DE7045893U - Mit einer Doppelkupplung versehenes Vorschaltgetriebe - Google Patents

Description

t.^^uumu.^eemU 8 München 5, 6. Juli 1972 /#.

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International i.arvester Company
Chicago, V.St.A.

Kit einer Doppelkupplung versehenes Vorschaltgetriebe

Die 3-Ieuerung bezieht sich auf ein mit einer wechselweise einrückbaren und als Reibungskupplung ausgebildeten Doppelkupplung versehenes Vorschaltgetriebe zur Kraftübertragung von einer Eingangswelle auf eine Ausgangsvzelle bei verschiedenen Geschwindigkeiten und Drehmomentausgängen, wobei die eine Kupplung unter der Wirkung eines in die Einrückstellung drückenden Federelements und die andere Kupplung unter der Wirkung eines Druckkolbens steht, der durch von einer Pumpe geförderte Druckflüssigkeit betätigbar ist , die in des* Förderleitung der Pumpe zum Drückkolben ein federbelastetes Ventil durchläuft.

Dis Ausgangsleistung vieler Viechseigetriebe ist nicht immer gleichförmig. Oft ist ein Herabschalten von normalen Arbeitsbedingungen auf eine kleinere Geschwindigkeitsstufe und einen größeren Drehmomentausgang erwünscht. Erforderlich ist der größere Drehmomentausgang immer beim Anfahren eines Kraftfahrzeugs .

Gleichfalls wird ein weiches,sprungloses Heraufsehalten von der höheren Drehmomentleistung auf den normalen Drehmoment aus gang bei höherer Gejchv/indigkeitsstufe angestrebt. Tritt eine augenblickliche Belastung oder eine Erhöhung der Zuglast auf, wäre es lästig erst die Hauptkupplung aus-

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zurücken, das Fahrzeug anzuhalten und den Schalthebel des Geschwindigkeitswechselgetriebes umzulegen.

Bekannt ist es aus der US-PS 3 I87 598, eine Vorrichtung zur Drehmomenterhöhung dem Geschwindigkeitswechselgetriebe vorzuschalten, welche das Herabschalten erleichtert₃ indem es ein Schalten des Viechseigetriebes unnötig macht. Bei dieser bekannten Bauart ist auch zur Übertragung einer Teilleistung eine Überholkupplung zuschaltbar. Die Neuerung befasst sich mit einer Verbesserung dieser Ausführung.

Ein Vorschaltgetriebe der eingangs genannten Bauart ist aus der OE-PS 258 732 bekannt. Bei diesem Getriebe wird aus Platzgründen und zur Verringerung des Bauaufwandes ein ständig mitlaufendes Zahnradpaar., beispielsweise das der Zapfwelle eines Ackerschleppers zugeordnete Z-ahnradpaar als Zahnradpumpe für die Betätigung der hydraulisch beaufschlagbaren Kupplung verwendet .

Nachteilig bei dieser Bauart ist es, daß das Einrücken der hydraulischen Kupplung manuell herbeigeführt werden muß und die Pumpe auch im Leerlauf bei stehendem Fahrzeug mitläuft^ daß aber auch weiterhin bei starker Belastung des Zapfwellenantriebes und bei einer damit verbundenen Verringerung der Umdrehungszahl der Zapfwelle die hydraulisch beaufschlagte Kupplung nicht ausreichend mit Druckflüssigkeit versorgt wird.

Aufgabe der Neuerung ist es₅ bei einem Vorschaltgetriebe der eingangs genannten Bauart die Schaltmittel der beiden Kupplungshälften derart miteinander zu verbinden und durch die Pumpe TTi-it: Druckflüssigkeit zu versorgen^ daß bei nicht mehr benötigtem höheren Drehmoment die Kupplungen selbsttätig und weich herabschalten -, i'jobei jedoch auf das manuell herbeigeführte Einrücken der hydraulisch beaufschlagbaren Kupplung nicht verzieht et isrerden soll.

Diese Aufgabe wird gemäß der Neuerung dadurch gelost₃ daß der die hydraulisch einrüekbare Kupplung schaltende Druckkolben

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über einen Bolzen mit dem als Tellerfeder ausgebildeten Federelement verbunden ist und in Abhängigkeit von der Drehzahl der Ausgangswelle selbsttätig durch die voia d.er Ausgangswelle angetriebene Pumpe mit Druckflüssigkeit beaufsehlagbar ist und daß der mit der Tellerfeder einrückbarer! Kupplung in bekannter Weise eine uberhoikupplung zusehaltbar ist.

Dadurch, daß die Pumpe von der Ausgangswelle angetrieben ist, ist stets beim Anfahren des Fahrzeuges, also bei geringer Geschwindigkeit der Ausgangswelle, die unter Wirkung der Tellerfeder einrückbare Kupplung eingeschaltet. Erst bei einer bestimmten von der Drehzahl der Ausgangswelle abhängigen Förderleistung der Pumpe überwindet der Flüssigkeitsdruck die Kraft der Tellerfeder und drückt den Druckkolben gegen die hydraulisch oeaufschiagbäFe Kupplung, wobei utireh die Verbindung zwischen den Schaltmitteln gleichzeitig die unter Wirkung der Tellerfeder stehende Kupplung ausgerückt wird.

In weiterer Ausgestaltung der !Teuerung ist in der Förderleitung der Pumpe zum Druckkolben ein von Hand betätigbarer Steuerschieber sng^:=oräijet., dsi* den Zulauf den Druckflüssigkeit hängig von der Drehzahl der Ausgangswelle sperrt. Hierdurch wird erreicht, daß die automatische Umschaltung der Kupplung bei einer bestimmten Drehzahl nicht eintritt, sondern stets die das größere Drehmoment liefernde^ unter Wirkung der Tellerfeder stehende Kupplung eingerückt bleibt.

Anhand eines Ausführungsbeispiels ist die !feuerung in der-Zeiehnung dargestellt und in nachfolgenden erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Figur 1 einen Querschnitt durch das Vorsehaltgetriebe; l"igur 2 einen Längssennitt gesiäS der Linie 2-2 in Figur 1.

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Ein durch Streben H₅ 12 versteiftes Gehäuse 10 enthält eine beidseitig in Lagern abgestützte Eingangswelle 13 und eine Ausgangswelle 50,, die als Hohlwelle ausgebildet ist, in der eine Welle 51 angeordnet ist, die eine bei Ackerschleppern übliche unabhängige Zapfwelle darstellen kann. Das eine der die Eingangszeile 13 aufnehmende Lager ist in einer Lagerschale Ik gefasst.

Mit der Ausgangswelle 50 kann ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Geschwindigkeitswechselgetriebe gekoppelt sein.

Um die IMlaufbewegung von der Welle 13 übersetzt auf die Äusgangswelle 50 zu übertragen, sind auf beiden Wellen ständig miteinander in Eingriff stehende Zahnräder 6l und 62 bzw.. 63 und SH vorgesehen.

Zur Betätigung des einen oder anderen Zahnradgetriebes ist eine allgemein mit 20 bezeichnete einzige Doppelkupplung und überdies eine Überholkupplung 26 vorgesehen- Die Doppelkupplung besteht aus einem Zylinder 21_Λ der über eine Scheibe 22 isit einer sit der Welle 13 durch einen Seil 23 verbundenen liabe versehen ist. Beidseitig dieser Scheibe 22 sind allgemein mit 2% bzw. 25 bezeichnete Kupplungen vörgeseirerc. Mittels der aus ineinandergreifenden Reibscheiben 31 bestehenden Kupplung 2λ können die Zahnräder 6l₃ 62 an die Uinlaufbewegung der Welle 13 angeschlossen werden- Diese Reibscheiben sind ihrerseits in Keilnuten 30 suf der JEnnenseite des Zylinders 2I₃ andererseits in Keilnuten 08 auf einer mit dein Zahnrad 6l eine Einheit bildenden liabe 65 gefaßt- Die Reibscheiben stehen unter der Wirkung von als Tellerfedern 39 ausgebildete Federe lenient en und sind z«?isehen einer durch einen Schnappring 29 ortsfest gesicherten Änschlagfläehe 28 und einer Ringscheibe h2 angeordnet, jjn Druckbereich der Tellerfeder 39 befindet sich ein am Ende eines ^erlagerbaren Bolzens -^l angebrachter Flansch. h0₃ über den bei entsprechender Verstellung des Bolzens Druck auf die Ringscheibe 2?2 und damit auf das Reibplattenpaket 31 ausgeübt und dadurch, die üsnlaufbewegung über die miteinander IdLmnienäen Zaimräder

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6l, 62 auf die Ausgangswelle 50 übertragen v/erden kann.

Die Kupplung 24 dient vorzugsweise dazu, eine Teilleistung zu übertragen. In einer Ausnehmung der Nabe 66 ist auf der Welle 13 eine überholkupplung 26 angeordnet, die als eine Einwegbremse angesehen werden kann, und die in Verbindung mit der Kupplung 24 dafür sorgt- Haft das volle Drelniioment auf das Zahnradgetriebe 6l, 62 übertragen wird-

Die andere, mit 25 bezeichnete Kupplung ist ähnlich wie die Kupplung 24 ausgebildet. Sie ist dafür bestimmt, das Drehmoment der Eingangswelle 13 auf die Zahnräder 63, 64 zu übertragen, wonach, wenn eingekuppelt ist, der Vorwärtsgang der Maschine eingeschaltet ist. Die Reibscheiben 36 dieser Kupplung sind einerseits in Keilnuten 35 an der Innenseite des Zylinders 21, andererseits in Keilnuten 69 auf einer mit dem Zahnrad 63 eine Einheit bildenden Nabe 67 gefaßt- Das Reibplattenpaket 36 stützt sich gegen eine durch einen Schnappring 34 ortsfest gesicherte Anschlagfläche 32 ab und ist auf seiner anderen Seite durch eine Ringscheibe 38 begrenzte gegen v;elche ein Druckkolben 37 angeordnet ist, auf dessen Rückseite eine mit einer Druckflüssigkeitsleitung 90 in Verbindung stehende ausdehnbare Kaiaser vorgesehen ist, die sich bei Zufluß von Flüssigkeit vergrößert und den Kolben gegen die Ringscheibe 38 drückt und dadurch das Reibplattenpaket 36 zusammendrückt. Mit dem Druckkolben 37 ist der erwähnte Bolzen -41 mittels einer Mutter verbunden, der Anschläge besitzt, um den Kolben 37 nach rückwärts zu drängen und dadurch die Kupplung 25 zum Reibungssehluß zu bringen.

1st die Kupplung 2-4 eingerückt, wird die üELLaufbewegung sowohl über die Heibseheiben ~y± als auch ub&^ die Einwegkupplung voll auf die IsaJbe 65 und über die kämmenden Zahnräder 6l,62 auf die Ausgangszeile 50 übertragen, vienn in die erwähnte Druckkammer hinter den Sruekkolben 37 Druckflüssigkeit eingelassen lüird^ ivird die Tellerfeder 39 durch den Bolzen ίΐ zurückgezogen, die Kupplung 24 dadurch gelöst und die Kupplung 25 angezogen. Die Leistungsübertragung erfolgt dann über- die

:iabe 57 una das hierid-t verbundene Zahnrad υ3 auf das Zahnrad 6h, welches mit der Ausgangszeile 50 verbunden ist. Infolge der höheren übersetzung zwischen den Zahnrädern 63,64 wird dann die V.'elle 50 schneller angetrieben, wobei die Kupplung 2t überlaufen kann und ausgeschaltet wird.

Für die Schaltung eines solchen, beispielsweise in einem Ackerschlepper vorgesehenen Vorschaltgetriebe in den Vorwärtsgang r.iU3 dafür gesorgt v/erden, daß Druckflüssigkeit aus der hinter dem Druckkolben 37 befindlichen Kammer abfließt. Durch die hierdurch freigegebene Tellerfeder 39 wird daraufhin die Kupplung 2k eingerückt. Um das Zahnrad 61 mit dem Zahnrad 62 voll kuppeln zu können, rauß die Fahrgeschwindigkeit verlangsamt v/erden, da diese Zahnräder ein kleineres Übersetzungsverhältnis haben als die Zahnräder 63, Sk. Da die Kupplung 2k nur eine Teilleistung übeträgt, tritt Schlupf ein, bis der Schlepper seine Fahrt ausreichend verlangsamt hat und die Überlaufkupplung 26 wird wirksam.

Damit beim Anfahren eines Hanges im Rückwärtsgang nicht der Fall eintreten kann, daß sich das Zurückrollen des Fahrzeuges auf die Ausgangswelle 50 und somit über die Hauptkupplung auf die Antriebsmaschine einwirkt, was bei den bekannten Ausführungen zu einem Blockieren des in den Vorwärtsgang eingelegten Getriebes führen würde, sind gemäß der Neuerung hydraulische Steuermittel vorgesehen, die in Figur 1 der Zeichnung näher dargestellt sind.

Wie diese Darstellung zeigt, steht eine in einem Gehäuse 7k angeordnete Zahnradpumpe 75 über Zahnräder 71, 72 und eine Welle 73 (Fig. 2) in Antriebsverbindung mit der Ausgangswelle Beim Umlaufen der Welle 50 und der über die Welle 73 mitgenommenen Zahnradpumpe 75 wird Flüssigkeit aus einem Sammeltank 3 über eine Leitung 78 angesaugt und über eine Leitung in eine in Gehäuse 10 ausgebohrte Leitung gedrückt, die in eine im Durchmesser größer gehaltene Leitung ausmündet, in der ein Jitz für ein Ventil 30 vorgesehen ist, welches die Form eines

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Hohlzylinders hat und auf welches eine Feder 8l einwirkt, die sich gegen einen Stopfen 82 abstützt. Auf der Rückseite des Ventils 80 ist eine DurehlaSöffnung für eine zum Sammelbehälter S führende Leitung 83 vorgesehen.

Die von der Pumpe 75 geförderte Flüssigkeit drückt das Ventil 80 normalerweise soweit zurück, daß eine zu einer Leitung; 84 führende Öffnung freigegeben wird. Die in diese Leitung einströmende Flüssigkeit strömt bis in die Lagerschale 14, wo sie durch eine Anschlagf3.äehe 38 eines Steuerschiebers 86 in einen Ringraum 89 geleitet wird und von dort in den in der Eingangswelle 13 vorgesehenen Kanal 90 gelangt, der mit der Druckkammer hinter dem Druckkolben 37 verbunden ist. Die Spannung der Feder 81 ist so gewählt, daß eine ausreichende Menge an Druckflüssigkeit zum Kolben 37 strömen kann, wenn dieser betätigt vjerden soll, und die dann als Rückschlagventil wirksam ist, indem sie durch die öffnung zur Leitung 83 Flüssigkeit zum Sammeltank S abfließen läßt, falls der Druck höher ansteigt als zur Betätigung der Kupplung 25 nötig ist. Wenn der Schieber 86 so weit abgesenkt ist, daß die Anschlagfläche 88 die gestrichelt angedeutete Lage einnimmt, ist der Zufluß zum Rinr;rauri 89 und zum Kanal 90 gesperrt. Die weiter zuströmende Flüssigkeit hält das Ventil 80 soweit zurück, daß die zum Tankbehälter S fünrende Leitung 83 unbedeckt bleibt. In dieser Lage bewirkt die Tellerfeder 39 das Anlegen der für die Teilleistung vorgesehenen Kupplung 24. Die hinter dem Druckkolben 37 befindlicne Flüssigkeit wird dann aus der Kammer herausgedrückt und über ein.5 Leitung 92 zum Behältertank S abgeführt. Zur Anzeige der Stellung des Steuerschiebers 86 "i.st eine geeignet ausgebildete Sperrklinkenvorrichtung, wie bei 95 in Fig. 1 angedeutet, vorgesehen.

Somit ergiVt sich die nachfolgend erläuterte Wirkungsweise.

Steht die Ausgangswelle 50 still, kann auch die Zahnradpumpe 75 nicht umlaufen, und Flüssigkeit kann, welche Stellung der Schieber 86 auch einnimmt, zur Betätigung der Vorwärtsgangschaltung der Kupplung 25 nicht gefördert werden. Mittels der Tellerfeder 39 wird die Kupplung 2*J eingerückt und dadurch

das Vorgelege 6l und 62 eingekuppelt. Die Umlaufbewegung der Eingangszeile 13 wird dadurch über die Kupplung 2k und die Überholkupplung 26 auf die Ausgangswelle 50 übertragen.

Befindet sich der Schieber 86 in seiner abgesenkten Stellung, kann die Kraftübertragung über die Kupplungen 2h und 26 weiter durchgeführt werden.

i'Jenn der Fahrer nach Anwachsen der Geschwindigkeit das Getriebe auf eine höhere Geschwindigkeit von sich aus umschalten will, braucht er nur den Steuerschieber 86 nach oben hin anzuheben, wodurch die von der bereits umlaufenden Zahnradpumpe 75 geförderte Flüssigkeit bis zur Druckkammer hinter dem Kolben 37 vordringen und dadurch die Kupplung 25 einrücken kann. Die Überholkupplung 26 überläuft hierbei.

Wenn sieh jedoch der Schieber 86 nach dem Anfahren bereits in seiner oberen Stellung befindet, erfolgt automatisch die Umschaltung von der Kupplung 2k auf die Kupplung 25 für den Vorwärtsantrieb, wenn das Fahrzeug soweit beschleunigt ist, daß die Pumpe 75 Flüssigkeitsdruck erzeugen kann. Die Überholkupplung 26 und die Kupplung 2k bleiben eingerückt, bis durch Umlauf der Ausgangswelle 50 genügend Flüssigkeitsdruck erzeugt wird, um durch Einwirkung auf den Kolben 37 die Kupplung

25 einzurücken und die Kupplung 2k auszurücken; die Kupplung

26 verbleibt dabei beim überlaufen.

Um auch weiterhin sicher zu sein, daß das Fahrzeug immer im höheren Drehmomentbereich zu beschleunigen beginnt, sind im verschiebbaren Ventil 80 Öffnungen 9k vorgesehen, durch Vielehe aus der Druckkammer hinter dem Druckkolben 37 stammende Flüssigkeit durch den Kanal 90, die Leitung 8^ und durch die mit dem Behältertank S in Verbindung stehende Leitung 83 abfließen oder herausgedrückt werden kann, falls das Fahrzeug angehalten wird, während sich der Steuerschieber 86 in der oberen Stellung für den Vorwärtsantrieb befindet. Somit bewirkt die Tellerfeder 39, sobald die Bewegung des Fahrzeuges aufhört, ein Ausrücken der Kupplung 25 und ein Einrücken der für die Teilleistung bestimmten Kupplung 2k.

-s-

..enn das Fahrzeug nit eingerückter Kupplung 25 einen Hang ansteigt _a kann eine Hinderung oder ein Verlust an Eingangsleistung dazu führen ₃ daß das Fahrzeug rückwäi-ts rollt und die Kupplung 26 eingerückt wird- Die zur Vermeidung eines Blockierens notwendige Ausrückung aeT Kupplung 25 erfolgt automatisch ₃ weil die Pumpe 25 entsprechend der Rückwärtsdrehung der Welle 50 im umgekehrten Drehsinn umläuft und daher dem Druckkolben 37 keine Druckflüssigkeit zuleitet. Das Ventil 80 schließt dann₃ und hinter des Kolben 37 befindliche Flüssigkeit v/ird über die öffnungen 9*» des Ventils 80 in die Leitung 83 unu von dort in aen Behältertank abgeleitet.

Abwandlungen des neuerungsgemäßen Ausführiangsbeispieles sind möglich. Beispielsweise kann jedes der Zahnräder 61 oder 63 mit einem Zv/ischenrad in Eingriff stehen, um einen Antrieb in entgegengesetzter Pachtung zu ermöglichen. Auch lassen sich Eingangswelle und Ausgangswelle leicht gegeneinander auswechseln. Schließlich können die Kupplungen voneinander getrennt_, jeweils eine Kupplung auf jeder Welle, angeordnet sein.

-Schutzansprüche-

704589S28.9.72

Claims (1)

Scftutzansoruche:

1. Mit einer wechselweise einrückbaren und als Reibungskupplung ausgebildeten Doppelkupplung versehenes Vorschaltgetriebe zur Kraftübertragung von einer Eingangswelle auf eine Ausgar.gsvrelle bei verschiedenen Geschwindigkeiten und Drehinoinentausgängen, iiobei die eine Kupplung unter der Wirkung eines in die Einrüekstellung drückenden Peöereiements und die andere Kupplung unterer Wirkung eines Bruckkclbens stehtder durch von einer Pumpe geförderte Druckflüssigkeit betätigbar ist, die in der Förderleitung de? Pumpe zum Druckkolben ein federbelastetes Ventil durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der die hydraulische einrückbare Kupplung (25) schaltende Druckkolben (37) über einen Bolzen (²Il) mit dem als Tellerfeder (39) ausgebildeten Federelement verbunden ist und in Abhängigkeit von der Drehzahl der Ausgangsv/elle (50) selbsttätig durch die von der Ausgangszeile (50) angetriebenen Pumpe (75) mit Druckflüssigkeit beaufschlagbar ist, und daß der aoit-tels der Tellerfeder (39) einrückbaren Kupplung (2¹O in bekannter "sieise eine Überholkupplung (26) züschaltbar ist.

2- Vorschaltgetriebe nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß in der Förderleitung (79) der Pumpe (75) zum Druckkolben (37) ein von Hand betätigbarer Steuerschieber (86) angeordnet ist, der den Zulauf von Druckflüssigkeit unabhängig von der Drehzahl der Ausgangsv/elle (50) sperrt.