DE69016874T2

DE69016874T2 - Hydraulische Steuerung einer Kupplung für ein industrielles Fahrzeug.

Info

Publication number: DE69016874T2
Application number: DE69016874T
Authority: DE
Inventors: Shuji Ohta; Toshiyuki Takeuchi
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1989-08-07
Filing date: 1990-08-07
Publication date: 1995-07-20
Anticipated expiration: 2010-08-08
Also published as: EP0412505A2; US5083646A; DE69016874D1; EP0412505B1; KR930009946B1; EP0412505A3; KR910004391A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Vorrichtung zur Betätigung einer Kupplung in einem industriellen Fahrzeug entsprechend dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 12.
In einem industriellen Fahrzeug, das eine händisch betätigbare Übertragung mit Zahnrädern hat, die durch Schaltvorgänge veränderlich sind, wie etwa einem Gabelstapler, ist ein Vorwärts- und ein Rückwärts-Schalthebel und ein Geschwindigkeits-Veränderungs-Schalthebel vorgesehen, um die Zahnräder zu verändern, und eine hydraulisch betätigbare Kupplung ist in der Kraftübertragung eingebaut. Die Kupplung wird durch ein Hydrauliköl in einer hydraulischen Kupplungs- Betätigungs-Schaltung betätigt, in der Druck-Steuer-Ventile angeordnet sind, um die Betätigung der Kupplung zu steuern, um Kupplungsglieder ineinander in Eingriff zu bringen oder außer Eingriff zu bringen, ansprechend auf die Bewegungen des Vorwärts- und Rückwärts-Schalthebels und des Gangwechsel- Schalthebels.
Eine typische herkömmliche hydraulische Schaltung zur Betätigung einer Kupplung ist in der Fig. 14 der beigefügten Zeichnungen dargestellt, in der sich eine hydraulische Kupplungs-Betätigungs-Schaltung zwischen einer Ölpumpe 204 und einem die Kupplung betätigenden hydraulischen Zylinder 208 zur Betätigung der Kupplung (nicht dargestellt) erstreckt. Ein Druck-Regulierungs-Ventil 205, ein Druck-Modulations-Ventil 209, ein Vorwärts- und Rückwärts-Schieberventil 206, ein Schnellgang- und Langsamgang-Wechsel-Schieberventil 207 und ein Speicher 210 sind in der Schaltung angeordnet, und ein Ölbehälter 215 ist vorgesehen. Ein Vorwärts- und Rückwärts- Schalthebel 201 und ein Gangwechsel-Schalthebel 211 sind in dem Fahrzeug zur Betätigung einer Kraftübertragung (nicht dargestellt) vorgesehen. Der Vorwärts- und Rückwärts- Schalthebel 201 ist mechanisch mit einer Vorwärts- und Rückwärts-Schaltgabel 202 versehen, die in die Zahnräder, die durch einen Schaltvorgang veränderlich sind, in der Kraftübertragung (nicht dargestellt) eingreift, und er ist in einem Vorwärts- und Rückwärts-Schaltventil 203 auf genommen, das wiederum hydraulisch mit einem mit dem Vorwärts- und Rückwärts- Schieberventil 206 verbunden ist, wodurch sich die Vorwärts- und Rückwärts-Schaltgabel 202 bewegt, um die Zahnräder zu verändern, und wodurch das Vorwärts- und Rückwärts-Schaltventil 203 von einer neutralen, Stellung mit geschlossenem Anschluß in eine Anschluß-Offen-Stellung wechselt, ansprechend auf die Bewegung des Vorwärts und Rückwärts-Schalthebels 201. Daher öffnet sich das Vorwärts- und Rückwärts-Schieberventil 206, nachdem sich das Vorwärts- und Rückwärts-Schaltventil 203 geöffnet hat, und das Hydrauliköl wird über die hydraulische Kupplungs-Betätigungs-Schaltung von der Ölpumpe 204 zum Kupplungs-Betätigungs-Hydraulikzylinder 208 durchgelassen (falls das Gang-Änderungs-Schieberventil 207 geöffnet ist), um dadurch Kupplungsglieder der Kupplung in Übereinstimmung mit einem Anstieg des Druckes des Hydrauliköls in der die Kupplung betätigenden hydraulischen Schaltung in Eingriff zu bringen. Der Anstieg des Druckes des Hydrauliköls in der die Kupplung betätigenden hydraulischen Schaltung wird durch das Druck- Modulations-Ventil 209 und den Speicher 210 reguliert.
Ebenso ist der Gangwechsel-Schalthebel 211 mit einem Gangwechsel-Ventil 212 verbunden, das wiederum hydraulisch mit einem Gangwechsel-Schaltventil 213 verbunden ist. Das Gangwechsel-Schaltventil 213 ist mechanisch mit einer Gangwechsel-Schaltgabel 214 verbunden, und weiters hydraulisch mit dem Gangwechsel-Schieberventil 207 verbunden, wodurch sich die Gangwechsel-Schaltgabel 204 bewegt, um die Zahnräder, ansprechend auf die Bewegung des Gangwechsel-Schalthebels 211, zu verändern, und dann erlaubt es das Gangwechsel-Schaltventil 203 dem Hydrauliköl zu dein Gangwechsel-Schieberventil 207 durchzufließen, das es dem Hydrauliköl erlaubt, zu dem die Kupplung betätigenden Hydraulikzylinder 208 über die die Kupplung betätigende hydraulische Schaltung zu fließen (falls das Vorwärts- und Rückwärts-Schieberventil 206 geöffnet ist), um dadurch Kupplungsglieder der Kupplung in Eingriff zu bringen, wie bei dem oben beschriebenen Vorwärts- und Rückwärts-Schaltvorgang.
Wenn einer der beiden Hebel, nämlich der Vorwärts- und Rückwärts-Schalthebel 201 oder der Gangwechsel-Schalthebel 211, in der neutralen Stellung ist, und die Zahnräder außer Eingriff sind, wird das zugehörige der Schieberventile 206 und 207 in seine Ausgangsstellung zurückgebracht, in der die die Kupplung betätigende hydraulische Schaltung geschlossen ist und in der der die Kupplung betätigende Hydraulikzylinder 208 mit dem Ölbehälter 215 verbunden ist, wodurch bewirkt wird, daß die Kupplung außer Eingriff ist.
Eines der Probleme der herkömmlichen hydraulischen Vorrichtung ist, daß, wenn die einmal in Eingriff befindlichen Zahnräder außer Eingriff gebracht werden, indem der Vorwärts- und Rückwärts-Schalthebel 201 oder der Gangwechsel-Schalthebel 211 in die jeweilige neutrale Stellung bewegt werden, die Anordnung der hydraulischen Vorrichtung so ist, daß die Kupplung außer Eingriff gebracht wird, nachdem die Zahnräder außer Eingriff gebracht worden sind. Dies ist deshalb, da der Vorwärts- und Rückwärts-Schalthebel 201 und der Gangwechsel- Schalthebel 211 zur Betätigung der Zahnräder mechanisch mit den beweglichen Ventilelementen der Schaltventile 203 und 213 verbunden sind, die die Schieberventile 206 bzw. 207 steuern, und da die Anschlüsse der jeweiligen Schaltventile 203 und 213 durch die sich bewegenden Ventilelemente geöffnet werden. Daher wird die Kupplung außer Eingriff gebracht, während sich die Zahnräder außer Eingriff befinden, und die Zahnräder können miteinander kollidieren.
Ein anderes Problem der herkömmlichen hydraulischen Vorrichtung ist, daß der Druck des Hydrauliköls, das zu dem Kupplung betätigenden Hydraulikzylinder 208 zugelassen wird, konstant ansteigt, d. h. der Anstieg des Druckes des Hydrauliköls wird konstant durch das Druck-Modulations-Ventil 209 und den Speicher 210 reguliert, wenn das Fahrzeug entweder gestartet wird oder der Gangwechsel durchgeführt wird. Was die Zeitdauer des Anstieges des Druckes des Hydrauliköls betrifft, wird vorzugsweise die Zeitdauer des Anstieges des Druckes verlängert, so daß der Druck allmählich ansteigt, um den Stoß zu mildern, wenn das Fahrzeug startet. Dies bedeutet jedoch, daß das Schließen der Kupplung, wenn der Wechsel der Zahnräder durchgeführt wird, während das Fahrzeug fährt, verzögert ist, und daß eine relativ große Zeitverzögerung auftritt. Im Gegensatz dazu wird dann, wenn die Zeitdauer des Anstieges des Druckes verkürzt wird, um diese Verzögerung zu verringern, der Stoß, der dann auftritt, wenn das Fahrzeug startet, sehr stark.
Eine hydraulische Vorrichtung, die im wesentlichen der Vorrichtung entspricht, die in Fig. 14 dargestellt ist, wird in der Doktorarbeit "Study and Development of a Non-Clutch Transmission for a Vehicle" auf den Seiten 8 bis 14 der Veröffentlichung "A Theme and Prospect for Development and Improvement of Agricultural Tractors", veröffentlicht am 11. November 1988 durch die Association of Agricultural Machinery in Japan, beschrieben.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die obigen Probleme zu lösen und eine hydraulische Vorrichtung zur Betätigung einer Kupplung in einem industriellen Fahrzeug zu schaffen, bei der die Kupplung zuverlässig außer Eingriff ist, bevor die Zahnräder zum Wechseln der Gänge bei einem Gangwechsel der Kraftübertragung außer Eingriff gebracht sind.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die obigen Probleme zu lösen und eine hydraulische Vorrichtung zur Betätigung einer Kupplung in einem industriellen Fahrzeug zu schaffen, bei der eine Kupplungs-Eingriffs-Zeit, wenn das Fahrzeug gestartet wird, bzw. wenn eine Änderung der Übersetzung durchgeführt wird, während das Fahrzeug fährt, verändert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine hydraulische Vorrichtung gelöst, die die Merkmale der Patentansprüche 1 bzw. 2 aufweist.
Bei der Anordnung entsprechend dem Patentanspruch 1 wird der Druck in den das Getriebe (die Zahnräder) betätigenden hydraulischen Mitteln zum Bewegen der durch den Schaltvorgang veränderlichen Zahnräder zu dem Schieberventil als Steuerdruck zugeführt wird erhält ein Signal zum Trennen der Kupplung; wenn nämlich mindestens ein händisch betätigbarer Schalthebel betätigt wird, steigt der Druck in dem das Getriebe betätigenden hydraulischen Mittel auf einen Hochdruck-Pegel, der ausreicht, um die durch den Schaltvorgang veränderlichen Zahnräder zu bewegen, und der Ventil-Öffnungs-Druck des Schieberventils ist kleiner als ein solcher Hochdruck-Pegel, so daß das Schieberventil öffnet, um die Kupplung im wesentlichen vor der Bewegung der das Getriebe betätigenden hydraulischen Mittel zu trennen.
Mit der Anordnung entsprechend dem unabhängigen Patentanspruch 12 sind dann, wenn der Vorwärts- und Rückwärts- Schalthebel und der Gangwechsel-Schalthebel jeweils in den neutralen Stellungen sind, das erste Vorwärts- und Rückwärts- Schieberventil und das zweite Gangwechsel-Schieberventil jeweils in den offenen Stellungen, und die zweite hydraulische Druck-Steuer-Schaltung und die erste hydraulische Kupplungs- Betätigungs-Schaltung sind mit dem Ölbehälter verbunden, so daß die Kupplung außer Eingriff ist. Bei dem Start des Fahrzeuges wird der Vorwärts- und Rückwärts-Schalthebel in die Vorwärts- oder in die Rückwärts-Stellung gebracht, und der Gangwechsel- Schalthebel wird in eine der Gangwechsel-Stellungen gebracht, so daß das erste Vorwärts- und Rückwärts-Schieberventil und das zweite Gangwechsel-Schieberventil in die geschlossene Stellung gebracht werden, um die zweite hydraulische Druck-Steuer- Schaltung vom Öl zu trennen, um dadurch den Druck von der Ölpumpe auf die erste hydraulische Kupplungs-Betätigungs- Schaltung auszuüben. Daher steigt der Druck der ersten hydraulischen Kupplungs-Betätigungs-Schaltung und der hydraulischen Kupplungs-Betätigungs-Mittel um zu bewirken, daß die Kupplung in Eingriff kommt. Der Anstieg des Druckes wird sowohl durch den ersten als auch den zweiten Speicher gesteuert, und der Druckanstieg ist langsam.
Wenn das Fahrzeug gestartet wird, werden das erste Vorwärts- und Rückwärts-Schieberventil und das zweite Gangwechsel-Schieberventil jeweils in den offenen Stellungen gehalten, wobei das Rückschlagventil einen Rückfluß des Hydrauliköls zur ersten hydraulischen Schaltung verhindert, um den ersten Speicher mit Hydrauliköl gefüllt zu halten. Dann wird der Gangwechsel-Schalthebel bewegt, beispielsweise von der Langsam-Stellung über die Neutral-Stellung in die Schnell- Stellung, um die Geschwindigkeit des Fahrzeuges zu verändern, wenn das Fahrzeug fährt, und der Vorwärts- und Rückwärts- Schalthebel wird in der vorigen Stellung gehalten, und daher wird das zweite Gangwechsel-Schaltventil entsprechend von der geschlossenen Stellung in die neutrale, offene Stellung gebracht, und wiederum in die geschlossene Stellung. Wenn das zweite Gangwechsel-Schieberventil in die neutrale, offene Stellung gebracht wird, werden die zweite hydraulische Druck- Steuer-Schaltung und die erste hydraulische Kupplungs- Betätigungs-Schaltung mit dem Öltank verbunden, so daß die Kupplung augenblicklich außer Eingriff gebracht wird, und das Hydrauliköl, das im zweiten Speicher gespeichert ist, wird abgelassen. Dann wird das zweite Gangwechsel-Schieberventil wiederum in die geschlossene Stellung bewegt, um den Gangwechsel zu bewirken und um die Kupplung in Eingriff zu bringen. In diesem Fall wird der Anstieg des Drucks nur durch den zweiten Speicher gesteuert, da der erste Speicher schon gefüllt ist, und der Druckanstieg ist schnell.
Dementsprechend ist es möglich, die Kupplung durch Ausübung des langsam ansteigenden Druckes auf den die Kupplung betätigenden hydraulischen Zylinder in Eingriff zu bringen, indem sowohl der erste als auch der zweite Speicher gefüllt werden, um das Fahrzeug mit einem geringeren Stoß zu starten, und um die Kupplung durch Ausübung des schnell steigenden Druckes auf den die Kupplung betätigenden Hydraulikzylinder in Eingriff zu bringen, indem nur der zweite Speicher gefüllt wird.
Die vorliegende Erfindung wird aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsvariante deutlicher, die sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht, in denen:
Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm einer hydraulischen Vorrichtung zur Betätigung einer Kupplung entsprechend der ersten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 ein Schnitt der Kraftübertragung ist;
Fig. 3A ein detaillierter Schnitt des Schaltverstärkers von Fig. 1 zur Betätigung der Schaltgabel ist;
Fig. 3B ein teilweiser Schnitt des Schaltverstärkers von Fig. 3A in vergrößertem Maßstab ist.
Fig. 4B ein detaillierter Schnitt der Schieberventile und des Rückschlagventils von Fig. 1 ist;
Fig. 5 ein detaillierter Schnitt des zweiten Speichers von Fig. 1 ist;
Fig. 6 ein detaillierter Schnitt des Einstellungs-Ventils von Fig. 1 ist;
Fig. 7 ein detaillierter Schnitt der Kupplung von Fig. 1 ist;
Fig. 8 ein Diagramm ist, das die Schaltmuster und das Eingreifen der Kupplung in der Kraftübertragung mit zwei Vorwärts-Stellungen und zwei Rückwärts-Stellungen zeigt;
Fig. 9 ein Diagramm ist, das den Anstieg des Druckes zeigt, der durch die Speicher gesteuert ist;
Fig. 10 ein Schaltungsdiagramm der zweiten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 11 ein Schaltungsdiagramm der dritten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 12 ein Schaltungsdiagramm der vierten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 13 ein Diagramin ist, das die Schaltmuster und das Eingreifen der Kupplung entsprechend der vierten Ausführungsvariante zeigt; und
Fig. 14 ein Schaltungsdiagramm einer hydraulischen Vorrichtung zur Betätigung einer Kupplung entsprechend dem Stand der Technik ist.
Die erste Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 9 beschrieben. Das industrielle Fahrzeug, wie etwa ein Gabelstapler, hat einen Motor, wie etwa einen Elektromotor zur Bewegung des Fahrzeuges und eine Kraftübertragung, die mit einer händischen Kupplung versehen ist. Fig. 1 ist ein Schaltungsdiagramm einer hydraulischen Vorrichtung zur Betätigung der Kupplung, bei der eine Ölpumpe 1 ein Ölbehälter 2, ein Vorwärts- und Rückwärts- Schalthebel 11, ein Gangwechsel-Schalthebel 12 und ein die Kupplung betätigender Hydraulikzylinder 21 dargestellt sind. Die Kraftübertragung ist in Fig. 2 dargestellt, und die Kupplung ist in Fig. 7 dargestellt, so wie sie später kurz beschrieben werden wird.
In Fig. 1 ist eine hydraulische Schaltung, die von der Ölpumpe 1 ausgeht, in eine das Getriebe betätigende hydraulische Schaltung (Verstärker-Schaltung) 4 und eine die Kupplung betätigende hydraulische Schaltung (Kupplungs- Schaltung) 8 bei einem Strömungs-Teilungs-Ventil 3 unterteilt, und eine den Druck steuernde hydraulische Schaltung (Druck- Steuer-Schaltung) 13 zweigt von der Kupplungs-Schaltung 8 ab. Die Druck-Steuer-Schaltung 13 ist weiters in drei parallele Hydraulikschaltungen 13a, 13b und 13c unterteilt. Die Verstärker-Schaltung 4 umfaßt ein das Getriebe betätigendes hydraulisches Mittel, das, in Serie, einen Gangwechsel-Schalt- Verstärker 6 und einen Vorwärts- und Rückwärts-Schalt- Verstärker 5 aufweist, und in dem Ölbehälter 2 endet. Der Gangwechsel-Schalt-Verstärker 6 ist mit dem Gangwechsel- Schalthebel 12 verbunden und besitzt eine Ausgangswelle 34, auf der eine Gangwechsel-Schaltgabel 36 befestigt ist. Der Vorwärts- und Rückwärts-Schalt-Verstärker 5 ist auch mit dem Vorwärts- und Rückwärts-Schalthebel 11 verbunden und besitzt eine Ausgangswelle 33, auf der eine Vorwärts- und Rückwärts- Schaltgabel 35 angebracht ist. Ein Überströmventil 9 ist auch in der Verstärker-Schaltung 4 vorgesehen, um den maximalen Arbeitsdruck der Schalt-Verstärker 5 und 6 zu bestimmen.
Die Kupplungs-Schaltung 8 umfaßt ein Druck-Regulierungs- Ventil 10 um den maximalen Arbeitsdruck des die Kupplung betätigenden Hydraulikzylinders 21 zu bestimmen, sowie ein Einstellungs-Ventil 7. Die Druck-Steuer-Schaltung 13 zweigt von der Kupplungs-Schaltung B zwischen dem Einstellungs-Ventil 7 und dem die Kupplung betätigenden Hydraulikzylinder 21 ab, und Schieberventile 15, 16 und 17 sind in den parallelen hydraulischen Schaltungen 13a, 13b bzw. 13c angeordnet. Das Schieberventil 15 ist so aufgebaut, daß es zwischen einer offenen Stellung und einer geschlossenen Stellung beweglich ist, ansprechend auf einen Druck eines Hydrauliköls in der Verstärker-Schaltung 4 stromaufwärts des Gangwechsel-Schalt- Verstärkers 6, d. h. eine Steuerleitung 14 erstreckt sich so, daß das Schieberventil 15 normalerweise geschlossen und geöffnet wird, um ein Hydrauliköl in der Kupplungs-Schaltung 8 in den Ölbehälter 2 abzulassen, wenn der Druck zur Betätigung des Gangwechsel-Schalt-Verstärkers 6 gesteigert wird, indem der Gangwechsel-Schalthebel 12 betätigt wird.
Das Vorwärts- und Rückwärts-Ventil 16 ist mit der Ausgangswelle 33 des Vorwärts- und Rückwärts-Schalt-Verstärkers 5 verbunden und so aufgebaut, daß es darin beweglich ist, zwischen einer mittleren, offenen Stellung, um ein Hydrauliköl in die Kupplungs-Schaltung 8 zum Ölbehälter 2 abzulassen, sowie zwei einander gegenüberliegende, geschlossene Stellungen auf jeder Seite der mittleren, offenen Stellung. Das Gangwechsel- Schieberventil 17 ist mit der Ausgangswelle 34 des Gangwechsel- Schalt-Verstärkers 6 verbunden und so aufgebaut, daß es zwischen einer mittleren offenen Stellung zum Ablassen eines Hydrauliköls in der Kupplungsschaltung 8 zum Ölbehälter 2 und seitlichen, geschlossenen Stellungen auf jeder Seite der mittleren offenen Stellung beweglich ist.
Ein Rückschlagventil 20 ist in der Zweigschaltung 13b angeordnet, um eine Strömung des Hydrauliköls zur stromaufwärtigen Kupplungs-Schaltung 8 zu verhindern. Ein erster Speicher 18 ist in der Zweigschaltung 13b zwischen dem Rückschlagventil 20 und dem Vorwärts- und Rückwärts- Schieberventil 16 angeordnet, um einen Anstieg des Druckes zu steuern, der auf den die Kupplung betätigenden Hydraulikzylinder 21 ausgeübt wird, hauptsächlich beim Start des Fahrzeuges. Ein zweiter Speicher 19 ist auch in der Zweigschaltung 13b vorgesehen und ist stromaufwärts des Gangwechsel-Schieberventils 17 angeordnet, um einen Anstieg des Druckes zu steuern, der auf den die Kupplung betätigenden Hydraulikzylinder 21 ausgeübt wird, sowohl beim Start des Fahrzeuges, als auch bei einem späteren Gangwechsel. Der zweite Speicher 19 umfaßt eine Kombination eines Speichers 191 und eines Modulationsventils 192.
Fig. 2 zeigt die händisch betätigbare Kraftübertragung, die zwei Vorwärtsstellungen und zwei Rückwärts-Stellungen aufweist, wie sie in einem Gabelstapler verwendet wird und wie sie als Synchromesh-Kraftübertragung bekannt ist. Die Ausgangswelle 34 des Gangwechsel-Schalt-Verstärkers 6 und der Ausgangswelle 33 des Vorwärts- und Rückwärts-Schalt-Verstärkers 5 erstrecken sich in die Kraftübertragung und sind darin axial beweglich, wodurch ihre Gabeln 36 und 35 die Stellungen der Zahnräder in der Kraftübertragung verändern. Die Stellungen der Ausgangswellen 33 und 34 werden durch Rasten 37 aufrecht erhalten.
In Fig. 2 umfassen die Zahnräder einen Langsam-Zahnradsatz 38 und 39 und einen Schnell-Zahnradsatz 40 und 41, einen Vorwärts-Zahnradsatz 42 und 43 mit einem Laufrad dazwischen (nicht dargestellt), und einen Rückwärts-Zahnradsatz 44 und 45. Die Zahnräder 38 und 40 sind auf einem einstückigen Glied gebildet, das auf einer Eingangswelle 46 angebracht ist, um sich damit zu drehen. Die Zahnräder 39 und 41 und die Zahnräder 42 und 44 sind drehbar auf einer Keilwelle 48 angeordnet. Kupplungs-Naben-Hülsen 49 und 50 (umfassend die zugehörigen Kupplungs-Naben-Glieder) sind zwischen den Zahnrädern 39 und 41, bzw. zwischen den Zahnrädern 42 und 44 angeordnet und sind einerseits mit den Gabeln 35 und 36 gekoppelt, und befinden sich andererseits mit der Keilwelle 48 in Eingriff, um sich mit ihr zu drehen, so daß die Kupplungs-Naben-Hülsen 49 und 50 axial bewegt werden können, um eines der jeweiligen Zahnräder 39 und 41, und 42 und 44 drehend mit der Keilwelle 48 zu koppeln. Daher wird die Drehung der Eingangswelle 46 auf eine Ausgangswelle 47 übertragen, und zwar über eines der Zahnräder 39 und 41, die Keilwelle 48 und eines der Zahnräder 42 und 44 .
Fig. 3A zeigt den Gangwechsel-Schalt-Verstärker 6 in größerem Detail. Es wird angemerkt, daß der Vorwärts- und Rückwärts-Schalt-Verstärker 6 und daher dessen Beschreibung auch auf den Vorwärts- und Rückwärts-Schalt-Verstärker 5 und seine zugehörigen Bauteile anwendbar ist.
Der Gangwechsel-Schalt-Verstärker 6 umfaßt ein rohrförmiges Zylindergehäuse 53 und eine rohrförmige Kolbenstange 52, die gleitbar in dem rohrförmigen Zylindergehäuse 53 eingefügt ist. Die rohrförmige Kolbenstange 52 besitzt einen Kolben 52a, und das rohrförmige Zylindergehäuse 53 besitzt zwei Zylinder 55 und 56, die jeweils an einer Seite des Kolbens 52a gebildet sind. Die rohrförmige Kolbenstange 52 besitzt auch einen rohrförmigen Ventilkörper 60, der an ihr befestigt ist, und eine Eingangswelle 51 ist gleitbar in den rohrförmigen Ventilkörper 60 mit einer begrenzten Relativbewegung zwischen ihnen eingefügt, wie dies durch die Spalte S1 oder Sr definiert ist. Reaktionskammern 57 und 58 sind zwischen dem rohrförmigen Ventilkörper 60 und der Eingangswelle 51 gebildet. Eine Feder ist in der Reaktionskammer 57 angeordnet. Die Eingangswelle 51 ist an ihrem rechten Ende mit dem Gangwechsel-Schalthebel 12 verbunden (in Fig. 3A nicht dargestellt), und der rohrförmige Ventilkörper 60 ist an seinem linken Ende mit der Ausgangswelle 34 verbunden.
Das rohrförmige Zylindergehäuse 53 hat eine einzelne Einlaßöffnung 54, die mit der Ölpumpe 1 in Verbindung steht und eine einzelne Auslaßöffnung 59, die mit dem Ölbehälter 2 in Verbindung steht (über den Vorwärts- und Rückwärts-Schalt- Verstärker 5, falls der Gangwechsel-Schalt-Verstärker 6 in Serie mit dem Vorwärts- und Rückwärts-Schalt-Verstärker 5 steht, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist). Der rohrförmige Ventilkörper 60 und die Eingangswelle 51 bilden in ihrem Inneren Ventilanschlüsse und Ventile, um wahlweise die Einlaßöffnung 54 und die Auslaßöffnung 59 mit den Zylindern 55 und 56 und den Reaktionskammern 57 und 58 zu verbinden. Die Fig. 3B zeigt solche Ventilanschlüsse und Ventile in vergrößertem Maßstab, in denen die rohrförmige Kolbenstange 52 und der rohrförmige Ventilkörper 60 im Sinne der Klarheit einheitlich schraffiert sind, und durch das Bezugszeichen 52 dargestellt sind.
Fig. 3B zeigt eine Zufuhröffnung 65 und eine Rücklauföffnung 66, die sich beide axial in der Einlaßwelle 51 erstrecken. Die Einlaßöffnung 54 steht normalerweise mit dem linken Endabschnitt der Zufuhröffnung 65 in Verbindung, und die Auslaßöffnung 59 steht normalerweise mit dem linken Endabschnitt der Rücklauföffnung 66 in Verbindung. Der rechte Endabschnitt der Zufuhröffnung 65 ist mit einer ringförmigen Ventil-Anordnung 67 verbunden, die einen ringförmig abgestuften Durchgang und Ventil-Eingriffs-Abschnitte 61, 62, 63 und 64 aufweist (Fig. 3A). Der linke Endabschnitt der ringförmigen Ventil-Anordnung 67 ist mit einem ersten axialen Durchgang 68 verbunden, der mit dem rechten Zylinder 56 und mit der linken Reaktionskammer 57 verbunden ist. Der rechte Endabschnitt der ringförmigen Ventil-Anordnung 67 ist mit einem zweiten axialen Durchgang 69 verbunden, der mit dem linken Zylinder 55 und der rechten Reaktionskammer 58 verbunden ist. Der rechte Endabschnitt der Rücklauföffnung 66 ist mit dem linken Endabschnitt und dem linken Endabschnitt der ringförmigen Ventil-Anordnung 67 verbunden, und daher mit den Zylindern 55 und 56 und mit den Reaktionskammern 57 und 58.
Fig. 3A und 3B zeigen den Gangwechsel-Schalthebel 12 und den Gangwechsel-Schalt-Verstärker 6 in den neutralen Stellungen, in denen das Hydrauliköl, das durch die Einlaßöffnung 54 eintritt, durch die Zufuhröffnung 65, die ringförmige Ventil-Anordnung 67, den ersten und den zweiten axialen Durchgang 68 und 69, die beiden Zylinder 55 und 56, die beiden Reaktionskammern 57 und 58 und die Rücklauföffnung 66 zu der Ausgangsöffnung 59 strömt, von der das Hydrauliköl in den Ölbehälter 2 freigegeben wird. Ein Gleichgewicht des Druckes wird zwischen den beiden gegenüberliegenden Zylindern 55 und 56 eingestellt, und der Druck des Fluids, das durch den Gangwechsel-Schalt-Verstärker 6 strömt, ist konstant.
Wenn der Gangwechsel-Schalthebel 12 in den Zeichnungen nach rechts bewegt wird, bewegt sich zunächst die Eingangswelle 51 in bezug auf den noch stationären rohrförmigen Ventilkörper 60 so, daß die Ventil-Eingriffs-Abschnitte 62 und 64 einen Abschnitt der ringförmigen Öffnung in der ringförmigen Ventil- Anordnung 67 verschließen, und daher wird ein Teil der Strömung des Hydrauliköls zum rechten Zylinder 56 und zur linken Reaktionskammer 57 abgesperrt, während der rechte Zylinder 56 und die linke Reaktionskammer 57 in Verbindung mit der Rücklauföffnung 66 gehalten werden. Daher übersteigt der Druck des Hydrauliköls im linken Zylinder 55 den Druck im rechten Zylinder 56, und der Kolben 52a mit der Kolbenstange 52 wird hydraulisch nach rechts bewegt. Dementsprechend wird die händische Betätigung des Gangwechsel-Schalthebels 12 hydraulisch durch den Gangwechsel-Schalt-Verstärker 6 verstärkt. Der Druck in der rechten Reaktionskammer 58 ergibt eine Reaktionskraft auf die Eingangswelle 51, der der Bewegung des Gangwechsel-Schalthebels 12 entgegenwirkt. Die Reaktionskraft arbeitet im Verhältnis der Wirkfläche des Druckes, wie sie durch (a1 - a2) definiert ist, während die Verstärkungskraft proportional zu der Arbeitsfläche des Druckes ist, wie sie durch (A1 - A2) definiert ist. Daher wird die Kolben stange 52 mit der Ausgangswelle 34 mit dem Verstärkungsverhältnis von (A1 - A2)/(a1 - a2) betätigt. Die Ausgangswelle 34 wird daher bewegt, um die Zahnräder 39 und 41 zu verändern und um das Gangwechsel-Schieber-Ventil 17 von der mittleren, offenen Stellung in die rechte, geschlossene Stellung zu bewegen. Die andere Ausgangswelle 33 wird auch bewegt, um die Zahnräder 42 und 44 zu verändern und um das Vorwärts- und Rückwärts-Schaltventil 16 von der mittleren offenen Stellung in die rechte geschlossene Stellung zu bewegen.
Mit dieser Verstärkungswirkung wird der Druck des Hydrauliköls in der Verstärker-Schaltung 4 stromaufwärts des Gangwechsel-Schalt-Verstärkers 6, insbesonders stromaufwärts der ringförmigen Ventil-Anordnung 67, gesteigert, und zwar zufolge einer Drosselung eines Teiles des Strömungsquerschnittes, bei den Ventil-Eingriffs-Abschnitten 62 und 64. Daher wird der Steuerdruck von der Verstärker-Schaltung 4 zu der Steuerleitung 14 zum Schieberventil 15 (Fig. 1) auch gesteigert, so daß das Schieberventil 15 in die offene Stellung bewegt wird. Es ist anzumerken, daß der Druck des Hydrauliköls in der Verstärker-Schaltung 4 stromaufwärts des Gangwechsel- Schalt-Verstärkers 6 augenblicklich ansteigt, wenn die Ventil- Eingriffs-Abschnitte 62 und 64 den Durchgang verengen, und zu diesem Zeitpunkt ist die Kolbenstange 52 gerade dabei sich zu bewegen; d. h., der Druck des Hydrauliköls steigt an, bevdr eine wesentliche hydraulische Betätigung der Kolbenstange 52 stattfindet. Daher wird die Kupplung zuerst außer Eingriff gebracht, indem der Druck der Druck-Steuer-Schaltung 13 abgelassen wird, indem das Schieberventil 15 geöffnet wird, und dann werden die Zahnräder in der Kraftübertragung in Eingriff gebracht. Wenn der Gangwechsel-Schalthebel 12 in die endgültige Stellung bewegt wird und durch die Bedienungsperson freigegeben wird, öffnen die Ventil-Eingriffs-Abschnitte 62 und 64 die Öffnung in der ringförmigen Ventil-Anordnung 67, und das Hydrauliköl wird wiederum zum rechten Zylinder 56 und zur linken Reaktionskammer 57 geführt. Daher sinkt der Druck des Hydrauliköls auf den ursprünglichen normalen Pegel, und das Schieberventil 15 schließt.
Wenn der Gangwechsel-Schalthebel 12 nach links bewegt wird, arbeitet der Gangwechsel-Schalt-Verstärker 6 in einer Weise ähnlich der obigen Beschreibung, aber in der umgekehrten Richtung, indem die Ventil-Eingriffs-Abschnitte 61 und 63 geschlossen werden, und durch die Wirkung des Druckes des Hydrauliköls im rechten Zylinder 56 und in der linken Reaktionskammer 57. Auch in diesem Fall wird die Kupplung zunächst außer Eingriff gebracht, und dann werden die Zahnräder in der Kraftübertragung in Eingriff gebracht. Dann fällt der Druck des Hydrauliköls auf den ursprünglichen normalen Pegel und das Schieberventil 15 schließt. Wenn die Kraftübertragung geschaltet wird, beispielsweise von der langsamen Stellung in die schnelle Stellung, und der Gangwechsel-Schalthebel 12 von der linken Stellung über die neutrale Stellung in die rechte Stellung betätigt wird, steigt der Druck des Hydrauliköls in der Verstärker-Schaltung 4 zuerst von dem ursprünglichen normalen Pegel auf den Arbeitspegel zur hydraulischen Betätigung des Gangwechsel-Verstärkers 6, wenn der Gangwechsel- Schalthebel 12 gerade bewegt wird. In diesem Fall wird die Kupplung außer Eingriff gebracht,-bevor eine wesentliche Bewegung der rohrförmigen Kolbenstange 52 stattfindet, d. h. bevor die Zahnräder für den langsamen Gang der Kraftübertragung außer Eingriff gebracht werden.
Fig. 4 zeigt, daß die drei Schieberventile 15, 16 und 17 und das Rückschlagventil 20 in einem gemeinsamen Gehäuse 165 gebildet sind. Ein Anschluß 161 steht mit einer der parallelen hydraulischen Schaltungen 13c in Verbindung, und ein Anschluß 161' steht mit zwei der parallelen hydraulischen Schaltungen 13a und 13b in Verbindung. Ein Anschluß 162 ist ein Ausgangsanschluß, der mit dem Ölbehälter in Verbindung steht, und ein Anschluß 163 steht mit dem ersten Speicher 18 in Verbindung. Ventile in Fig. 4 sind in den identischen Stellungen, wie sie in Fig. 1 gezeigt sind, die die neutrale Stellung der Kraftübertragung zeigt. Es ist verständlich, daß das Schieberventil 15 nach links bewegt werden kann, und daß die Schieberventile 16 und 17 in jede Richtung bewegt werden können. Das Rückschlagventil 10 verhindert einen Rückfluß des Hydrauliköls im ersten Speicher 18 zum Anschluß 161.
Fig. 5 zeigt den zweiten Speicher 19 umfassend: einen Speicher 191 mit einem beweglichen Speicherkolben 195, ein Modulationsventil 192 mit einem Modulationskolben 193, die fluchtend zueinander angeordnet sind, eine Modulationsfeder 196 und eine Speicherfeder 196, die zwischen den Kolben 193 und 195 angeordnet ist, und der erste Speicher umfaßt einen beweglichen Speicherkolben 181 (Fig. 1), der das Volumen des ersten Speichers 18, in dem das Hydrauliköl gespeichert wird, erweitert, wenn der Druck in der Schaltung 13c steigt. In Fig. 5 tritt das Hydrauliköl in die Kammer auf der rechten Seite des Modulationskolbens 193 und in die Kammer auf der linken Seite des Speicherkolbens 195 über eine Öffnung 194 ein. Wenn der Druck in der Kupplungsschaltung 8 und in der Druck-Steuer- Schaltung 13 ansteigt, bewirkt der Druck des Hydrauliköls, der auf den Modulationskolben 193 wirkt, daß sich der Modulationskolben 193 nach links gegen die Modulationsfeder 196 bewegt um dadurch einen Spalt zwischen dem Modulationskolben 193 und der Behälteröffnung 197 zu öffnen, so daß der Druck ansteigt, wie dies durch die durchgezogene Linie zum Punkt A in Fig. 9 gezeigt ist, während ein Gleichgewicht zwischen dem Druck und der Kraft der Modulationsfeder 196 aufrecht erhalten wird. Mit einem Anstieg des Druckes bewegt sich der Speicherkolben 195 dann gegen die Speicherfeder 198, wobei das Hydrauliköl im Speicher 191 gespeichert wird und die Modulationsfeder 196 zusammengedrückt wird, um den Öffnungsdruck des Modulationsventils 192 zu steigern, so daß der Druck des Hydrauliköls ansteigt, wie dies durch die ausgezogene Linie von Punkt A zum Punkt B in Fig. 9 gezeigt ist. Der Speicher-Kolben 195 bewegt sich weiter, bis er an dem Speicher-Kolben 195 anliegt, so daß der Druck des Hydrauliköls ansteigt, wie dies durch die ausgezogene Linie von Punkt B zum Punkt C gezeigt ist, die in Fig. 9 den maximalen Druck definiert. Ein Rückschlagventil 199 ermöglicht den Rückfluß des Hydrauliköls vom Speicher 191.
Fig. 6 zeigt das Einstellungs-Ventil 7 und das Druck- Regulierungs-Ventil 10, die in einem gemeinsamen Körper 80 angeordnet sind, wie er in einer herkömmlichen Kraftübertragung mit einem Drehmomentwandler verwendet wird. Der Körper 80 umfaßt einen Einlaß-Anschluß (Pumpen-Anschluß) 77, einen Auslaß-Anschluß (Kupplungs-Anschluß) 78 und einen Rücklauf- Anschluß (Behälter-Anschluß) 79. In dem Körper 80 ist ein Einstellungs-Kolben 71, der durch eine Einstellungs-Reaktions- Feder 72 vorgespannt ist, eine Einstellungs-Welle 73, die mit dem Einstellungs-Kolben 71 in Ausrichtung ist und die durch eine Einstell-Feder 76 vorgespannt ist, und eine Einstellungs- Feder 74, die zwischen dem Einstellungs-Kolben 71 und der Einstellungs-Welle 73 angeordnet ist, vorgesehen. Die Einstellungs-Welle 73 ist durch die Einstell-Feder 76 in die Stellung vorgespannt, die in den Zeichnungen dargestellt ist, und mit einem Pedal 75 verbunden (Fig. 1), wodurch sie in der Richtung des Pfeiles gezogen werden kann. Der Einstellungs- Kolben 71 bewegt sich entsprechend der Stellung der Einstellungs-Welle 73 so, daß in der Stellung, die in den Zeichnungen gezeigt ist, der Pumpen-Anschluß 77 mit dem Kupplungs-Anschluß 78 in Verbindung steht, jedoch vom Behälter- Anschluß 79 getrennt ist; in einer anderen Stellung steht der Pumpen-Anschluß 77 sowohl mit dem Kupplungs-Anschluß 78 als auch mit dem Behälter-Anschluß 79 in Verbindung; in einer weiteren Stellung ist der Pumpen-Anschluß 77 abgesperrt und der Kupplungs-Anschluß 78 und der Behälter-Anschluß 79 stehen miteinander in Verbindung.
Dementsprechend ist es möglich, die Kupplung in Eingriff zu bringen oder außer Eingriff zu bringen, indem das Einstellungs-Ventil 7 händisch betätigt wird.
Fig. 7 zeigt die Kupplung, umfassend eine Kupplungsscheibe 30, die auf einer Eingangswelle 29 befestigt ist, ein Schwungrad 28, eine Druckplatte 27 und den hydraulischen Kupplungs-Betätigungs-Zylinder 21, der einen Kolben 26 aufweist, wobei das Eingreifen der Kupplung durchgeführt wird, indem das Hydrauliköl zum hydraulischen Kupplungs-Betätigungs- Zylinder 21 zugelassen wird, um zu bewirken, daß die Druckplatte 27 die Kupplungsscheibe 30 gegen das Schwungrad 28 preßt, und die Kupplung wird außer Eingriff gebracht, indem das Hydrauliköl vom hydraulischen Kupplungs-Betätigungs-Zylinder 21 freigegeben wird. Das Hydrauliköl wird von einem Dreh-Ventil 23, das am Kupplungsgehäuse 22 getragen wird, sowie über einen Ölpfad 25, der in einer Kupplungs-Abdeckung 24 gebildet ist, zu dem hydraulischen Kupplungs-Betätigungs-Zylinder 21 zugeführt.
Die Funktion dieser Ausführungsvariante wird nun beschrieben.
Fig. 8 zeigt alle Schaltmuster und das Eingreifen der Kupplung bei der Kraftübertragung mit zwei Vorwärts-Stellungen und zwei Rückwärts-Stellungen; bei denen "N" eine Neutral- Stellung darstellt, "F" eine Vorwärts-Stellung, "R" eine Rückwärts-Stellung, "1" einen langsamen Gang und "2" einen schnellen Gang.
Ebenso stellt ein mit einer Doppellinie gezeichneter Pfeil ein langsames Eingreifen der Kupplung dar, bei dem sowohl der erste als auch der zweite Speicher 18 und 19 in Funktion sind; der mit einer durchgezogenen Linie gezeichnete Pfeil zeigt eine schnelle Verbindung der Kupplung, bei der nur der zweite Speicher 19 arbeitet; und der mit der unterbrochenen Linie gezeichnete Pfeil zeigt ein Trennen der Kupplung.
Ein gebräuchliches Schaltmuster wird als ein Beispiel beschrieben.
Wenn der Gangwechsel-Schalthebel 12 und der Vorwärts- und Rückwärts-Schalthebel 11 jeweils in ihren neutralen Stellungen sind, sind die Verstärker 6 und 5 ebenso in ihren jeweiligen neutralen Stellungen, so daß das Hydrauliköl, das von der Ölpumpe 1 über das Strömungs-Teilungs-Ventil zur Verstärker- Schaltung 4 gefördert wird, über die Verstärker 6 und 5 zum Ölbehälter 2 fließt. Ebenso sind das Gangwechsel-Schieberventil 17 und das Vorwärts- und Rückwärts-Schieberventil 16 in den jeweiligen offenen Stellungen, so daß das Hydrauliköl das von der Ölpumpe 1 über das Strömungs-Teilungs-Ventil 3 zur Kupplungs-Schaltung 8 gefördert wird, über die Druck-Steuer- Schaltung 13 zum Ölbehälter 14 fließt, wodurch das Nicht- Eingreifen der Kupplung aufrecht erhalten wird.
Wenn der Gangwechsel-Schalthebel 12 in die Langsam- Stellung gebracht wird, um zu bewirken, daß das Fahrzeug startet, wird die Eingangs-Welle 51 des Gangwechsel-Verstärkers 6 bewegt, und dann wird die Kolbenstange 52 in die gleiche Wirkung bewegt. Daher werden die Zahnräder der Kraftübertragung, die mechanisch mit der Kolbenstange 52 verbunden sind, in die Langsam-Gang-Stellung bewegt, und gleichzeitig wird das Gangwechsel-Schieber-Ventil 17 in die geschlossene Stellung gebracht. In dieser Situation ist jedoch das Vorwärts- und Rückwärts-Schieber-Ventil 17 noch immer in der offenen Stellung, und daher wird das Nicht-Eingreifen der Kupplung aufrecht erhalten.
In dieser Situation, wenn der Vorwärts- und Rückwärts- Schalthebel 11 in die Vorwärts-Stellung (oder in die Rückwärts- Stellung) bewegt wird, wird die Eingangs-Welle 51 des Vorwärts- und Rückwärts-Verstärkers 5 bewegt, und dann wird der Kolben in die gleiche Richtung bewegt. Daher werden die Zahnräder der Kraftübertragung, die mechanisch mit der Kolbenstange 52 verbunden sind, in die Vorwärts-Stellung bewegt, und gleichzeitig wird das Vorwärts- und Rückwärts-Schieber-Ventil 16 in die geschlossene Stellung gebracht, wodurch bewirkt wird, daß die Druck-Steuer-Schaltung 13 vom Ölbehälter 2 getrennt wird. Dementsprechend wird der Druck in der Druck-Steuer- Schaltung 13, und somit der Druck in der Kupplungs-Schaltung 8 und im hydraulischen Kupplungs-Betätigungs-Zylinder 21 unter einer Steuerung des Druck-Regulierungs-Ventils 10 auf einen vorbestimmten Wert gesteigert, so daß die Kupplung in Eingriff gebracht wird. In diesem Fall wird ein Anstieg des Druckes sowohl durch den ersten, als auch durch den zweiten Speicher 18 und 19 reguliert, das heißt, der Druck steigt allmählich an, so daß die Kupplung langsam in Eingriff gebracht wird, wodurch es möglich gemacht wird, daß das Fahrzeug sanft, ohne einen Stoß, startet.
Während dieses Startvorganges wird das Schieber-Ventil 15 in der Druck-Steuer-Schaltung 13 gleichzeitig geöffnet, wenn entweder der Gangwechsel-Schalthebel 12 oder der Vorwärts- und Rückwärts-Schalthebel 11 betätigt werden, aber es kehrt in seine geschlossene Stellung zurück, wenn die Betätigung des Hebels vollendet ist.
Wenn dann der Gangwechsel-Schalthebel 12 von der Langsam- Stellung in die Schnell-Stellung bewegt wird, werden zuerst die langsamen Zahnräder außer Eingriff gebracht, und dann werden die schnellen Zahnräder in Eingriff gebracht. Wenn die langsamen Zahnräder zuerst außer Eingriff gebracht werden, wird das Schieberventil 15 gleichzeitig geöffnet, ansprechend auf den Verstärker-Betätigungs-Druck, d.h. den Druck in der Verstärker-Schaltung 4 stromaufwärts des Gangwechsel- Verstärkers 6, durch den Steuerdruck von der Steuerleitung 14, und der Druck des hydraulischen Kupplungs-Betätigungs-Zylinders 21 wird freigegeben, um die Kupplung außer Eingriff zu bringen. Das Schieberventil 15 wird offen gehalten, während der Gangwechsel-Verstärker 6 betätigt wird; die langsamen Gänge werden nämlich außer Eingriff gebracht, deutlich nach dem Zeitpunkt, in dem die Kupplung außer Eingriff gebracht worden ist.
Zusätzlich zu dem Freigeben des Hydrauliköls vom hydraulischen Kupplungs-Betätigungs-Zylinders 21 wird das Hydrauliköl, das im zweiten Speicher 19 gesammelt ist, zum Ölbehälter 2 freigegeben, wenn das Schieberventil 15 geöffnet ist. Der erste Speicher 18 ist zwischen dem Rückschlagventil 20 und dem Vorwärts- und Rückwärts-Schieberventil 16 angeordnet, das zu diesem Zeitpunkt geschlossen ist, und das Hydrauliköl, das im ersten Speicher 18 gesammelt ist, wird nicht in den Ölbehälter 2 freigegeben, so daß der erste Speicher 18 voll mit dem unter Druck gesetzten Hydrauliköl bleibt. Dann wird die Kraftübertragung verändert, um die schnellen Zahnräder über die neutrale Stellung in Eingriff zu bringen, begleitend das Schließen des Gangwechsel-Schieberventils 17 und des Schieberventils 15, um den Kupplungs-Betätigungs-Druck zu steigern. In diesem Fall wird ein Anstieg des Hydraulikdruckes nur durch den zweiten Speicher 19 reguliert, und daher steigt der Druck in einer kürzeren Zeit an, als im Fall des Starts des Fahrzeuges, und die Kupplung wird schnell in Eingriff gebracht.
In einer abgeänderten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das langsame Eingreifen der Kupplung und das schnelle Eingreifen der Kupplung zu bewirken, falls das Schieberventil 15 weggelassen wird, da das Gangwechsel- Schieberventil 17 durch die neutrale, offene Stellung tritt, wenn es von der Langsam-Stellung in die Schnell-Stellung bewegt wird und umgekehrt, um dadurch einmal das Hydrauliköl vom hydraulischen Kupplungs-Betätigungs-Zylinder 21 und dem zweiten Speicher 19 abzulassen.
Das Hydrauliköl, das im ersten Speicher 18 gesammelt ist, wird in den Ölbehälter 2 nur dann abgelassen, wenn die Kraftübertragung von der Vorwärts-Stellung in die Rückwärts- Stellung bewegt wird und umgekehrt, aber es ist offensichtlich, daß dieser Vorgang der Kraftübertragung im wesentlichen der gleiche ist, wie beim Start des Fahrzeuges, und daher ist das langsame Eingreifen der Kupplung einem schnellen Eingreifen vorzuziehen.
Wenn eine feinere Kupplungsbetätigung benötigt wird, als sie durch die oben beschriebene Steuerung des Druckanstieges über den ersten und den zweiten Speicher 18 und 19 erhalten wird, ist es möglich, die Kupplung in geeigneter Weise durch die Steuerung des Druckes des Hydrauliköls in Eingriff und außer Eingriff zu bringen, das auf den hydraulischen Kupplungs- Betätigungs-Zylinder 21 durch eine händische Betätigung des Einstellungs-Ventils 7 durch den Anwender ausgeübt wird, um dadurch die Einstellkraft der Einstellungs-Feder 74 des Einstellungs-Kolbens 71, der in Fig. 6 gezeigt ist, zu verändern.
Zusammenfassend ist die Steuerung des Anstieges des Kupplungs-Betätigungs-Druckes durch den ersten und den zweiten Speicher 18 und 19 in Fig. 8 gezeigt, in der der mit einer doppelten Linie gezeichnete Pfeil das langsame Eingreifen der Kupplung darstellt, und in der der mit der durchgezogenen Linie gezeichnete Pfeil das schnelle Eingreifen der Kupplung darstellt. Das langsame Eingreifen der Kupplung wird unter der Regelung sowohl des ersten, als auch des zweiten Speichers 18 und 19 durchgeführt, wenn das Fahrzeug gestartet wird und die Kraftübertragung in der Langsam-Stellung oder in der Schnell- Stellung ist, und das schnelle Eingreifen der Kupplung wird unter der Regelung des zweiten Speichers 19 allein durchgeführt, wenn der Kraftübertragungs-Schalthebel von der Langsam-Stellung in die Schnell-Stellung bewegt wird und umgekehrt.
Fig. 10 zeigt die zweite Ausführungsvariante entsprechend der vorliegenden Erfindung, in der gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind wie in Fig. 1. Die zweite Ausführungsvariante besitzt eine im allgemeinen ähnliche Anordnung wie die, die in Fig. 1 gezeigt ist, und der Unterschied zwischen ihnen ist, daß der Verzweigungspunkt der Druck-Steuer-Schaltung 13 zur Kupplungs-Schaltung 8 zwischen dem Strömungs-Teilungs-Ventil 3 und dem Einstellungs-Ventil 7 angeordnet ist. Dementsprechend sind die Wirkung und die Vorteile der zweiten Ausführungsvariante ähnlich denen der ersten Ausführungsvariante.
Fig. 11 zeigt die dritte Ausführungsvariante entsprechend der vorliegenden Erfindung, in der gleiche Bauteile durch gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet sind. In der dritten Ausführungsvariante umfaßt der zweite Speicher 19 ein Durchfluß-Steuer-Ventil 200 anstelle der Öffnung 194 und des Rückschlag-Ventils 199, so daß das Hydrauliköl, das im zweiten Speicher 19 gesammelt ist, direkt in den Ölbehälter 2 abgelassen werden kann, wenn der zweite Speicher 19 abzulassen ist. Weiters enthält die Verstärker-Schaltung 4 ein hydraulisches Getriebe-Betätigungs-Mittel, in Serie umfassend: ein Gangwechsel-Betätigungsglied 6' und ein Vorwärts- und Rückwärts-Schalt-Betätigungsglied 5', anstelle des Gangwechsel- Schaltverstärkers 6 und des Vorwärts- und Rückwärts-Schalt- Verstärkers 5 in Fig. 1. Sowohl das Betätigungsglied 6 als auch 6' umfaßt eine Kombination eines Durchfluß-Steuer-Ventils 90 und eines hydraulischen Schalt-Zylinders 91. Jeder der hydraulischen Schalt-Zylinder 91 ist ein doppelt wirkender Hydraulikzylinder mit einer neutralen Stellung, und jedes der Durchfluß-Steuer-Ventils 90 besitzt einen einzelnen Einlaß- Anschluß in Verbindung mit der Ölpumpe 1, einen einzelnen Auslaß-Anschluß in Verbindung mit dem Ölbehälter 2 (über das andere Durchfluß-Steuer-Ventil 90), und zwei Anschlüsse, die mit den gegenüberliegenden Arbeitskammern in den jeweiligen hydraulischen Schalt-Zylindern 91 in Verbindung bringbar sind. Das Durchfluß-Steuer-Ventil 90 umfaßt ein Ventil vom federvorgespannten Typ, das automatisch in die mittlere, neutrale Stellung zurückkehrt, nachdem das Durchfluß-Steuer- Ventil 90 betätigt wird, um die Stellung der Kraftübertragung zu ändern. Die Wirkung und die Vorteile der dritten Ausführungsvariante sind ähnlich denen der ersten Ausführungsvariante.
Fig. 12 zeigt die vierte Ausführungsvariante entsprechend der vorliegenden Erfindung, bei der gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet-sind wie in Fig. 1. In der vierten Ausführungsvariante ist das Gangwechsel-Schieberventil 17 abgeändert und ein dritter Speicher 93 ist hinzugefügt und mit den Gangwechsel-Schieberventil 17 verbunden, so daß das Hydrauliköl nicht in dem dritten Speicher 93 gesammelt ist, wenn das Gangwechsel-Schieberventil 17 in die Langsam-Stellung bewegt wird, und es ist darin angesammelt, wenn das Gangwechsel-Schaltventil 17 in die Schnell-Stellung bewegt wird. Der erste, der zweite und der dritte Speicher 18, 19 und 93 arbeiten in der Weise, die in Fig. 13 dargestellt ist, in der die Bezugszeichen 1, 2 und 3, die durch Kreise umschlossen sind, die Wirkung des ersten, des zweiten bzw. des dritten Speichers 18, 19 und 93 zeigen.
Wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, wird dann, wenn das Fahrzeug in einem langsamen Gang gestartet wird, ein langsames Eingreifen der Kupplung herbeigeführt, bei dem der Kupplungs- Betätigungs-Druck unter der Regulierung des ersten und des zweiten Speichers 18 und 19 ansteigt. Wenn das Fahrzeug in einem schnell Gang gestartet wird, wird ein sehr langsames Eingreifen der Kupplung herbeigeführt, bei dem der Kupplungs- Betätigungs-Druck unter der Regulierung des ersten, des zweiten und des dritten Speichers 18, 19 und 93 ansteigt. Darüber hinaus wird dann, wenn der Gangwechsel vom Langsam-Gang in den Schnell-Gang durchgeführt wird, ein schnelles Eingreifen der Kupplung herbeigeführt, bei dem der Kupplungs-Betätigungs-Druck unter der Regulierung des zweiten und des dritten Speichers 19 und 93 ansteigt. Wenn der Gangwechsel vom Schnell-Gang in den Langsam-Gang durchgeführt wird, wird ein sehr schnelles Eingreifen der Kupplung herbeigeführt, bei dem der Kupplungs- Betätigungs-Druck unter der Regulierung des zweiten Speichers 19 allein ansteigt.
Auf diese Weise ist es entsprechend der vierten Ausführungsvariante möglich, eine feinere Steuerung als in den vorangehenden Ausführungsvarianten herbeizuführen, indem die Volumina des ersten, des zweiten und des dritten Speichers 18, 19 und 93 passend ausgewählt werden.
Eine hydraulische Vorrichtung zur Betätigung einer Kupplung in einem industriellen Fahrzeug besitzt eine Kraftübertragung, die durch einen Schaltvorgang veränderliche Zahnräder und einen händisch betätigten Schalthebel umfaßt. Hydraulische Getriebe-Betätigungs-Verstärker sind zur hydraulischen Betätigung der durch einen Schaltvorgang veränderlichen Zahnräder vorgesehen, und die Kupplung wird durch einen Kupplungs-Zylinder betätigt. Die hydraulische Vorrichtung umfaßt eine Kupplungsschaltung, die sich zwischen einer Hydraulikpumpe und einem Kupplungs-Zylinder erstreckt, sowie eine Verstärker-Schaltung, die sich zwischen der Hydraulikpumpe und den Verstärkern erstreckt. Ein Schieberventil ist in der Kupplungsschaltung angeordnet und ist ansprechend auf einen Druck eines Hydrauliköls in der Verstärker-Schaltung beweglich, so daß das normalerweise geschlossene Schieberventil geöffnet wird, wenn die händisch betätigbaren Schalthebel betätigt werden. Darüber hinaus zweigt eine Druck-Steuer-Schaltung von der Kupplungs-Schaltung ab und verzweigt sich weiter in eine dritte und eine vierte hydraulische Schaltung. Ein Vorwärts- und Rückwärts- Schieberventil und ein Gangwechsel-Schieberventil sind jeweils in der dritten und in der vierten hydraulischen Schaltung vorgesehen. Ein Rückschlagventil und ein erster Speicher sind in der dritten hydraulischen Schaltung angeordnet, und ein zweiter Speicher ist in der zweiten hydraulischen Schaltung stromaufwärts des zweiten Schieberventils angeordnet, um einen Anstieg eines Druckes zu steuern, der auf den Kupplungs- Zylinder ausgeübt wird.

Claims

1. Hydraulische Vorrichtung zur Betätigung einer Kupplung in einem industriellen Fahrzeug, das einen Motor und eine Kraftübertragung aufweist, die zumindest zwei Vorwärts- Übersetzungs-Verhältnisse und zumindest zwei Rückwärts- Übersetzungs-Verhältnisse aufweist, wobei die Kupplung zwischen dem Motor und der Kraftübertragung angeordnet ist, wobei die Kraftübertragung einen Satz von durch einen Schaltvorgang veränderbaren Zahnrädern (38 bis 45) und mindestens einen händisch betätigbaren Schalthebel (11, 12) umfaßt, wobei die hydraulische Vorrichtung enthält:

hydraulische Pumpen-Mittel (1);

einen hydraulischen Kupplungs-Betätigungs-Zylinder (21) zur hydraulischen Betätigung der Kupplung;

eine erste hydraulische Kupplungs-Betätigungs-Schaltung (8), die sich zwischen den hydraulischen Pumpen-Mitteln und dem hydraulischen Kupplungs-Betätigungs-Zylinder (21) erstreckt; und

ein Schieberventil (15), das in der ersten hydraulischen Schaltung (8) angeordnet ist;

gekennzeichnet durch

eine zweite hydraulische Getriebe-Betätigungs-Schaltung (4), die sich zwischen den hydraulischen Pumpen-Mitteln (1) und den hydraulischen Getriebe-Betätigungs-Mitteln (5, 6) erstreckt, zur hydraulischen Betätigung der durch einen Schaltvorgang veränderbaren Zahnräder (38 bis 45), ansprechend auf eine Bewegung des zumindest einen Schalthebels (11, 12); und durch

das Schieberventil (15), das ansprechend auf ein Hydrauliköl in der zweiten hydraulischen Schaltung (4) beweglich ist, so daß das Schieberventil 15 normal geschlossen ist und geöffnet wird, um ein Hydrauliköl in der ersten hydraulischen Schaltung (8) in einen Ölbehälter (2) abzulassen, wenn der mindestens eine händisch betätigbare Schalthebel (11, 12) bewegt wird.

2. Hydraulische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das hydraulische Getriebe-Betätigungs-Mittel (5, 6) eine einzelne Einlaßöffnung (54) aufweist.

3. Hydraulische Vorrichtung nach Patentanspruch 2, wobei das hydraulische Getriebe-Betätigungs-Mittel ein hydraulisches Gangwechsel-Schalt-Mittel (6), das eine einzelne Einlaßöffnung (54) und eine einzelne Auslaßöffnung (59) aufweist, und ein hydraulisches Vorwärts- und Rückwärts-Schalt-Mittel (5) umfaßt, das eine einzelne Einlaßöffnung und eine einzelne Auslaßöffnung aufweist, wobei das hydraulische Gangwechsel-Schalt-Mittel (6) und das hydraulische Vorwärts- und Rückwärts-Schalt-Mittel (5) in Serie zwischen der Ölpumpe (1) und dem Ölbehälter (2) verbunden sind.

4. Hydraulische Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Schieberventil (15) eine Steuerleitung (14) aufweist, die zu der zweiten hydraulischen Getriebe-Betätigungs-Schaltung 4 führt, stromaufwärts der Serienschaltung des ersten hydraulischen Gangwechsel-Schalt-Mittels (6) und des zweiten hydraulischen Vorwärts- und Rückwärts-Schalt-Mittels (5).

5. Hydraulische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei zumindest ein händisch betätigbarer Schalthebel (12) einen Gangwechsel- Schalthebel und einen Vorwärts- und Rückwärts-Schalthebel (11) umfaßt und wobei das hydraulische Getriebe-Betätigungs-Mittel ein hydraulisches Gangwechsel-Getriebe-Betätigungs-Mittel umfaßt, das mit dem Gangwechsel-Schalthebel und dem hydraulischen Vorwärts- und Rückwärts-Schalt-Mittel (5) verbunden ist, das mit dem Vorwärts- und Rückwärts-Schalthebel (11) verbunden ist.

6. Hydraulische Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Schieberventil (15) eine Steuerleitung (17) aufweist, die zu der zweiten hydraulischen Getriebe-Betätigungs-Schaltung stromaufwärts des hydraulischen Gangwechsel-Getriebe- Betätigungs-Mittels und zum hydraulischen Vorwärts- und Rückwärts-Schalt-Mittel (5) führt.

7. Hydraulische Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das hydraulische Getriebe-Betätigungs-Mittel zumindest einen hydraulischen Schalt-Verstärker (6) umfaßt, aufweisend ein Gehäuse (53), aufweisend eine einzelne Einlaßöffnung (54), eine einzelne Auslaßöffnung (59), hydraulische Zylinder-Mittel, einen Kolben (52, 52a), der in den hydraulischen Zylinder- Mitteln angeordnet ist, so daß erste und zweite Zylinder (55, 56) auf jeder Seite des Kolbens (52, 52a) vorgesehen sind, eine Zufuhröffnung (65) zwischen dem Einlaßanschluß (54) und den beiden (dem ersten und dem zweiten) Zylindern (55, 56), eine Rücklauföffnung (66), die sich zwischen dem Auslaßanschluß (59) und den beiden (dem ersten und dem zweiten) Zylindern (55, 56) erstreckt und ein Ventil-Glied (51), das ansprechend auf eine Bewegung des zumindest einen Schalthebels (11, 12) beweglich ist, so daß das Ventil-Glied wahlweise einen Abschnitt der Öffnung (62, 64) der Zufuhr-Öffnung (65) drosselt, die sich zum ersten bzw. zum zweiten Zylinder (55, 56) erstreckt.

8. Hydraulische Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das hydraulische Getriebe-Betätigungs-Mittel zumindest eine Kombination eines Durchfluß-Steuer-Ventils (90) und eines Hydraulikzylinders (91) umfaßt, wobei das Durchfluß-Steuer- Ventil (90) einen einzelnen Einlaß-Anschluß, einen einzelnen Auslaß-Anschluß und zwei Anschlüsse aufweist, die sich zu dem Hydraulikzylinder (91) erstrecken.

9. Hydraulische Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das hydraulische Getriebe-Betätigungs-Mittel ein Paar von Kombinationen eines Durchfluß-Steuer-Ventils (90) und eines Hydraulikzylinders (91) umfaßt, wobei jedes der Durchfluß- Steuer-Ventile (90) einen einzelnen Einlaß-Anschluß, einen einzelnen Auslaß-Anschluß und zwei Anschlüsse aufweist, die sich zu dem zugehörigen Hydraulikzylinder (91) erstrecken.

10. Hydraulische Vorrichtung nach Anspruch (9), wobei die Durchfluß-Steuer-Ventile (90) in Serie angeordnet sind.

11. Hydraulische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein händisch betätigbares Einstellungs-Ventil (7) in der ersten hydraulischen Kupplungs-Betätigungs-Schaltung (8) angeordnet ist, um ein Hydrauliköl freizugeben, das zu dem hydraulischen Kupplungs-Betätigungs-Zylinder (21) geführt ist.

12. Hydraulische Vorrichtung zur Betätigung einer Kupplung in einem industriellen Fahrzeug, das einen Motor und eine Kraftübertragung aufweist, wobei die Kupplung zwischen dem Motor und der Kraftübertragung angeordnet ist, wobei die Kraftübertragung einen Satz von durch einen Schaltvorgang veränderbaren Zahnrädern (38 bis 45), einen Vorwärts- und Rückwärts-Schalthebel (11) mit einer neutralen Stellung, einer Vorwärts-Stellung und mit einer Rückwärts-Stellung, und einen Gangwechsel-Schalthebel (12) mit einer neutralen Stellung und mindestens zwei Gangwechsel-Stellungen umfaßt, wobei die hydraulische Vorrichtung enthält:

hydraulische Pumpen-Mittel (1);

eine erste hydraulische Kupplungs-Betätigungs-Schaltung (8), die sich zwischen den hydraulischen Pumpen-Mitteln (1) und dem hydraulischen Kupplungs-Betätigungs-Zylinder (21) erstreckt; und zwei Schieberventile (16 und 17);

gekennzeichnet durch

eine zweite hydraulische Druck-Steuer-Schaltung (13), die von der ersten hydraulischen Kupplungs-Betätigungs-Schaltung (4) zu einem Ölbehälter (2) abzweigt, wobei die zweite hydraulische Druck-Steuer-Schaltung (13) abzweigende dritte und vierte hydraulische Schaltungen (13b, 13c) aufweist, die parallel zueinander sind;

das erste Schieberventil, das ein Vorwärts- und Rückwärts- Schieberventil (16) ist, das in der dritten hydraulischen Schaltung (13b) angeordnet ist und das, ansprechend auf eine Bewegung des Vorwärts- und Rückwärts-Schalthebels (11), beweglich ist, so daß das erste Schieberventil (16) geöffnet ist, wenn der Vorwärts- und Rückwärts-Schalthebel (11) in der neutralen Stellung ist, und daß es geschlossen ist, wenn der Vorwärts- und Rückwärts-Schalthebel (11) entweder in der Vorwärts- oder in der Rückwärts-Stellung ist;

das zweite Schieber-Ventil, das ein Gangwechsel-Schieber- Ventil (17) ist, das in der vierten hydraulischen Schaltung (13c) angeordnet ist und das ansprechend auf eine Bewegung des Gangwechsel-Schalthebels (12) beweglich ist, so daß das zweite Schieberventil (17) geöffnet ist, wenn der Gangwechsel- Schalthebel (12) in der neutralen Stellung ist und daß es geschlossen ist, wenn der Gangwechsel-Schalthebel (12) in einer der Gangwechsel-Stellungen ist;

ein Rückschlagventil (20), das in der dritten hydraulischen Schaltung (13b) stromaufwärts des ersten Schieberventils (16) angeordnet ist, so daß ein Durchfluß des Hydrauliköls zur ersten hydraulischen Schaltung (8) verhindert wird;

einen ersten Speicher (18), der in der dritten hydraulischen Schaltung (13b) zwischen dem Rückschlagventil (20) und dem ersten Schieberventil (16) zur Steuerung eines Anstieges eines Druckes, der auf den hydraulischen Kupplungs- Betätigungs-Zylinder (21) ausgeübt wird, angeordnet ist; und

einen zweiten Speicher (19), der in der dritten hydraulischen Schaltung (13b) stromaufwärts des zweiten Schieberventils (17) zur Steuerung eines Anstiegs eines Druckes, der auf den hydraulischen Kupplungs-Betätigungs- Zylinder (21) ausgeübt wird, angeordnet ist.

13. Hydraulische Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei sich eine weitere hydraulische Getriebe-Betätigungs-Schaltung von dem hydraulischen Pumpen-Mittel (1) erstreckt und wobei ein erstes hydraulisches Vorwärts- und Rückwärts-Schalt-Mittel (5) und ein zweites hydraulisches Gangwechsel-Schalt-Mittel (6) in der weiteren hydraulischen Getriebe-Betätigungs-Schaltung angeordnet sind, um die durch einen Schaltvorgang veränderbaren Zahnräder, ansprechend auf eine Bewegung des Vorwärts- und Rückwärts-Schalthebels (11) bzw. des Gangwechsel-Schalthebels (12), hydraulisch zu betätigen.

14. Hydraulische Vorrichtung nach Anspruch (12), wobei sowohl das erste hydraulische Vorwärts- und Rückwärts-Schalt-Mittel als auch das zweite hydraulische Gangwechsel-Schalt-Mittel einen hydraulischen Schalt-Verstärker (5) umfaßt, aufweisend ein Gehäuse (53), aufweisend einen einzelnen Einlaß-Anschluß (54), einen einzelnen Auslaß-Anschluß (59), hydraulische Zylinder-Mittel, einen Kolben, der in den hydraulischen Zylinder-Mitteln angeordnet ist, so daß der erste und der zweite Zylinder (55, 56) auf den beiden Seiten des Kolbens (52, 52a) angeordnet sind, eine Zufuhr-Öffnung (65) zwischen dem Einlaß-Anschluß (54) und den beiden (dem ersten und dem zweiten) Zylindern (55, 56) eine Rücklauf-Öffnung (66), die sich zwischen dem Auslaß-Anschluß (59) und den beiden (dem ersten und dem zweiten) Zylindern (55, 56) erstreckt, und ein Ventil-Glied (51), das ansprechend auf eine Bewegung des zumindest einen Schalthebels (11, 12) beweglich ist, so daß das Ventil-Glied wahlweise einen Abschnitt der Öffnung (62, 64) der Zufuhr-Öffnung (65) drosselt, die sich zum ersten bzw. zum zweiten Zylinder (55, 56) erstreckt.

15. Hydraulische Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei sowohl das erste hydraulische Vorwärts- und Rückwärts-Schalt-Mittel als auch das zweite hydraulische Gangwechsel-Schalt-Mittel zumindest eine Kombination eines Durchfluß-Steuer-Ventils (90) und eines Hydraulikzylinders (91) umfaßt, wobei das Durchfluß- Steuer-Ventil (90) einen einzelnen Einlaß-Anschluß, einen einzelnen Auslaß-Anschluß und zwei Anschlüsse aufweist, die sich zum Hydraulikzylinder (91) erstrecken.

16. Hydraulische Vorrichtung nach Anspruch (12), wobei ein händisch betätigbares Einstellungs-Ventil (7) in der ersten hydraulischen Kupplungs-Betätigungs-Schaltung (8) angeordnet ist, um Hydrauliköl freizugeben, das zu dem hydraulischen Kupplungs-Betätigungs-Zylinder (21) geführt ist.