kraft durch den Freigabe- bzw. Ausrückhebel 30 einwirkt. Daher wird die Kupplungsscheibe 50 in einheitlicher Form mit dem Schwungrad 28 durch Motorkraft 5 gedreht, so dass die Motorkraft der Antriebs-Kupplungswelle 10 vermittelt wird, die in im wesentlichen gleichmäßiger Form mit der Kupplungsscheibe 50 gedreht wird.
Wenn das Kupplungspedal 111 niedergedrückt wird, streckt sich die Kolbenstange des Hydraulikzylinders 81 nach unten, um die Kupplungsstange 15 nach unten zu bewegen. Das Ende des mit dem Gleitelement 18 gekoppelten Kniehebels 16 wird nach vorne gedreht, so dass das Gleitelement 18 und das Ausrücklager 20 nach vorne gleiten, wodurch die Vorderenden des Gleitelements 18 und des Ausrücklagers 20 an der durch eine gestrichelte Linie in 2 dargestellten Stelle positioniert sind. Der Freigabe- bzw. Ausrückhebel 30 wird gedreht, wie es durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist, und die Druckplatte 52 gleitet rückwärts. Dadurch wird der Druck der Kupplungsscheibe 50 gegen den Zwischensitz 29 über die Druckplatte 52 freigegeben, die Drehung des Schwungrads 28 und des Zwischensitzes 29 durch die Motorkraft wird nicht auf die Kupplungsscheibe 50 und die Antriebs-Kupplungswelle 10 übertragen.
Übrigens wird in dem Augenblick, in dem die Trockenkupplungsvorrichtung A eingerückt wird (dem Moment, in dem die Kupplungsscheibe 50 gegen den Zwischensitz 29 gedrückt wird), der Stoß beim Einrücken gedämpft, da die Drehung der Antriebs-Kupplungswelle 10 auf die gleiche Geschwindigkeit wie die des Schwungrads 28 und des Zwischensitzes 29 nach einer Zeitverzögerung durch eine Funktion des Dämpfers 53 ansteigt.
Da sich ferner eine Drehung des Antriebsgetriebezugs und des PTO-Getriebezugs nicht schnell durch die Funktion der Dämpfer 53 und 54 ändert, während eine Motordrehung rasch fluktuiert, kann eine Abnützung bzw. ein Verschleiss von Teilen in jedem Getriebezug vermieden werden. Wenn demgegenüber die Drehung der Antriebsräder 3 oder der PTO-Welle infolge einer darin entstehenden Last rasch während des Antriebs sinkt, verhindern die gleichen Dämpfer 53 und 54, dass die Last auf die Ausgangswelle der Maschine 5 schnell einwirkt und damit den Verschleiss des Motors 5 beschleunigt.
In der hinteren Kammer 1R des Kupplungsgehäuses 1 ist ein Schaltmechanismus B konfiguriert, der parallel zu einem Niedergeschwindigkeits-Getriebezug vorgesehen ist, in den eine Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL eingefügt ist, sowie zu einem Hochgeschwindigkeits-Getriebezug, in den eine Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH eingefügt ist.
Zunächst wird der Niedergeschwindigkeits-Getriebezug beschrieben. Wie in den 2 und 4 dargestellt ist, ist ein Zahnrad 101 feststehend um die Antriebs-Kupplungswelle 10 angebracht, welche relativ drehbar um eine PTO-Kupplungswelle 9 mittels einer Feder angebracht ist. Zum Konfigurieren der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL ist ein Hydraulikkupplungsgehäuse 105 in Trommelform, das ein offenes Hinterende aufweist und an seinem inneren Umfang mit inneren Keilnuten in seiner Axialrichtung ausgebildet ist, feststehend an dem Zahnrad 101 mittels eines Keils angebracht.
Andererseits ist eine rohrförmige Antriebsgetriebewelle 13 relativ drehbar um die hintere PTO-Kupplungswelle 12 hinter dem rückwärtigen Teil der Antriebs-Kupplungswelle 10 angebracht, wodurch sie als Eingangswelle des im Getriebegehäuse 201 befindlichen Getriebezug-Schaltmechanismus dient. Ein Zahnrad 104 ist feststehend um die Antriebsgetriebewelle 13 mittels Keilnuten angebracht. Ferner ist ein Lagergehäuse 64 zum Bedecken der hinteren PTO-Kupplungswelle 12 und Antriebsgetriebewelle 13 feststehend am hinteren Ende des Kupplungsgehäuses 1 so angebracht, dass es in die hintere Kammer 1R eingesetzt ist. Das hintere Ende des Zahnrads 104 wird durch ein am Innenumfang des Vorderendes des Lagergehäuses 64 befindliches Kugellager 64a gelagert. Wenn die Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL eingerückt ist bzw. wird, wird das Zahnrad 104 in vereinter Form mit dem Zahnrad 101 gedreht, um einen Niedergeschwindigkeits-Getriebezug mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:1 herzustellen.
Nun wird die Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL beschrieben. Eine innere Trommel 104a, in die äußere Keile in der Axialrichtung geschnitten sind, erstreckt sich integral nach vorne, vom Zahnrad 104 und ist in das Kupplungsgehäuse 105 eingesetzt. In einem Raum zwischen dem Kupplungsgehäuse 105 und der inneren Trommel 104a sind mehrere äußere Platten 36 in innere Keile des Kupplungsgehäuses 105 eingepasst, um nach hinten und vorne zu gleiten, und mehrere innere Platten 37 sind in äußere Keile der inneren Trommel 104a eingepasst, um nach hinten und vorne zu gleiten. Die äußeren Platten 36 und inneren Platten 37 sind alternierend in der Axialrichtung angeordnet. Am rückwärtigen Ende des Raums ist eine feststehende Platte 38 am Kupplungsgehäuse 105 und/oder der inneren Trommel 104a angebracht, um nach hinten unbeweglich zu sein.
Ferner ist ein Ansatz 101a, der sich integral von dem Zahnrad 101 nach hinten entlang der Antriebskupplungswelle 10 erstreckt, und ein Aktuator 107 im Hydraulikgehäuse 105 angebracht. Der Aktuator 107 ist in seinem zentralen Abschnitt mit einem Ansatz 107a versehen, der um den Ansatz 101a herum so angebracht ist, dass er nach hinten und vorne gleitet. Ein Arbeitsabschnitt des Aktuators 107 ist so eingefügt, dass er entweder zwischen der Außenplatte 36 oder der am Vorderende positionierten Innenplatte 37 (in dieser Ausführungsform die Außenplatte 36) und eine Vorderfläche des hydraulischen Kupp lungsgehäuses 105 nach hinten und vorne gleitet. In der inneren Trommel 104a ist eine Druckfeder 35 zwischen einer feststehend um den Ansatz 101a neben einem hinteren Ende des Ansatzes 101a und einem Betätiger 107 angebrachten Federaufnahme 109 eingefügt, wodurch der Aktuator 107 nach vorne vorbelastet wird. In dieser Hinsicht werden die von Hydraulikdruck freie, aneinandergrenzende äußere Platte 36 und innere Platte 37 voneinander getrennt, so dass die Hydraulikkupplung CL ausgerückt wird.
Somit ist die Niederdruck-Hydraulikkupplung CL als Mehrscheiben-Nasskupplung an der Antriebskupplungswelle 10 ausgebildet.
Eine Innenseite des Hydraulikkupplungsgehäuses 105 wird nach hinten und vorne durch den Aktuator 107 isoliert. Wenn ein Einrückvorgang der Kupplung CL stattfindet, wird druckbeaufschlagtes Öl einer Ölkammer vor dem Aktuator 107 zugeführt, so dass der Aktuator 107 gegen die Kraft der Feder 135 nach hinten geschoben wird, um jede äußere Platte 36 gegen jede innere Platte 37 zu drücken.
Ein Hochgeschwindigkeits-Getriebezug des Schaltmechanismus B wird nun mit Bezug auf 2 und dgl. beschrieben. Auch in der hinteren Kammer 1R gemäß 2 ist eine Gegenwelle 11 parallel zur Antriebskupplungswelle 10 vorgesehen. Ein Vorderende der Gegenwelle 11 ist in einem Kugellager 61 aufgenommen, das in einen zweiten Lageransatz 14b der Trennwand 14 eingesetzt ist. Ein hinteres Ende der Gegenwelle 11 ist mit einem Kugellager 64b gelagert, das in ein Vorderende des fest an der Rückwand des Kupplungsgehäuses 1 angebrachten Lagergehäuses 64 eingesetzt ist, und steht nach vorne vor. Außerdem ist eine Vorderfläche des Kugellagers 61 gemäß den 2 und 3 mit einer Lagerkappe 21 bedeckt, die feststehend an der Vorderfläche des zweiten Lageransatzes 14b in der vorderen Kammer 1F angebracht ist. Ein Kupplungsrad 102, das immer in kämmendem Eingriff mit dem Zahnrad 101 an der Antriebskupplungswelle 10 steht, ist relativ drehbar an der Gegenwelle 11 mittels eines Kugellagers angebracht. Ein Zahnrad 103, das immer mit dem an der Antriebsgetriebewelle 13 befestigten Zahnrad 104 in kämmendem Eingriff steht, ist feststehend um die Gegenwelle 11 herum angebracht. Die Zahnräder 101, 102, 103 und 104 des Hochgeschwindigkeits-Getriebezugs stellen ein Übersetzungsverhältnis her, das geringer ist als das vorgenannte Übersetzungverhältnis des Niedergeschwindigkeits-Getriebezugs.
An der Gegenwelle 11 ist eine Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH zur Verbindung und Verbindungstrennung zwischen dem Kupplungsrad 102 und der Gegenwelle 11 konfiguriert. Dies wird mit Bezug auf die 2 und 5 beschrieben. Ein Hydraulikkupplungsgehäuse 106 von Trommelform, das ein offenes hinteres Ende hat und an seinen Innenumfang mit inneren Keilen in der Axialrichtung versehen ist, ist an seinem mittleren Abschnitt integral mit einem Ansatz 106a ausgebildet. Der Ansatz 106a ist feststehend um die Gegenwelle 11 mittels eines Keils angebracht, so dass das hydraulische Kupplungsgehäuse 106 in einer einheitlichen Form um die Gegenwelle 11 vorgesehen ist. Unmittelbar hinter dem Ansatz 106a ist das Kupplungsrad 102 relativ drehbar um die Gegenwelle 11 angebracht. Das Kupplungsrad 102 ist an seinem Vorderabschnitt mit einer inneren Trommel 102, in die äußere Keile bzw. Keilnuten geschnitten sind, integral ausgebildet. Die innere Trommel 102a ist in hydraulische Kupplungsgehäuse 106 eingesetzt.
In einem Raum zwischen einem Trommelabschnitt des hydraulischen Kupplungsgehäuses 106 und der inneren Trommel 102a sind mehrere äußere Platten 66 in die inneren Keilnuten des hydraulischen Kupplungsgehäuses 106 eingesetzt, um nach hinten und vorne zu gleiten und mehrere innere Platten 67 sind in die äußeren Keilnuten der inneren Trommel 102a eingesetzt, um nach hinten und vorne zu gleiten. Die äußeren Platten 66 und inneren Platten 67 sind alternierend in der Axialrichtung angeordnet. Ferner ist am hinteren Ende des Raums eine feststehende äußere Platte 68 am hydraulischen Kupplungsgehäuse 106 so angebracht, dass sie nach hinten nicht bewegbar ist.
Ferner ist eine Federaufnahme 110 feststehend um den An satz 106a des hydraulischen Kupplungsgehäuses 106 neben einem hinteren Ende des Ansatzes 106a feststehend angebracht. Ein Aktuator 108 ist an seinem zentralen Abschnitt mit einem Ansatz 108a versehen, der um den Ansatz 106 herum rückwärts und vorwärts verschiebbar angebracht ist. Ein Arbeitsabschnitt des Aktuators 108 ist so eingefügt, dass er zwischen einer Vorderfläche des hydraulischen Kupplungsgehäuses 106 und einer am Vorderende positionierten äußeren Platte 66 oder inneren Platte 67 nach hinten und vorne gleiten kann. Ferner ist eine Druckfeder 65 zwischen die Federaufnahme 110 und den Aktuator 108 eingefügt, um den Aktuator 108 nach vorne vorzubelasten. In dieser Hinsicht werden die von Hydraulikdruck freien angrenzenden äußeren Platte 66 und innere Platte 67 voneinander getrennt, um die Kupplung CH auszurücken.
Eine Innenseite des hydraulischen Kupplungsgehäuses 106 Situation von dem Aktuator 108 nach hinten und vorne isoliert. Wenn ein Einrückvorgang der Kupplung CH stattfindet, wird druckbeaufschlagtes Öl von einer hinteren Ölkammer zum Aktuator 108 abgezogen und einer Ölkammer vor dem Aktuator 108 zugeführt, um den Aktuator 108 gegen die Kraft der Feder 65 zu verschieben, wodurch jede äußere Platte 66 gegen jede innere Platte 67 gedrückt wird.
Übrigens gibt in den 2 und 5 zur Vereinfachung der Darstellung ein Querschnitt des Aktuators 108, der über Gegenwelle 11 vorgenommen ist, eine Ausrückposition (außer Eingriff) und der Schnitt unter der Gegenwelle 11 eine Einrückposition (in Eingriff) an.
Unter den beiden hydraulischen Schaltkupplungen CL und CH hat die Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL, die einen halb eingerückten Kupplungszustand herstellen kann, und auch als Kriechkupplung verwendet werden kann, wie später beschrieben wird, ein größeres Volumen als die hydraulische Hochgeschwindigkeitskupplung CH, wodurch ein häufiges Ein-/Auskuppeln durchgehalten wird. Falls ein Zwischenzahnrad bzw. Leerlaufrad zwischen die Zahnräder 103 und 104 oder zwischen die Zahnräder 101 und 102 eingefügt ist, ist die Drehung der Antriebsgetriebewelle 13, wenn sie Energie über die Hydraulikkupplung CH empfängt, umgekehrt in Bezug auf diejenige, wenn sie über die Hydraulikkupplung CL Energie empfängt, das heißt, die Hydraulikkupplungen CL und CH bilden einen Umkehrmechanismus. In dieser Ausführungsform werden aber beide hydraulischen Schaltkupplungen CL und CH in erster Linie zur Geschwindigkeitsänderung benutzt, so dass die Drehgeschwindigkeit der Antriebsgetriebewelle 13 konstant ist, unabhängig davon, welche Hydraulikkupplung CL oder CH im Schaltmechanismus B eingerückt ist.
Jeder der Aktuatoren 107 und 108 der betreffenden hydraulischen Schaltkupplungen CL und CH ist so vorbelastet, dass er die Kupplung ausrückt, und er sie zum Einrücken betätigt, wenn ihm von einer Hydraulikpumpe ausgetragenes Öl gegen die Vorbelastungskraft zugeführt wird. Alternativ kann jede Kupplung CL oder CH so konfiguriert sein, dass sie durch die Vorbelastungskraft in Eingriff steht und ausgerückt wird, wenn Hydrauliköl gegen die Vorbelastungskraft geliefert wird. In der Ausführungsform werden die Kupplungen CL und CH wie folgt unter der Annahme beschrieben, dass sie bei Zufuhr von Hydrauliköl in Eingriff stehen bzw. eingerückt sind.
Ausgehend davon, dass das Kupplungspedal 111 gemäß 12 nicht niedergedrückt ist und die Trockenkupplungsvorrichtung A eingerückt ist, wenn ein als Mittel zum Schalten zwischen zwei Geschwindigkeitsstufen hoch/niedrig des Schaltmechanismus B gemäß 12 vorgesehener Schalthebel 91 an seiner Niedergeschwindigkeits-Position positioniert ist, wird der Hydraulikölkammer der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL druckbeaufschlagtes Öl zugeführt, wodurch die Hydraulikkupplung CL eingerückt wird. Gleichzeitig wird druckbeaufschlagtes Öl von der Hydraulikölkammer der Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH abgezogen, um so die Hydraulikkupplung CH auszurücken. In diesem Zustand wird die Antriebskraft von einem Motor 5 von der Antriebskupplungswelle 10 über das Zahnrad 101, die Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL und das Zahnrad 104 auf die Antriebsgetriebewelle 13 übertragen. Außerdem wird das Zahnrad 102 zusammen mit der Drehung des Zahnrads 101 gedreht, die Gegenwelle 11 wird jedoch nicht gedreht, da die Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH außer Eingriff steht.
Auch in dem Zustand, in dem das Kupplungspedal 111 nicht niedergedrückt ist, wenn der Schalthebel 91 an seiner Hochgeschwindigkeits-Position positioniert ist, wird der Hydraulikkammer der Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH druckbeaufschlagtes Öl zugeführt, wodurch die Hydraulikkupplung CH eingerückt wird. Gleichzeitig wird druckbeaufschlagtes Öl von der Hydraulikölkammer der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH abgeführt, wodurch die Hydraulikkupplung CH ausgerückt wird. Somit wird die Antriebskraft von dem Motor 5 von der Antriebskupplungswelle 10 über das Zahnrad 101, das Zahnrad 102 und die Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH auf die Gegenwelle 11 übertragen. Das Zahnrad 103 wird zusammen mit der Drehung der Gegenwelle 11 gedreht. Das Zahnrad 104, das wegen des Ausgerücktseins der Hydraulikkupplung CL vom Zahnrad 101 frei ist, wird zusammen mit dem Zahnrad 103 gedreht, wodurch die Antriebsgetriebewelle 13 gedreht wird. Auch wenn die Drehgeschwindigkeiten der Antriebskupplungswelle 10 ähnlich sind, ist das von dem Hochgeschwindigkeits-Getriebezug der Kombination der Zahnräder 101, 102, 103 und 104 erzeugte Übersetzungsverhältnis kleiner als das Übersetzungsverhältnis der Zahnräder 101 und 104 beim Einrücken der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL, so dass die Drehgeschwindigkeit des Zahnrads 104 größer ist als beim Einrücken der Hydraulikkupplung CL. Infolgedessen ist die Drehung der Antriebsgetriebewelle 13 schneller als beim Eingriff der Hydraulikkupplung CL, wodurch die Antriebsgeschwindigkeit eines Traktors auf eine Hochgeschwindigkeitsstufe eingestellt wird.
Wie oben beschrieben wurde, sind im Kupplungsgehäuse 1 insgesamt drei Kupplungen untergebracht, das heißt, die Trockenkupplungsvorrichtung A mit der gegen das Schwungrad 28 zu drückenden Kupplungsscheibe 50 und die zwei Hydraulikkupplungen CL und CH im Schaltmechanismus B der zwei Stufen hoher Geschwindigkeit und niedriger Geschwindigkeit. Die Trockenkupplungsvorrichtung A unter diesen Kupplungen wird haupt sächlich als Hauptkupplung eingesetzt, um die Übertragung der Motorkraft zu/von dem Antriebsgetriebezug in Eingriff/außer Eingriff zu bringen. Es ist jedoch erwünscht, einen Zustand des Kriechens zu durchlaufen, das heißt einen Zustand eines halben Eingerücktseins, während einer Übergangsperiode zwischen dem Zustand, in dem die Übertragung der Motorkraft auf den Antriebsgetriebezug für gewöhnlich durchgeführt wird (dem Zustand des Einrückens der Hauptkupplung) und dem Zustand, in dem die Übertragung der Motorkraft auf den Antriebsgetriebezug getrennt ist (dem Zustand der ausgerückten Hauptkupplung). In dieser Hinsicht ist die Trockenkupplungsvorrichtung A, die eine Einscheiben-Trockenkupplung ist, mit ihrer Standfestigkeit zum alleinigen Einsatz für die Herstellung des halb eingerückten Kupplungszustands ungeeignet, da eine exzessive Reibungslast auf ihre Kupplungsscheibe 50 einwirkt.
Dabei sind in dieser Ausführungsform, wie in einer Beschreibung des Hydraulikkreises in einer Hydraulikdruck-Steuerventilvorrichtung 83 nachstehend beschrieben wird, beide hydraulischen Mehrscheiben-Nasskupplungen CL und CH zum Schalten ausgerückt, um so die Übertragung von Motorkraft auf den Antriebsgetriebezug (der Antriebsgetriebezug, der sich im Getriebegehäuse 201 und im Hinterachsgehäuse 202 befindet) zu trennen. Ferner wird in der Übergangsperiode zwischen dem Ausrücken und dem Einrücken der Kupplung unabhängig davon, ob ein Schalthebel 91 an einer Niedergeschwindigkeits-Position oder einer Hochgeschwindigkeits-Position positioniert ist, ein später erläutertes Ölweg-Schaltventil 44 und dgl. verwendet, um die Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL mit großem Volumen in den Zustand der halb eingerückten Kupplung zu bringen, das heißt, die Hydraulikkupplung CL wird als Kupplung zum Kriechen benutzt, wodurch der Kriechvorgang hergestellt wird.
Anders ausgedrückt, wenn die Trockenkupplungsvorrichtung A nicht vorgesehen ist, bleibt die Antriebskupplungswelle 10 zu drehen, um der Ausgangswelle des Motors 5 zu folgen, wenn beide Hydraulikkupplungen CL und CH ausgerückt sind. Andererseits wird bei jeder der ausgerückten Hydraulik kupplungen CL und CH eine geringe Kraftübertragung (Kriecherscheinung) infolge der Viskosität von Schmieröl erzeugt. Infolgedessen ist die Übertragung von Motorkraft auf den Antriebsgetriebezug nicht vollständig abgestellt, so dass der Motor im Leerlauf unerwünschtermaßen belastet und in seinem Zeitstandverhalten geschädigt wird, da eine Kohlenstoffablagerung, die durch unvollständige Verbrennung verursacht wird, sich an dessen Motorzylinder ansammelt. Anders ausgedrückt ist zum Zweck der Lösung eines solchen Problems die Trockenkupplungsvorrichtung A vorgesehen ist, welche die Antriebskupplungswelle 10 von der Motorausgangswelle trennt, um so eine Drehung der Antriebskupplungswelle 10 anzuhalten, wodurch eine Kriecherscheinung beseitigt wird.
Jedenfalls kann eine ein Nachschleppen bzw. Schleifen verhindernde Kupplungsvorrichtung, die gegen das Schwungrad 28 zu drücken ist, einen einfachen und kompakten Aufbau aufweisen, wie zum Beispiel die Einscheiben-Trockenkupplungsvorrichtung A, da die beiden Hydraulikkupplungen CL und CH des Schaltmechanismus B als Kupplung zum Einrücken/Ausrücken des Antriebsgetriebezuges zu/von dem Motorausgangsabschnitt verwendet werden. Da ferner nur die Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL unter den beiden Hydraulikkupplungen CL und CH dazu verwendet wird, einen Kriechvorgang zu erzeugen, indem sie in einen halb eingerückten Kupplungszustand gebracht wird, kann die Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH ein geringes Volumen und eine kompakte Größe aufweisen, während nur die Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL ein großes Volumen hat. Hieraus geht hervor, dass der innere und äußere Aufbau des Kupplungsgehäuses 1, in dem diese drei Kupplungen vorgesehen sind, kompakt und einfach wird.
Im folgenden wird eine Beschreibung zu einem Aufbau gegeben, der druckbeaufschlagtes Öl an die Schalt-Hydraulikkupplungen CL und CH liefert, und der in dem Kupplungsgehäuse 1 konfiguriert ist.
Wie in 3 dargestellt ist, sind ein Schmieröldurchgang 14c für die Niedergeschwindigkeits-Kupplung und ein Hy drauliköldurchgang 14d für die Niedergeschwindigkeits-Kupplung in den ersten Lageransatz 14a gebohrt, der von der Trennwand 14 des Kupplungsgehäuses 1 gebildet ist. Ein Hydrauliköldurchgang 14e für die Hochgeschwindigkeits-Kupplung ist in den von der Trennwand 14 des Kupplungsgehäuses 1 gebildeten zweiten Lageransatz 14b gebohrt. Rohrfittings 32,33 und 34 sind extern an den nach außen gerichteten Öffnungen jeweiliger Durchgänge angebracht, und Hydraulikdruckrohre, die sich von einer später zu beschreibenden Hydraulikdruck-Steuerventilvorrichtung 83 erstrecken, sind mit den betreffenden Rohrfittings verbunden.
Wie in 2 und 4 dargestellt ist, sind im ersten Lageransatz 14a Ringnuten bzw. -rillen, die den Öldurchgängen 14a und 14d entsprechen, jeweils um einen mit einem Vorderabschnitt des Zahnrads 101 integralen Hülsenabschnitt geschnitten. Andererseits sind im Zahnrad 101 Öldurchgangsnuten 24 und 25 an der Antriebskupplungswelle 10 eingeschnitten, und jede Ringnut des Zahnrads 101 steht in Verbindung mit jeder der Öldurchgangsnuten 24 und 25 über ein Durchgangsloch.
Die Öldurchgangsnut 24 steht in Verbindung mit der inneren Ölkammer hinter dem Aktuator 107 in dem Hydraulikkupplungsgehäuse 105 über eine Öldurchgangsnut 26, die an der Innenumfangsfläche der Rückseite des Zahnrads 101 eingeschnitten ist. Somit werden die Kupplungsscheiben 36,37,38 und dgl. durch druckbeaufschlagtes Öl geschmiert, das in die Ölkammer hinter dem Betätiger 107 im Hydraulikkupplungsgehäuse 105 über das Rohrfitting 32, den Öldurchgang 14c und die Öldurchgangsnuten 24 und 26 geleitet wird.
Andererseits steht die Öldurchgangsnut 25 mit der Hydraulikölkammer vor dem Aktuator 107 im Hydraulikkupplungsgehäuse 105 über ein in das Zahnrad 101 gebohrtes Hydraulikölloch 27 in Verbindung. Wenn druckbeaufschlagtes Öl durch das Rohrfitting 33, den Öldurchgang 14d, die Öldurchgangsnut 25 und das Hydraulikölloch 27 in die Hydraulikölkammer strömt, verschiebt sich der Aktuator 107 nach hinten, um mit der Hydraulikkupplung CL in Eingriff zu kommen.
Wie in den 2, 3 und 5 dargestellt ist, fließt druckbeaufschlagtes Öl für die Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH durch das Rohrfitting 34, den Öldurchgang 14e und einen in die Lagerkappe 21 gebohrten Öldurchgang 21a in eine Ölkammer 21b unmittelbar vor einem Abschnitt kleinen Durchmessers, der in vorstehendem Zustand an der Spitze der Gegenwelle 11 innerhalb der Lagerkappe 21 vorgesehen ist. In die Gegenwelle 11 ist axial ein Öldurchgangsloch 11b gebohrt, das am Vorderende offen ist und sich nach hinten so erstreckt, dass es mit der Ölkammer 21 in Verbindung steht. In die Gegenwelle 11 ist auch radial ein Öldurchgangsloch 11c gebohrt, das sich von einem hinteren Ende des Öldurchgangslochs 11b erstreckt und nach außen öffnet. Ferner ist durch das Hydraulikkupplungsgehäuse 106 ein Öldurchgangsloch 106b gebohrt, dessen innenseitig und außenseitig offene Enden mit einem nach außen offenen Ende des Öldurchgangslochs 11c bzw. mit der Hydraulikölkammer vor dem Aktuator 108 im Hydraulikkupplungsgehäuse 106 in Verbindung stehen. Daher fließt der Ölkammer 21b zugeführtes druckbeaufschlagtes Öl weiter in die Hydraulikölkammer über Öldurchgänge 11b und 11c in der Gegenwelle 11 und das Durchgangsloch 106a, um den Aktuator 108 nach hinten zu verschieben, wodurch er mit der Hydraulikkupplung CH in Eingriff kommt.
Die Zufuhr/der Abzug druckbeaufschlagten Öls zu beiden Hydraulikkupplungen CL und CH im Schaltmechanismus B mit der obigen Konfiguration sowie zu einem Hydraulikzylinder 81, der ein Aktuator zum Schalten der Trockenkupplungsvorrichtung A ist, wird durch eine Hydraulikdruck-Steuerventilvorrichtung 83 gesteuert, die extern am Kupplungsgehäuse 1 angebracht ist, wie 2 darstellt. Ein Hydraulikkreis in der Hydraulikdruck-Steuerventilvorrichtung 83 wird mit Bezug auf 6 bis 11 und ein innerer Aufbau derselben mit Bezug auf die 12 und 14 bis 18 beschrieben.
In die Hydraulikdruck-Steuerventilvorrichtung 83 wird druckbeaufschlagtes Öl von einer externen Hydraulikpumpe P eingeleitet und unter einem Hydraulikölkreislauf zum Hochschalten zu den Hochgeschwindigkeits- und Niedergeschwindig keits-Hydraulikkupplungen CH und CL weiterverteilt, wobei ein Hydraulikölkreislauf für die Trockenkupplung bis zum Hydraulikzylinder 81 ein Aktuator zum Schalten der Trockenkupplungsvorrichtung A und ein Schmierölkreislauf ist. Der Hydraulikölkreislauf zum Schalten ist mit einem Hauptkupplungsventil 43, einem Schaltsteuerventil 42, einem Ölweg-Schaltventil 44 und einem Paar langsamer Rückschlagventilmechanismen 47 für die Hydraulikkupplungen CL bzw. CH versehen. Der Hydraulikölkreislauf ist mit einem Trockenkupplungs-Schaltventil 45 versehen. Der Schmierölkreislauf ist mit einem Verzögerungs-Druckminderungsventil (nachstehend als DRV bezeichnet) 48 versehen. Eine Anordnung und ein Aufbau dieser betreffenden Ventile in der Hydraulikdruck-Steuerventilvorrichtung 83 ist in 14 und 15 dargestellt. Außerdem ist gemäß 15 bei der Hydraulikdruck-Steuerventilvorrichtung 83 der Hydraulikölkreislauf zum Schalten mit einem Paar nach außen offener Öldurchgänge versehen, die jeweils langsame Rückschlagventilmechanismen 47 aufweisen. Ein Paar Rohrfittings 49 ist an den offenen Enden der jeweiligen Öldurchgänge so angebracht, dass es mit betreffenden, extern am Kupplungsgehäuse 1 angebrachten Rohrfittings 33 und 34 mittels Rohren verbunden werden kann.
In die Hydraulikdruck-Steuerventilvorrichtung 83 von der Hydraulikpumpe eingeleitetes druckbeaufschlagtes Öl wird dem Hauptkupplungsventil 43 des Hydraulikölkreislaufs zum Schalten und dem Trockenkupplungs-Schaltventil 45 des Hydraulikölkreislaufs für die Trockenkupplung unter dem Zustand zugeführt, dass das DRV 48 geschlossen ist.
Zunächst wird der Hydraulikölkreislauf zum Schalten beschrieben. Das Hauptkupplungsventil 43 wird zwischen drei Positionen geschaltet, das heißt einer Kupplungs-Einrückposition zum Zuführen druckbeaufschlagten Öls direkt zu dem Schaltsteuerventil 42, einer halb eingerückten Position zum Zuführen druckbeaufschlagten Öls zu dem Schaltsteuerventil 42 über eine Drossel, und einer Ausrückposition zum Abstellen einer Zufuhr druckbeaufschlagten Öls zu dem Schaltsteuerventil 42 und zum Abziehen druckbeaufschlagten Öls aus dem Schaltsteuerventil 42. Wenn das Hauptkupplungsventil 43 auf die Ausrückposition geschaltet wird, werden schließlich beide Hydraulikkupplungen CL und CH außer Eingriff gebracht, da druckbeaufschlagtes Öl aus den Hydraulikkupplungen CL oder CH, die während ihres eingerückten Zustands mit druckbeaufschlagtem Öl versorgt wurden, abgezogen wird.
Das Hauptkupplungsventil 43 ist mit dem Kupplungspedal 111 über eine Gestänge (das Gestänge wird später im einzelnen beschrieben) gemäß 12 und dgl. verbunden. Über das Gestänge wird das Hauptkupplungsventil 3, wie in 13 dargestellt ist, in die Einrückposition gebracht, wenn das Kupplungspedal 111 niedergedrückt oder ein wenig gedrückt wird, um so in einem Hubbereich D1 zu verbleiben, in die halb eingerückte Kupplungsposition, wenn das Kupplungspedal 111 bis zu einem Hubbereich D2 niedergedrückt wird, und in die ausgerückte Kupplungsposition, wenn das Kupplungspedal 111 bis zum Hubbereich D3 niedergedrückt wird.
Das Schaltsteuerventil 42 wird zwischen zwei Positionen geschaltet, das heißt einer Niedergeschwindigkeits-Position Lo zum Zuführen druckbeaufschlagtes Öls zu der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL und zum Abziehen druckbeaufschlagten Öls aus der Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH, sowie eine Hochgeschwindigkeits-Position Hi zum Zuführen druckbeaufschlagten Öls zu der Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH und zum Abziehen druckbeaufschlagten Öls aus der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL gemäß dem in 12 dargestellten Schalthebel 91 zwischen seinen beiden Geschwindigkeitspositionen, nämlich hoch/niedrig.
Ferner durchläuft das Schaltsteuerventil 42, während es zwischen den hohen/niedrigen Geschwindigkeitspositionen geschaltet wird, eine DRV-Betätigungsposition zum Abstellen eines Einleitens druckbeaufschlagten Öls von Hydraulikpumpe und zum In-Verbindung-Bringen eines Öldurchgangs bis zu dem Ölweg-Schaltventil 44 mit einer Drainageöffnung. Die Position wird zum Öffnen des DRV 48 eingestellt. In Zusammenhang hiermit wird ein Teil des dem Trockenkupplungs-Schaltventil 45 zugeführten druckbeaufschlagten Öls in das Schaltsteuerven til 42 eingeleitet. Wenn sich das Schaltsteuerventil 42 an der DRV-Betätigungsposition befindet, wird das in das Schaltsteuerventil 42 eingeleitete Öl abgezogen, um so ein Druckregulierung bei Schließen des DRV freizugeben. Ferner wird das von der Hydraulikpumpe eingeleitete druckbeaufschlagte Öl abgestellt, um das Öl stromauf des Hauptkupplungsventils 43 zum DRV 48 strömen zu lassen, so dass sich das DRV 48 öffnet und der Hydraulikdruck in einer Öleinlassöffnung desselben von dem Hauptkupplungsventil 43 reduziert wird. Daher wird, wenn die Einstellung des Schaltsteuerventils 42 auf die Hochgeschwindigkeits-Position Hi oder die Niedergeschwindigkeits-Position Lo abgeschlossen ist, nachdem die DRV-Betätigungsposition durchlaufen ist, das druckbeaufschlagte Öl von der Hydraulikpumpe nicht rasch in das Schaltsteuerventil 42 eingeleitet. Dabei steigt bei zunehmenden Schließen des DRV 48 der Hydraulikdruck des Öls in das Ventil 42 aus dem Hauptkupplungsventil 43 allmählich an. Infolgedessen wird der Stoß, der entsteht, wenn entweder die Hydraulikkupplung CL oder CH in Zusammenhang mit dem Schaltvorgang zwischen hohen und niedrigen Geschwindigkeiten (Hi-Lo) eingerückt wird, gedämpft.
Das Ölweg-Schaltventil 44 ist ein elektromagnetischer Solenoid und kann zwischen einer angeregten Position und einer nicht angeregten Position zum Schalten der Verbindung zweier Öffnungen bzw. Anschlüsse, die zu den jeweiligen Hydraulikkupplungen CL und CH führen, mit zwei Öffnungen bzw. Anschlüssen, die zu dem Schaltsteuerventil 42 führen, geschaltet werden. Das Ölweg-Schaltventil 44 befindet sich normalerweise in einem nicht-angeregten Zustand. Es wird so angeregt, dass es druckbeaufschlagtes Öl liefert, das im wesentlichen dem Hochgeschwindigkeits-Hydraulikventil CH von dem Punkt der Position des Schaltsteuerventils 42 zu liefern ist, und der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL nur dann, wenn das Kupplungspedal 111 sich im Hubbereich D2 oder D3 befindet und gleichzeitig der Schalthebel 91 an der Hochgeschwindigkeits-Position positioniert ist.
Das Ölweg-Schaltventil 44 ist so vorgesehen, dass es druckbeaufschlagtes Öl oder einen Kriechvorgang (halb eingerückte Kupplung) nur der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL mit großem Volumen bereitstellt, da die Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH, falls sie beim Starten oder Entkuppeln zu einem halben Einrücken verwendet wird, belastet und durch eine schwere Last beschädigt wird.
Beim Starten wird das voll durchgedrückte Kupplungspedal 111 (bis zum Hubbereich D3) allmählich von einer Fußkraft befreit, um über den Hubbereich D2 anzusteigen, und wird schließlich vom Fuß freigegeben, um so den Hubbereich D3 zu erreichen, wodurch eine Antriebskupplung eingerückt wird. In dem Fall des Startens mit dem an der Niedergeschwindigkeits-Position positionierten Schalthebel 91 bleibt das Ölweg-Schaltventil 44 nicht-angeregt, so dass druckbeaufschlagtes Öl der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL zugeführt wird, während sich das Kupplungspedal 111 im Hubbereich D2 befindet. Auch im Fall eines Startens bei an der Hochgeschwindigkeits-Position positioniertem Schalthebel 91 wird das Ölweg-Schaltventil 44 so angeregt, dass druckbeaufschlagtes Öl nach wie vor der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL über das Ölweg-Schaltventil 44 zugeführt wird, während sich das Kupplungspedal 111 im Hubbereich D2 befindet.
Im Fall des Niederdrückens des Kupplungspedals 111 zum Auskuppeln der Antriebskupplung wird, wenn das Kupplungspedal 111 bis zum Hubbereich D2 niedergedrückt wird, ein Ölzuführweg des Hauptkupplungsventils 43 gedrosselt. Falls sich der Schalthebel 91 in der Niedergeschwindigkeits-Position befindet, bleibt das Ölweg-Schaltventil 44 nicht-angeregt, so dass druckbeaufschlagtes Öl nach wie vor der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL zugeführt wird. Der Hydraulikdruck des zugeführten Öls ist jedoch wegen der Drosselung des Hauptkupplungsventils 43 verringert. Daher wird der Aktuator 107 der Hydraulikkupplung CL allmählich in die Richtung des Ausrückens der Kupplung durch die Vorbelastungskraft der Feder 35 bewegt, so dass die Kupplung CL halb eingerückt ist. Wenn das Kupplungspedal 111 schließlich bis zum Hubbereich D3 niedergedrückt wird, ändert sich der Ölweg des Hauptkupplungsventils 43, der vorher zum Zuführen verwendet wurde, zu einem für die Drainage bzw. den Abzug, so dass druckbeaufschlagtes Öl fast vollständig aus der Hydraulikölkammer der Hydraulikkupplung CL abgeführt wird, wodurch beide Hydraulikkupplungen CL und CH ausgerückt werden.
Ferner wird in dem Fall, in dem Antriebskupplung mit dem an der Hochgeschwindigkeits-Position positionierten Schalthebel 91 ausgerückt ist, wenn das Kupplungspedal 111 bis zum Hubbereich D2 niedergedrückt wird, das Ölweg-Schaltventil 44 angeregt, um die Hydraulikölkammer der Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH mit der Abzugsöffnung über das Ölweg-Schaltventil 44 und das Schaltsteuerventil 42, das nach wie vor an einer Hochgeschwindigkeits-Position Hi bleibt, in Verbindung zu bringen, wodurch druckbeaufschlagtes Öl aus der Hydraulikölkammer abgezogen wird. Andererseits wird das Hauptkupplungsventil 43 an seiner halb eingerückten Kupplungsposition so positioniert, dass sein Ölzuführweg, der mit der Hydraulikölkammer der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL in Verbindung steht, gedrosselt wird. Daher wird die Hydraulikölkammer der Kupplung CL mit ein wenig Öl versorgt, so dass die Hydraulikkupplung CL halb eingerückt wird. Wenn das Kupplungspedal 111 schließlich bis zum Hubbereich d3 niedergedrückt wird, ändert sich der Ölweg des Hauptkupplungsventils 43, der vorher zum Zuführen von Öl verwendet wurde, zu einem für den Abzug, so dass druckbeaufschlagtes Öl fast vollständig aus der Hydraulikölkammer der Hydraulikkupplung CL abgezogen wird, wodurch beide Hydraulikkupplungen CL und CH ausgerückt werden.
Wie oben beschrieben wurde, wird auch dann, wenn sich der Schalthebel 91 an der Hochgeschwindigkeitsposition befindet, durch Schalten des Ölweg-Schaltventils 44 druckbeaufschlagtes Öl mit großen Volumen zur Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL statt zur Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH beim Starten und Auskuppeln geschickt. Daher wird beim Kriechen (halb eingerückte Kupplung) die Einwirkung einer relativ übergroßen Last auf die Hochgeschwindigkeits- Hydraulikkupplung CH verhindert, wodurch die Lebensdauer bzw. die Standzeit der Hydraulikkupplung CH gewährleistet wird. Anders ausgedrückt, ist es auch möglich zu sagen, dass eine Kupplung mit einem kleinen Volumen als Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH verwendet werden kann und der Schaltmechanismus B im Kupplungsgehäuse 1 verkleinert und vereinfacht werden kann, da nur durch die Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL der Kriechvorgang erzeugt wird.
Wie in den 15 und 16 dargestellt ist, ist jeder der langsamen Rückschlagventil-Mechanismen 47 in jedem Ölweg zwischen dem Ölweg-Schaltventil 44 und jeder der mit jeder der Hydraulikkupplungen CL und CH verbundenen Rohrfittings 49 vorgesehen. Im folgenden wird mit Bezug auf 17 und 18 detailliert ein Aufbau jedes langsamen Rückschlagventil-Mechanismus beschrieben.
Jeder langsame Rückschlagventilmechanismus 47 besteht aus einem Kugelanschlag 47a, einer Hülse 47b und einer Kugel 47c. Die Kugel 47c ist in die Hülse 47b eingesetzt. Wenn kein Hydraulikdruck herrscht, blockiert die Kugel 47c ein Bodenloch der Hülse 47b, so dass die Kommunikation mit einem unteren Ölweg des Ölweg-Schaltventils 44 unterbunden ist. Wenn druckbeaufschlagtes Öl aus dem Ölweg-Schaltventil 44 in den, unteren Ölweg ausgetragen wird, wird die Kugel 47c durch den Druck nach oben gedrückt und das Innere der Hülse 47b mit dem unteren Ölweg in Verbindung gesetzt. Der Kugelanschlag 47a ist vertikal rohrförmig und befindet sich über der Kugel 47c in der Hülse 47b, um eine Verschiebung der Kugel 47c nach oben zu regeln. Drei gleich beabstandete Erstreckungen bzw. Erweiterungen sind in der Horizontalrichtung vom Kugelanschlag 47a aus vorgesehen und mit dem oberen Ende der Hülse 47b verbunden. Ein Rohrfitting 49 über dem Kugelanschlag 47a und das Innere der Hülse 47b stehen über eine zylindrische Öffnung des Kugelanschlags 47a und Abstände zwischen den Erweiterungen immer in Verbindung. Wenn druckbeaufschlagtes Öl aus dem Ölweg-Schaltventil 44 ausgetragen wird, flottiert die Kugel 47c, so dass das der Hülse 47b zugeführte druckbeaufschlagte Öl zum Rohrfitting 49 hin ausströmt, um der Hydraulikkupplung CL oder CH zugeführt zu werden. Demgegenüber strömt druckbeaufschlagtes Öl aus der Hydraulikkupplung CL oder CH über das Rohrfitting 49 in die Hülse 47b. Ferner ist in der Hülse 47b in der Nähe seines Bodenlochs eine Öffnung 47d gebohrt, welche das Innere der Hülse 47b mit den unteren Ölweg in Verbindung setzt, unabhängig davon, ob die Kugel 47c das Bodenloch der Hülse 47b blockiert oder nicht. Wenn druckbeaufschlagtes Öl in die Hülse 47b aus der Hydraulikkupplung CL oder CH strömt, da die Kugel 47c das Bodenloch der Hülse 47b blockiert, so dass in die Hülse 47b eingeleitetes druckbeaufschlagtes Öl zu dem unteren Ölweg über die Öffnung 47d strömt, wird die Rückführaktion des Aktuators 107 oder 108 basierend auf dem Ausrückvorgang der Hydraulikkupplungen CL und CH nach und nach durchgeführt, wodurch der Stoß infolge des Ausrückens gedämpft wird.
Damit wird jede der Hydraulikkupplungen CL und CH zum Schalten durch die Wirkung des DRV 48 allmählich in Eingriff gebracht und durch den Mündungseffekt des langsamen Rückschlagventilmechanismus 47 allmählich außer Eingriff gebracht. Daher wird beispielsweise zum Schalten aus einem Zustand einer Hochgeschwindigkeitsübertragung, bei der die Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL ausgerückt und die Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH eingerückt ist, zu einem Zustand einer Niedergeschwindigkeits-Übertragung, bei der die Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL eingerückt und die Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH ausgerückt ist, ein Zustand in der Hydraulikdruck-Steuerventilvorrichtung 83 von dem Zustand der 7 zu demjenigen der 6 umgeschaltet (das heißt, das Schaltsteuerventil 42 wird von einer Hochgeschwindigkeits-Position Hi zu der Niedergeschwindigkeits-Position Lo umgeschaltet). Während dieses Schaltens der Kupplungen zum Schalten, wie in 9 veranschaulicht ist, werden beide Kupplungen CL und CH halb eingerückt, da der Hydraulikdruck zum Einrücken der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL (er entspricht dem Hydrauliköldruck, der zur Betätigung des Aktuators 107 gegen dessen Vorbelastungsdruck zugeführt wird) allmählich durch die Mündungsstruktur des langsamen Rückschlagventilmechanismus 47 verringert wird und der Druck zum Einrücken der Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL (er entspricht dem zugeführten Hydrauliköldruck zum Betätigen des Aktuators 108 gegen dessen Vorbelastungsdruck) allmählich durch das DRV 48 erhöht wird. Daher kommt es während des Umschaltens von Geschwindigkeitsstufen im Schaltmechanismus B mit hohen/niedrigen Geschwindigkeiten zu einem gedämpften Stoß.
Im folgenden wird ein Hydraulikölkreis für die Trockenkupplung beschrieben. Das in dem Kreislauf vorgesehene Trockenkupplungs-Schaltventil 45 besteht aus einem elektromagnetischen Solenoidventil, das zwischen einer Kupplungs-Einrückposition zum Zuführen des von der Hydraulikpumpe dem Hydraulikzylinder 81 als Aktuator für die Trockenkupplungsvorrichtung A zugeführten druckbeaufschlagten Öls, um deren Kolbenstange auszufahren, und einer Position zum Abziehen des druckbeaufschlagten Öls aus dem Hydraulikzylinder 81, um dessen Kolbenstange zu kontrahieren, umgeschaltet wird.
Für gewöhnlich befindet sich das Trockenkupplungs-Schaltventil 45 in der Einrückposition. Wenn das Kupplungspedal 101 bis zum Hubbereich D3 niedergedrückt wird, wird das Ventil 45 in die Ausrückposition geschaltet, wie in 13 dargestellt ist, um so die Trockenkupplungsvorrichtung A außer Eingriff zu bringen, wodurch die Übertragung der Motorkraft auf die Antriebskupplungswelle 10 abgestellt wird. Infolgedessen wird eine Kriecherscheinung, die sich aus der Viskosität von Schmieröl bei beiden ausgerückten Kupplungen CL und CH ergibt, das heißt das sich aus der Motorkraft in dem Antriebsgetriebezug ergebende Nachschleppen bzw. Schleifen verhindert. Ferner ist gemäß 6 in der Hydraulikdruck-Steuerventilvorrichtung 83 ein Öffnungs-/Schließventil 84 als Hydraulikdruck-Steuerventil in den Schmierölweg stromab des DRV 48 eingefügt. Das Öffnungs-/Schließventil 84 wird geöffnet, wenn der Hydraulikdruck in dem Ölweg von dem Hauptkupplungsventil 43 zum Schalten des Steuerventils 42 höher wird als der spezifizierte Druck. Der Schmierölweg ist über ein Rohr mit dem am Kupplungsgehäuse 1 zum Zuführen von Schmieröl vorgesehenen Rohrfitting 32 verbunden. Ferner wird überschüssiges Öl im Schmierölweg zu einem Öltank T über ein Druckminderungsventil 85 zurückgeführt. Aus dem Hydraulikzylinder 81 abgezogenes druckbeaufschlagtes Öl wird dem Ölweg zum Öltank T beigemischt, um zum Öltank T zurückgeführt zu werden.
Wenn in der so konfigurierten Hydraulikdruck-Steuerventilvorrichtung 83 das Kupplungspedal 111 gemäß 12 überhaupt nicht oder fast nicht niedergedrückt ist, das heißt, dass das Kupplungspedal 111 sich im Hubbereich D1 gemäß 13 befindet, befindet sich das Hauptkupplungsventil 43 in seiner Einrückposition (Einrücken einer Kupplung), und das Ölweg-Schaltventil 44 sowie das Trockenkupplungs-Schaltventil 45, die elektromagnetische Solenoidventile sind, befinden sich in nicht-angeregtem Zustand, wie 6 und 7 darstellt. In einem solchen Zustand, wenn der in
12 dargestellte Schalthebel 91 in seine Niedergeschwindigkeits-Position gestellt wird, wird das mit dem Hebel 91 verbundene Schaltsteuerventil 42 auf die Niedergeschwindigkeits-Position Lo gemäß 6 eingestellt, so dass über das, wie dargestellt positionierte Ölweg-Schaltventil 44 Öl in die Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL zum Eingriff der Kupplung CL eingeleitet wird, und Öl aus der Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL zum Ausrücken der Kupplung abgezogen wird. Daher wird die Drehkraft der Antriebskupplungswelle 10 über die Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL auf die Antriebsgetriebewelle 13 übertragen, um die Antriebsgetriebewelle 13 mit geringer Geschwindigkeit zu drehen.
Ferner wird, wenn der Schalthebel 91 auf die Hochgeschwindigkeits-Position unter der Bedingung des Haltens des Kupplungspedals 111 im Hubbereich D1 positioniert wird, das Schaltsteuerventil 42 auf die Hochgeschwindigkeit Hi eingestellt, wie 7 darstellt, so dass über das Ölweg-Schaltventil 44, das in der nicht-angeregten Position der 6 positioniert ist, Öl in die Hochgeschwindigkeits-Hydraulik kupplung zum Einrücken der Kupplung CH eingeleitet wird, und Öl aus der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL zum Ausrücken der Kupplung CL' abgeführt wird. Daher wird die Drehkraft der Antriebskupplungswelle 10 auf die Antriebsgetriebewelle 13 über die Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH übertragen, um die Antriebsgetriebewelle mit hoher Geschwindigkeit zu drehen.
In 8 ist der innere Zustand der Hydraulikdruck-Steuerventilvorrichtung 83 gezeigt, wenn das Kupplungspedal 111, das zum Starten aus dem Hubbereich D3 freigegeben wird oder zum Auskuppeln aus dem Hubbereich D1 niedergedrückt wird, in den Hubbereich D2 unter der besonderen Bedingung gelangt, dass der Schalthebel 91 auf die Hochgeschwindigkeits-Position eingestellt ist. Das Hauptkupplungsventil 43 wird so eingestellt, dass es die Zufuhr drosselt und druckbeaufschlagtes Öl von der Hydraulikpumpe zu der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL über das Schaltsteuerventil 42 in der Hochgeschwindigkeits-Position und das angeregte Ölweg-Schaltventil 44 liefert. Die Hydraulikkupplung CL wird halb eingerückt, da die Hauptkupplung 43 gedrosselt ist, so dass der Hydraulikdruck des zugeführten Öls gesenkt wird. Andererseits wird die Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH ausgerückt, da sie mit der Abzugsöffnung des Schaltsteuerventils 42 über das Ölweg-Schaltventil 44 in Verbindung steht, um Öl aus diesem abzuziehen. Ähnlich wie beim Fall des Schaltens wird die Zufuhr von druckbeaufschlagtem Öl zwischen den beiden Hydraulikkupplungen CL und CH geschaltet. Wie beim oben beschriebenen Übergangszustand gemäß 9 kommt es aber nicht zu einem Stoß, der sich aus der raschen Fluktuation des Hydraulikdrucks ergibt, wobei druckbeaufschlagtes Öl von der zu entleerenden Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH durch die Öffnung 47d des langsamen Rückschlagventilmechanismus 47 hindurchläuft.
Ferner wird in einer Startperiode mit dem in der Hochgeschwindigkeits-Position positionierten Schalthebel 91 nach dem Zustand in 8 das Kupplungspedal 111 in den Hubbereich D1 zurückgeführt, das Hauptkupplungs-Schaltsteuerven til 43 in die Kupplungs-Einrückposition (Eingriffsposition) positioniert und gleichzeitig das Ölweg-Schaltventil 44 angeregt. Daher wird die Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH mit wieder aus dem Hauptkupplungsventil 43 ausgetragenem druckbeaufschlagten Öl versorgt, und aus der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL druckbeaufschlagtes Öl abgezogen. Übrigens steigt die Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH wegen ihres geringen Volumens bald auf den spezifizierten Druck an, und der Übergang der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL aus ihrem halb eingekuppelten Zustand erfolgt so, dass Hydraulikdruck nicht so rasch fluktuiert, wodurch ein Stoß vermieden wird.
Alternativ kann gemäß 10 ein Schaltsteuerventil 42' anstelle des Schaltsteuerventils 42 vorgesehen sein. Das Schaltsteuerventil 42 ist mit der DRV-Betätigungsposition versehen, um das DRV 48 während des Übergangs zwischen der Hochgeschwindigkeits-Position Hi und der Niedergeschwindigkeits-Position Lo zu öffnen. Das Schaltsteuerventil 42' schließt hingegen alle Öffnungen während seines Übergangs zwischen Hoch- und Niedergeschwindigkeits-Positionen, so dass das DRV 48 geschlossen bleibt.
In dem Fall, in dem das Schaltsteuerventil 42 mit der DRV-Betätigungsposition als Hydraulikölkreislauf gemäß 6 und dgl. verwendet wird, ist der Einrück-Hydraulikdruck in einer während des Schaltübergangs einzurückenden Hydraulikkupplung wie in 9 dargestellt. Der Einrück-Hydraulikdruck einer auszurückenden Hydraulikkupplung (in diesem Fall die Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH) wird allmählich in gewissem Maße durch die Wirkung des langsamen Rückschlagventilmechanismus 47 reduziert. Die Reduktionsrate des Hydraulikdrucks der auszurückenden Kupplung ist ungenügend, wenn sie lediglich dazu verwendet wird, ein erwünschtes Kriechen (halb eingerückte Kupplung) während einer Übergangsperiode beim Schalten herzustellen. Die Anstiegsrate des Hydraulikdrucks der einzurückenden Hydraulikkupplung wird jedoch durch die Wirkung des DRV 48 so sehr eingeschränkt, dass während des Übergangs der Kriechvorgang sichergestellt wird. Somit ist im Fall des Hydraulikölkreislaufs gemäß den 6, 7 und dgl. während des Schaltvorgangs zwischen Hochgeschwindigkeits- und Niedergeschwindigkeitsstufen (Hi-Lo) die einzurückende Hydraulikkupplung in ihrer Anstiegsrate des Hydraulikdrucks eingeschränkt, um nur halb eingerückt zu werden, wodurch ein Stoß beim Schaltvorgang gedämpft wird.
Bei dem Hydraulikölkreislauf, der das Schaltsteuerventil 42' der 10 einsetzt, wird beispielsweise im Fall des Schaltvorgangs zum Schalten von einer Niedergeschwindigkeitsstufe zu einer Hochgeschwindigkeitsstufe der Einrückdruck der Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH gemäß 11 rasch erhöht, nachdem das Schaltsteuerventil 42' auf die Hochgeschwindigkeits-Position Hi geschaltet wurde. Falls jedoch der Schalthebel 91 allmählich von der Niedergeschwindigkeitsstufe zur Hochgeschwindigkeitsstufe betätigt wird, verbleibt das Schaltsteuerventil 42' an der Übergangsposition, an der alle Öffnungen für eine Weile geschlossen sind. Während dieses Zeitraums wird der Einrückdruck der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL, der keinem Pumpenaustragsdruck unterworfen ist, etwas verringert, erreicht einen bestimmten Druck und wird konstant gehalten (als Horizontalabschnitt X des Graphen CL), so dass die Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL halb eingerückt ist. Wenn das Schaltsteuerventil 42' die Hochgeschwindigkeits-Position Hi erreicht, wird druckbeaufschlagtes Öl der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL über die Öffnung 47d des langsamen Rückschlagventilmechanismus 47 abgezogen, so dass ihr Einrückdruck gesenkt wird. Infolgedessen wird in dem Hydraulikölkreislauf der 10 durch allmähliches Betätigen des Schalthebels 91 der Druckabfall einer auszurückenden Hydraulikkupplung bis zu einem gewissen Maße auf einem bestimmten Pegel angehalten, so dass die Kupplung in den halb eingerückten Zustand gebracht wird, wodurch ein Stoß beim Schalten von Geschwindigkeitsstufen von Hoch nach Niedrig gedämpft wird.
Wie oben beschrieben wurde, hat jedes Hydraulikdruckventil in der Hydraulikdruck-Schaltsteuerventilvorrichtung 83, welche die Trockenkupplungsvorrichtung A und die Hydraulikkupplungen CL und CH zum Schalten steuert, eine mit dem Kupplungspedal 111 und dem Schalthebel 91 verbundene Struktur. Diese Struktur der funktionsmäßigen Verbindung wird nun mit Bezug auf die 12 bis 15 beschrieben.
Wie in 12 dargestellt ist, befindet sich der Schalthebel 91 in der Umgebung des Steuerrads 6. Der Schalthebel 91 ist mit einem Gestänge 92 über ein Universalgelenk und dgl. verbunden. Das Gestänge 92 ist mit einem Arm 93 verbunden, der fest an einer Welle 94 angebracht ist, die dreh-/schwenkbar an der Hydraulikdruck-Steuerventilvorrichtung 83 gehaltert ist. Wie 14 darstellt, ist in der Hydraulikdruck-Steuerventilvorrichtung 83 ein Arm 94a an der Welle 94 befestigt und mit dem Schaltsteuerventil 42 verbunden. Daher wird das Schaltsteuerventil 42 mit seinen Öffnungen durch die Welle 94 gemäß dem Schaltvorgang des Schalthebels 91 fortbewegt und geschaltet.
Das Kupplungspedal 111 befindet sich unter dem Steuerrad 6, und der Hydraulikzylinder (81), der ein Aktuator für die Trockenkupplungsvorrichtung A ist, befindet sich unter dem Kupplungspedal 111. Ferner erstrecken sich gemäß 15 Rohre von Öldurchgängen von dem Trockenkupplungs-Schaltventil 45 in der Hydraulikdruck-Steuerventilvorrichtung 83 und sind mit dem Hydraulikzylinder 81 verbunden.
Ein Kolbenstangen-Hydraulikzylinder 81 ist mit einer nach oben aus dem Kupplungsgehäuse 1 vorstehenden Kupplungsstange 15 verbunden, die auch in 2 dargestellt ist, und ist so konfiguriert, dass ein Kniehebel 16 in Zusammenhang mit dem Ausfahren und Zurückziehen der Kolbenstange gedreht wird. Ein mechanischer Aufbau der Trockenkupplungsvorrichtung A von dem Kniehebel 16 bis zu der Trockenkupplungsscheibe 50 über den Freigabe- bzw. Ausrückhebel 30 und dgl. im Kupplungsgehäuse 1 beruht wie die vorausgehende Beschreibung auf 2. Es ist nicht erforderlich, das Kupplungsgehäuse 1 hinsichtlich seines Innenraums zur Anordnung des als Aktuator für die Trockenkupplungsvorrichtung A dienenden Hydraulikzylinders 81 zu vergrößern, da der Zylinder 81 sich außerhalb des Kupplungsgehäuses 1 befindet. Der Hydraulikzylinder 81 befindet sich vorzugsweise wegen seiner Wartung und seiner Montage über dem Kupplungsgehäuse 1. Außerdem kann die Kupplungsstange 15 mit einem Einstellabschnitt an der Position über dem Kupplungsgehäuse 1 versehen sein, wodurch es möglich ist, dass das Ansprechen der Trockenkupplungsvorrichtung A auf die Betätigung des Hydraulikzylinders 81 einfach eingestellt wird.
Das Kupplungspedal 111 ist ferner nach obiger Beschreibung mit dem Hauptkupplungsventil 43 in der Hydraulikdruck-Steuerventilvorrichtung 83 verbunden. Mit Bezug hierauf auf der Basis von 12 ist ein Basisabschnitt des Kupplungspedals 111 um eine Lagerwelle 112 herum schwenkbar, und ein Arm 111a ist am Basisabschnitt so befestigt, dass er zusammen mit dem Kupplungspedal 111 gedreht werden kann. Ein Verbindungsglied 95 ist mit einem Ende des Arms 111a verbunden und mit einem Ende eines an einer Welle 114 befestigten Arms 113 verbunden. Die Welle 114 ist an der Hydraulikdruck-Steuerventilvorrichtung 83 schwenkbar. In der Hydraulikdruck-Steuerventilvorrichtung 83 gemäß 14 ist ein Arm 114a an der Welle 114 befestigt und mit dem Hauptkupplungsventil 43 so verbunden, dass das Hauptkupplungsventil 43 verschoben wird, um durch die Drehung der Welle 114 geschaltet zu werden.
Wie in 15 dargestellt ist, erfordern das Ölweg-Schaltventil 44 und das Trockenkupplungs-Schaltventil als elektromagnetische Solenoidventile, die in der Hydraulikdruck-Steuerventilvorrichtung 83 vorgesehen sind, für die elektromagnetische Steuerung, dass die Position des Kupplungspedals 111 erfasst wird. Als Mittel zur Erfassung der Position gemäß 13 ist eine Klappe 111c feststehend am Vorderende des Kupplungspedals 111 angebracht, und eine Klappe 111b ist an dem mit dem Kupplungspedal 111 vereinigten Arm 111a feststehend angebracht. Dementsprechend ist eine Position des Erfassungsschalters 115 zum Steuern des Ölweg-Schaltventils 44 so gelegen, dass er durch Anlage an der Klappe 111c eingeschaltet ist bzw. wird, wenn das Kupplungs pedal 111 im Hubbereich D1 verbleibt, und ein Positionserfassungsschalter 166 zum Steuern des Trockenkupplungs-Schaltventils 45 ist so gelegen, dass er durch Anlage an der Klappe 111b eingeschaltet wird, wenn das Kupplungspedal 111 in den Hubbereich D1 niedergedrückt wird.
19 ist eine Tabelle mit Darstellungen von Kupplungspedalen 111, die eine Beziehung zwischen Hüben des Kupplungspedals 111 und Ein-/Aus-Zuständen der Positionserfassungsschalter 115 und 116 nach obiger Beschreibung zeigt. In diesem Fall ist zwar definiert, dass jeder der Schalter 115 und 116 eingeschaltet wird, wenn er gegen die Klappen 111c bzw. 111b gedrückt wird, alternativ kann dies aber auch so definiert sein, dass jeder der Schalter 115 und 116 abgeschaltet wird, wenn er gegen die Klappen 111c bzw. 111b gedrückt wird (dass er eingeschaltet wird, wenn er nicht dagegen gedrückt wird). Es ist anzumerken, dass jeder der elektromagnetischen Solenoide 44 und 45 sich im wesentlichen in einem nicht-angeregten Zustand befindet, wenn jeder der Schalter 115 und 116 gegen die Klappen 111c bzw. 111b gedrückt ist bzw. wird.
In dem Zustand, in dem durch das Positions-Erfassungsmittel des Schalthebels 91 (nicht dargestellt) erfasst wird, dass er an der Hochgeschwindigkeits-Position positioniert ist, wird das Ölweg-Schaltventil 44 angeregt, falls der Positionserfassungsschalter 115 abgeschaltet ist (das heißt, das Kupplungspedal 111 befindet sich im Hubbereich D2 oder D3), und ist bzw. wird nicht-angeregt, falls der Schalter 115 eingeschaltet ist (das heißt, das Kupplungspedal 111 befindet sich im Hubbereich D1). Wenn der Schalthebel 91 an der Niedergeschwindigkeits-Position positioniert ist, befindet sich übrigens das Schaltventil 44 immer in nicht-angeregtem Zustand.
Wenn ferner der Positionserfassungsschalter 116 eingeschaltet ist, das heißt, das Kupplungspedal 111 in den Hubbereich D3 niedergedrückt ist, wird das Trockenkupplungs-Schaltventil 45 angeregt, um dem Hydraulikzylinder 81 druckbeaufschlagtes Öl zuzuführen, wodurch die Trockenkupplungs vorrichtung A ausgerückt wird.
Wie in 13 dargestellt ist, ist der gesamte Hubbereich des Kupplungspedals 111 in drei Hubbereiche D1, D2 und D3 je nach dem Grad des Niederdrückens, wie er bisher beschrieben wurde, unterteilt. Der Hubbereich D1 ist als Bereich zum Einrücken einer Hauptkupplung definiert. Wenn sich das Pedal im Bereich D1 befindet, kann eine gewöhnliche Antriebsübertragung durch den Schaltmechanismus B hergestellt werden, wobei Hydraulikdruck von einer der Niedergeschwindigkeits- und Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplungen CL und CH auf den spezifizierten Druck eingestellt wird und druckbeaufschlagtes Öl von der anderen Kupplung abgezogen wird. Der Schaltvorgang zwischen den zwei Geschwindigkeitsstufen von Hoch und Niedrig (Hi-Lo-Switching) kann auch durch Austausch von Einrücken/Ausrücken zwischen den Hydraulikkupplungen CL und CH stattfinden. Der Hubbereich D2, der als Kriechbereich definiert ist, entspricht der Funktion der Erzeugung eines Kriechvorgangs, so dass die Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL mit weniger druckbeaufschlagtem Öl versorgt wird als der spezifizierte Druck, so dass sie halb eingerückt wird. Der Hubbereich D3, der als Bereich zum Ausrücken einer Hauptkupplung definiert ist, entspricht der Funktion des vollständigen Abziehens druckbeaufschlagten Öls aus den Hydraulikölkammern beider Hydraulikkupplungen CL und CH und des Ausrückens der Trockenkupplung A (Ausrücken der ein Nachschleppen bzw. Schleifen verhindernden Kupplungsvorrichtung).
Im folgenden wird eine Betrachtung auf Basis der Graphen der 20 und 21 angestellt, in denen ein Druckwinkel der Kupplungspedale 111 jeweils den Unterteilungen der Hubbereiche D1, D2 und D3 entspricht. Diese graphische Darstellung veranschaulicht eine Korrelation zwischen dem Einrückdruck der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL (die als Kupplung zum Kriechen verwendet wird, wobei der Hydraulikdruck in ihrer Hydraulikölkammer beispielsweise die Einheit von kg/cm² aufweist) und dem Drehwinkel (Grad) des Kupplungspedals 111, womit die Einstellung der Hubbereiche D1, D2 und D3 ausgedrückt wird. Der Drehwinkel des Kupplungs pedals 111, wenn es voll niedergedrückt ist, ist als 0° definiert. Der Winkel vergrößert sich, wenn das Pedal 111 locker gelassen wird, um anzusteigen. Die Normalposition (Position zum Einrücken der Hauptkupplung) des Kupplungspedals 111, so dass es vollständig freigegeben ist, wird als maximaler Drehwinkel festgelegt.
Der Spielbereich der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL, das heißt der Bereich des Drehwinkels (0°) des Kupplungspedals 111, bis das Minimum an Hydraulikdruck (Einrückdruck) in der Hydraulikölkammer ansteigt (die Ölkammer vor dem Kolben 107) in dem Hydraulikkupplungsgehäuse 102), ist als Hubbereich D3 definiert. Natürlich weist zu diesem Zeitpunkt ein Aktuator 108 der Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH ebenfalls ein Spiel auf, das heißt in einem Stadium vor dem Anstieg seines minimalen Hydrauliköldrucks. Die Trockenkupplungsvorrichtung A ist an der voll niedergedrückten Position des Pedals 111 (0° im Drehwinkel der 20 und 21) ausgerückt und wird vollständig eingerückt, bevor der Drehwinkel des Kupplungspedals 111 so weit ansteigt, dass er die Grenze zum Hubbereich D2 erreicht. Mit anderen Worten tritt die Trockenkupplung A in den Hubbereich D2 ein, während sie vollständig eingerückt ist. Daher wird die Trockenkupplungsvorrichtung A auf dem Weg von ihrem Ausrückzustand zu ihrem Einrückzustand, wenn beide Nasskupplungen CL und CH ein Spiel aufweisen, halb eingerückt, wodurch eine unangemessene Reibung nicht auf die Trockenkupplungsvorrichtung A bei dem Vorgang des halben Einrückens einwirkt, so dass die Standzeit der Trockenkupplungsvorrichtung A sichergestellt ist.
Wenn irgendein Drehwinkel des Kupplungspedals 111 in den Hubbereich D2 versetzt wird, wird der Einrückdruck der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL nach dem Anstieg von deren Minimum entsprechend dem eingestellten Drehwinkel des Pedals 111 bestimmt, da das Hauptkupplungsventil 43 ein proportionales Ventil ist, das entsprechend dem Drehwinkel des Pedals 111 gedrosselt wird, wie in der vorangehenden 14 und dgl. dargestellt ist. Der Wert bzw. die Größe des Ein rückdrucks wird so eingestellt, dass er in der ersten Hälfte allmählich und in der letzten Hälfte rasch zunimmt, wenn sich der Drehwinkel des Pedals 111 vergrößert. In dem Zeitraum des Zunehmens des Einrückdrucks von dem minimalen Hydraulikdruck zum spezifizierten Druck ist die Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL halb eingerückt, um einen Kriechvorgang zu erzeugen.
Die Grenze zwischen den Hubbereichen D3 und D2 wird auf den Drehwinkel des Kupplungspedals 111 eingestellt, der dem Anstieg vom minimalen Einrückdruck der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL nach obiger Beschreibung entspricht. Andererseits wird die Grenze zwischen den Hubbereichen D2 und D1 unter Berücksichtigung des Falls eingestellt, dass der Schalthebel 91 an der Hochgeschwindigkeits-Position positioniert ist.
In dem Graphen der 20 gelangt das Pedal 111 zur Grenze zwischen den Hubbereichen D2 und D1, nachdem der Einrückdruck der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL einen spezifizierten Druck (Maximaldruck) erreicht hat. wenn demgemäß mit dem an der Hochgeschwindigkeits-Position positionierten Schalthebel 91 gestartet wird, tritt das Pedal 111 in den Hubbereich D1 von dem Eingriffszustand der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL ein, so dass druckbeaufschlagtes Öl von der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL abgezogen und der Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH zugeführt wird, als ob der Schaltvorgang von einer Niedergeschwindigkeitsstufe zu einer Hochgeschwindigkeitsstufe unter dem Zustand einer eingerückten Kupplung stattfände, und schließlich wird der Antriebsgetriebezug in die Hochgeschwindigkeitsstufe versetzt. Daher steigt die Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL mit dem großen Volumen einmal bis zu dem spezifizierten Druck an, und wird dann wieder halb eingerückt infolge eines Austauschs von druckbeaufschlagtem Öl zwischen den beiden Hydraulikkupplungen CL und CH, wodurch Fluktuationen des Hydraulikdrucks stark werden. In 21 ist die Grenze zwischen den Hubbereichen D2 und D1 am Endpunkt der ersten Hälfte des Einrückdruck-An stiegszeitraums eingestellt, währenddem der Einrückdruck der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL auf das Minimum ansteigt und allmählich zunimmt. Mit anderen Worten wird das mit druckbeaufschlagtem Öl von dem Schaltsteuerventil 42 zu versorgende Objekt auf die Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH geschaltet, bevor danach der Einrückdruck der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL rasch auf den spezifizierten Druck ansteigt. Beim Starten, nachdem das Kupplungspedal 111 vom Hubbereich D2 zum Hubbereich D1 verschoben wurde, wird druckbeaufschlagtes Öl von der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL abgezogen und gleichzeitig der Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH zugeführt. Eine Fluktuation des Hydraulikdrucks ist jedoch gering, da das der Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL zugeführte druckbeaufschlagte Öl zur Zeit dieser Veränderung des Hubs geringer ist. Daher wird ein Übergang von dem Zustand des Halb-Eingerücktseins zum Zustand, dass die Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH eingerückt ist, reibungslos. Bei der Ventileinstellung wie in 21 jedoch ist eine Last auf die Hochgeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CH größer als in 20, wenn mit dem in der Hochgeschwindigkeits-Position positionierten Schalthebel gestartet wird. Hinsichtlich der aus den 20 und 21 auszuwählenden Einstellung ist es besser, die bezüglich eines Ventilaufbaus und dgl. geeignete auszuwählen.
Alternativ können die Hydraulikkupplungen CL und CH gegen solche ausgetauscht werden, die durch Vorbelastungskraft eingerückt werden und durch Versorgung mit Hydraulikdrucköl gegen die Vorbelastungskraft ausgerückt werden, im Gegensatz zu der vorherigen Ausführungsform. In diesem Fall entspricht der Einrückdruck einer Hydraulikkupplung dem Vorbelastungsdruck, gegen den dieser gelieferten Hydrauliköldruck. Daher nimmt bei Zunahme des gelieferten Hydrauliköldrucks der Einrückdruck der Kupplung ab. Wenn so konfigurierte Hydraulikkupplungen zum Schalten eingesetzt werden, ist der oben genannte Hydraulikölkreislauf zum Schalten in der Hydraulikdruck-Steuerventilvorrichtung 83 nach wie vor anwendbar, wobei sich die Anordnung von Ventilen wie dem Hauptkupplungsventil 43, dem Schaltsteuerventil 42, dem Ölweg-Schaltventil 44, dem langsamen Rückschlagventil 47 und dgl. grundlegend nicht verändert ist, aber die Einlassöffnung und die Auslassöffnung jedes Ventils gegeneinander ausgetauscht sind.
Wie oben beschrieben wurde, ist die Ausführungsform zwar mittels zweier Hydraulikkupplungen als Schalteinrichtung zweier Stufen, nämlich hoch/niedrig (high/low), beschrieben worden, der Aufbau eines Fahrzeug-Getriebezugs gemäß der Erfindung ist aber auch auf einen Fall anwendbar, bei dem drei oder mehr Hydraulikkupplungen zur Erzeugung einer Schalteinrichtung mit drei oder mehr Stufen eingesetzt werden. Das heißt, es ist bevorzugt, dass jede Kupplung mit einem großen Volumen, die zur Erzeugung eines Kriechvorgangs geeignet ist, unter der Vielzahl von Hydraulikkupplungen ausgewählt wird, um als halbeinzurückende Hydraulikkupplung während des Einrückens/Ausrückens der Hauptkupplung zu dienen, beispielsweise als Niedergeschwindigkeits-Hydraulikkupplung CL. Außerdem kann die ein Nachschleppen bzw. Schleifen verhindernde Kupplungsvorrichtung, die gegen ein Schwungrad zu drücken ist (die Trockenkupplungsvorrichtung A in der Ausführungsform) ungeachtet der Anzahl von Hydraulikkupplungen in einem Schaltmechanismus vorgesehen sein.
Es sind zwar die bevorzugtesten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden, weitere Modifikationen der Erfindung sind jedoch Fachleuten ersichtlich, sofern sie nicht vom Geist der Erfindung abweichen. Das heißt, der technische Schutzumfang der Erfindung ist nur durch den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche begrenzt.
Industrielles Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Fahrzeug, beispielsweise einen Traktor oder dgl. angewandt, das/der eine Nasskupplung als Hauptkupplung zum Einrücken/Ausrücken eines Kraftübertragungszug-Eingangs von Motorkraft und als Kupplung zum Schalten verwendet wird.

Claims

Getriebe für ein Fahrzeug mit: einer als Hauptkupplung zum In- und Außer-Eingriff-Bringen einer Kraftübertragung von einer Antriebsmaschine (5) vorgesehene Nasskupplung (CL, CH), einer ein Nachschleppen bzw. Schleifen verhindernden Kupplungsvorrichtung (A), die an der stromaufwärtigen Seite der Nasskupplung (CL, CH) zur Verhinderung eines Nachschleppens bzw. Schleifens gelegen ist, und einem gemeinsamen Hauptkupplungs-Betätigungsmittel (111) zum Außer-Eingriff-Bringen der Nasskupplung (CL, CH) und der ein Nachschleppen bzw. Schleifen verhindernden Kupplungsvorrichtung (A).
Getriebe für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die ein Nachschleppen bzw. Schleifen verhindernde Kupplungsvorrichtung (A) so ausgestaltet ist, dass sie außer Eingriff sein kann und einen Eingriff vollenden kann, während die Nasskupplung (CL, CH) ein Spiel aufweist, bis der Minimaldruck des Hydraulikfluids darin steigt.
Getriebe für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Mehrscheibenkupplung als die Nasskupplung (CL, CH) verwendet wird.
Getriebe für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Einzelscheiben-Trockenkupplung als die ein Nachschleppen bzw. Schleifen verhindernde Kupplungsvorrichtung (A) verwendet wird.
Getriebe für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die ein Nachschleppen bzw. Schleifen verhindernde Kupplungsvorrichtung (A) und die Nasskupplung (CL, CH) in einem Gehäuse (1) enthalten sind, und ein Aktuator (81) zum Betätigen der ein Nachschleppen bzw. Schleifen verhindernden Kupplungsvorrichtung (A) sich außerhalb des Gehäuses (1) befindet.
Getriebe für ein Fahrzeug nach Anspruch 5, wobei der Aktuator (81) zum Betätigen der ein Nachschleppen bzw. Schleifen verhindernden Kupplungsvorrichtung (A) hydraulisch betätigt wird, und ein Steuermittel (45) zum Zuführen/Abführen von Hydraulikfluid zu/von dem Betätiger (81) in einen hydraulischen Steuermechanismus (83) für die Nasskupplung (CL, CH) aufgenommen ist.
Getriebe für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Getriebe einen Schaltmechanismus (B) mit mehreren Nasskupplungen (CL, CH) zum Schalten umfasst, unter denen eine Kupplung selektiv in Eingriff gebracht werden kann, um eine bestimmte Geschwindigkeitsstufe einzustellen, und die mehreren Nasskupplungen (CL, CH) zum Schalten auch als Hauptkupplung so verwendet werden können, dass alle Nasskupplungen (CL, CH) zum Trennen der Kraftübertragung der Antriebsmaschine (5) auf das Getriebe außer Eingriff gebracht werden können.
Getriebe für ein Fahrzeug nach Anspruch 7, wobei eine (CL) unter den mehreren Nasskupplungen als Kupplung zum Kriechen spezifiziert ist, die während einer Übergangsperiode zwischen einem Hauptkupplungs-Ausrückzustand, in dem alle Nasskupplungen (CL, CH) außer Eingriff sind, und einem Hauptkupplungs-Einrückzustand, in dem eine ausgewählte der Nasskupplungen (CL, CH) in Eingriff gebracht sein kann, halb eingerückt sein kann.
Getriebe für ein Fahrzeug nach Anspruch 8, wobei mindestens die Kupplung (CL) zum Kriechen eine Mehrscheibenkupplung unter den mehreren Nasskupplungen (CL, CH) ist.
Getriebe für ein Fahrzeug nach Anspruch 8 oder 9, wobei eine Nasskupplung (CL) mit dem größten Volumen unter den mehreren Nasskupplungen (CL, CH) als Kupplung zum Kriechen verwendet wird.
Getriebe für ein Fahrzeug nach Anspruch 8, 9 oder 10, wobei eine die unterste Geschwindigkeitsstufe bildende Nasskupplung (CL) unter den mehreren Nasskupplungen (CL, CH) als die Kupplung zum Kriechen verwendet wird.
Getriebe für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das gemeinsame Hauptkupplungs-Betätigungsmittel (111) zum Schalten einer Übertragung/Trennung von Kraft von der Antriebsmaschine (5) zu/von dem Getriebe vorgesehen ist, wobei der volle Bewegungsbereich des Hauptkupplungs-Betätigungsmittels (111) in einen Hauptkupplungs-Einrückbereich (D1), bei dem eine der Nasskupplungen (CL, CH) entsprechend einer bestimmten Geschwindigkeitsstufe ausgewählt und in Eingriff ist, einen Kriechbereich (D2), bei dem die Kupplung (CL) zum Kriechen halb eingerückt ist, und einen Hauptkupplungs-Ausrückbereich (D3), bei dem sich alle Nasskupplungen (CL, CH) außer Eingriff befinden und die ein Nachschleppen bzw. Schleifen verhindernde Kupplungsvorrichtung (A) sich außer Eingriff befindet und den Eingriff vollendet, während das Hauptkupplungs-Betätigungsmittel (111) sich in dem Hauptkupplungs-Ausrückbereich (D3) befindet, unterteilt ist.
Getriebe für ein Fahrzeug nach Anspruch 12, wobei eine Grenze zwischen dem Hauptkupplungs-Ausrückbereich (D3) und dem Kriechbereich (D2) auf eine Bewegungsposition des Hauptkupplungs-Betätigungsmittels (111) eingestellt ist, an der der minimale für die Kupplung (CL) zum Kriechen erforderliche Eingriffdruck ansteigt und alle Nasskupplungen (CL, CH) ein Spiel aufweisen, bis der minimale Hydraulikfluiddruck in jeder der Nasskupplungen (CL, CH) an steigt, während sich das Hauptkupplungs-Betätigungsmittel (111) in dem Hauptkupplungs-Ausrückbereich (D3) befindet.
Getriebe für ein Fahrzeug nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Kupplungseingriff-Hydraulikdruck der Kupplung (CL) zum Kriechen erhöht werden kann, wenn eine Bewegung des Hauptkupplungs-Betätigungsmittels (111) innerhalb des Kriechbereichs (D2) von dem Hauptkupplungs-Ausrückbereich (D3) zu dem Hauptkupplungs-Einrückbereich (D1) hin variiert wird, und eine Grenze zwischen dem Kriechbereich (D2) und dem Hauptkupplungs-Einrückbereich (D1) auf eine Bewegungsposition eingestellt ist, an der der Kupplungseingriff-Hydraulikdruck geringer ist als der maximale Hydraulikdruck.
Getriebe für ein Fahrzeug nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Kupplungseingriff-Hydraulikdruck der Kupplung (CL) zum Kriechen erhöht werden kann, wenn ein Bewegung des Hauptkupplungs-Betätigungsmittels (111) innerhalb des Kriechbereichs (D2) von dem Hauptkupplungs-Ausrückbereich (D3) zum Hauptkupplungs-Einrückbereich (D1) hin variiert wird, und eine Grenze zwischen dem Kriechbereich (D2) und dem Hauptkupplungs-Einrückbereich (D1) auf eine Bewegungsposition eingestellt ist, an der der Kupplungseingriffs-Hydraulikdruck den maximalen Hydraulikdruck erreicht.
Getriebe für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei der Hauptkupplungs-Ausrückbereich (D3) entsprechend einem Bewegungsbereich des Hauptkupplungs-Betätigungsmittels (111) eingestellt ist, indem alle Nasskupplungen (CL, CH) ein Spiel aufweisen, bis der minimale Hydraulikfluiddruck in jeder der Nasskupplungen (CL, CH) ansteigt.
Getriebe für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei die mehreren Nasskupplungen (CL, CH) des Schaltmechanismus in Eingriff gebracht werden können, indem ihnen Hydraulikfluid zugeführt wird, und außer Eingriff gebracht werden können, indem Hydraulikfluid abgeführt wird, wobei ein Fluidweg-Schaltventil (44), das als eine von Hydraulikdruck-Steuervorrichtungen zum Steuern eines Strömungsverlaufs von Hydraulikfluid zu jeder der Nasskupplungen (CL, CH) des Schaltmechanismus dient, und das Strömungsweg-Schaltventil (44), falls die eine der zum Eingriff entsprechend einer bestimmten Geschwindigkeitsstufe ausgewählte der Nasskupplungen (CL, CH) nicht die Kupplung zum Kriechen ist und das Hauptkupplungs-Betätigungsmittel (111) sich entweder im Hauptkupplungs-Ausrückbereich (D3) oder im Kriechbereich (D2) befindet, einen Zuführweg von Hydraulikfluid mit der Kupplung zum Kriechen verbinden kann und einen Fluidabführweg mit der im wesentlichen zum Eingriff ausgewählten Nasskupplung verbinden kann.
Getriebe für ein Fahrzeug nach Anspruch 17, wobei das Fluidweg-Schaltventil (44) aus einem elektromagnetischen Solenoid hergestellt ist, der auf der Basis der Erfassung einer Position eines Schaltbetätigungsmittels (91) zum Einstellen einer Geschwindigkeitsstufe des Schaltmechanismus und der Erfassung einer Position des Hauptkupplungs-Betätigungsmittel (111) geschaltet werden kann.
Getriebe für ein Fahrzeug nach Anspruch 17 oder 18, wobei Drosselmechanismen (47) in jeweiligen Fluidwegen vorgesehen sind, welche mit den jeweiligen Nasskupplungen (CL, CH) verbunden sind und ein Strömen von Hydraulikfluid durch diese ermöglichen, wenn die jeweiligen Nasskupplungen außer Eingriff sind.
Getriebe für ein Fahrzeug nach Anspruch 17, 18 oder 19, wobei ein Verzögerungs-Überdruckventil (45) vorgesehen ist, um einen Hydraulikdruckanstieg in einem Fluidweg, welcher Hydraulikfluid einer selektiv in Eingriff befindlichen der Nasskupplungen (CL, CH) zuführt, zu verzögern, nachdem die eine der Nasskupplungen (CL, CH) anstelle einer anderen Nasskupplung zum Schalten ausgewählt wurde.