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Druckölumschaltvorrichtung für ein Wende- und Untersetzungsgetriebe
insbesondere für Wasserfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckölumschaltvorrichtung
für ein Wende- und Untersetzungsgetriebe, insbesondere für Wasserfahrzeuge, das
mit einer kraftschlüssigen Hauptkupplung an die Antriebsmaschine koppelbar ist.
Das Getriebe besteht aus zwei dreirädrigen Stirnrädersätzen, die auf einem Hauptwellenzug
und auf zwei Nebenwellenzügen angeordnet sind. Die Nebenwellenzüge sind durch zwei
zu einer Wechselkupplung verbundene Klauenkupplungen mit abgeschrägten Stirnflächen
für die jeweilige Abtriebsdrehrichtung je für sich koppelbar. Beim Umschalten der
Wechselkupplung, also z. B. beim Wechseln der Fahrtrichtung, werden in bekannter
Weise die antriebsseitigen Klauenkupplungshälften über einen Hilfsantrieb, der mit
einer kraftschlüssigen Hilfskupplung vorübergehend an die Antriebsmaschine kuppelbar
ist, in ihren Drehrichtungen umgelehrt, so daß die jeweilige Kupplung einrücken
kann.
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Durch die Erfindung wird eine einfache Druckölumschaltvorrichtung
geschaffen, mit der das Umschalten schnell und stoßlos vor sich geht. Die Erfindung
besteht darin, daß durch einen in an sich bekannter Weise vom Umschalthebel abhängigen
Fahrschieber das in den Umschaltzylinder der Wechselklauenkupplung gesteuerte Druckmittel
in die Schaltzylinder der Hauptkupplung und der Hilfskupplung des Hilfsantriebes
in Abhängigkeit
von dem Schaltweg der verschiebbaren Klauenkupplungshälften
gesteuert wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung für
eine Druckölumschaltvorrichtung in einem Wende- und Untersetzungsgetriebe für ein
Wasserfahrzeug schematisch wiedergegeben. Hierbei sind das Kupplungsgehäuse und
die Kupplungen teilweise im Schnitt und die Zahnräder schematisch ohne Lagerung
dargestellt.
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Es bedeuten I die von der Antriebsmaschine kommende treibende Welle,
2 eine Zwischenwelle, 3 die angetriebene Welle, an deren Flansch die Schraubenwelle
angeschlossen wird. Diese drei Wellenteile I bis 3 bilden den Hauptwellenzug. 4
ist das mit der Welle I fest verbundene Kupplungsgehäuse, 5 die Hauptkupplung mit
den an dem Gehäuse 4 in Keilen und Nuten geführten Scheiben 6, 7 sind weitere Kupplungslamellen,
die an einer Kupplungsnabe 8 geführt sind, die auf der Zwischenwelle 2 fest ist.
9 ist eine Druckplatte, Io eine Druckscheibe, die an einem Kolben II sitzt, der
auf einem Abschnitt 12 der Welle I geführt und durch eine Feder 13 belastet ist.
14 ist ein Druckraum in dem Kupplungsgehäuse 4 vor dem Kolben II. I5 ist der Schaltzylinder
für den Kolbien IIi in dem Kupplungsgehäuse 4.
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16 ist eine Hilfsreibkupplung in den Kupplungsgehäuse 4 mit einer
Reibscheibe 17 und einer Druckplatte I8; die an ihrem äußeren Umfang in Keilen und
Nuten in dem Kupplungsgehäuse 4 geführt ist. I9 ist eine Druckscheibe, die mit einem
Kolben 2o verbunden ist, der auf einem auf der Welle festen Ringstück 2I verschiebbar
ist. 22 ist ein Schaltzylinder in dem Kupplungsgehäuse 4, in dem der Kolben 2o verschiebbar
ist. 23 ist eine Feder, die sich gegen einen Bund 24 an dem Ringstück 2I abstützt.
25 ist ein auf der Welle drehbares, jedoch nicht vierschiebbares Ringstück, das
an seinem linken Ende eine Scheibe 26 trägt, auf deren Keilen und Nuten die Reibscheibe
17 angeordnet ist. 27 ist der Innenraum des Zylinders 22.
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3I ist das erste Rad eines auf der Antriebsseite des Getriebes angeordneten
Stirnrädersatzes von drei Rädern. Das Rad 31 sitzt am rechten Ende der Zwischenwelle
2 des Hauptwellenzuges und kämmt mit dem zweiten Rad 32 eines Nebenwellenzuges für
die eine Fahrtrichtung. Das zweite Rad 32 kämmt wiederum mit dem dritten Rad 33
auf einem Nebenwellenzug für die ändere Fahrtrichtung. Der abtriebsseitiige Stirnrädersatz
besteht aus den drei Rädern 34, 35 und 36, von denen die Räder 34 und 35 auf den
Nebenwellenzügen sitzen und mit dem auf dem Wellenteil 3 des Hauptwelllenzuges sitzenden
Abtriebsrad 36 kämmen.
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37 ist ein Rad des Hilfsantriebes, das am rechten Ende des Ringstückes
25 befestigt ist. Das Rad 37 kämmt mit einem Rad 38, das auf dem Wellenteil 39 des
Nebenwellenzuges für die andere Fahrtrichtung angeordnet ist, auf dem auch das Rad
33 des antriebsseitigen Stirnrädersatzes sitzt. 4o ist ein Stellring.
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42 bzw. 43 sind die festen, 44 bzw. 45 die verschiebbaren Kupplungshälften
der Kuppelungen für die beiden Fahrtrichtungen, die auf Keilwellen angeordnet sind.
46 ist ein Doppelhebel, der um den Bolzen 47 drehbar ist und mit Zapfen in die Eindrehungen
48 bzw. 49 der mit den Kupplungshälften 44 bzw. 45 verbundenen Muffen 5o bzw. 51
eingreift.
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52 ist ein Schleifring auf dem Hauptwellenteil I mit der Nut 53, an
den die Leitung 54 anschließt, 55 ein Kanal in der Welle I, 56 ist ein weiterer
Schleifring mit der Nut 57, an den die Leitung 58 anschließt. 59 ist ein weiterer
Kanal in der Zwischenhauptwelle 2, 61 ein Schiebergehäuse, dessen mittlerer Teil
durch den Zylinder 62 gebildet wird. 63 und 64 sind Schieberzylinder rechts und
links von dem Zylinder 62, mit denen zusammen sie das Gehäuse 61 bilden. 66 ist
eine Zuleitung für Drucköl, 65 eine von der Leitung 58, 67 eine von der Leitung
54 abzweigende Leitung. 68 und 69 sind Steuerschlitze am Schiebergehäuse 61.
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70 ist ein Handhebel zum Umschalten des Getriebes, der in die Stellungen
V für Vorwärtsfahrt, R für Rückwärtsfahrt und L für Leerlauf gelegt werden kann.
Mit dem Umschalthebel 7o ist über den Hebel 71 und die Stange 72 ein Schieber 73
verbunden, der in dem Gehäuse 74 verschiebbar ist, das. unterhalb des Zylinders
62 angeordnet ist. 78, 79 und 8o sind Entlüftungsöffnungen. 81 ist ein in dem Zylinder
62 verschiebbarer Kolben, an den sich links ein aus der Kolbenstange gebildeter
Schieber 82 und rechts ein ähnlicher Schieber 83 anschließen. Das Ende des Schiebers
83 ist durch die Stange 84 mit dem Hebel 46 verbunden. 85 und 86 sind Eindrehungen
an dem Schieber 73, 87 und 88 solche an dem Schieber 82. 89 ist eine Axialbohrung
in dem Schieber 82, 9o und 9I sind Querbohrungen in diesem Schieber. 93 und 94 sind
Eindrehungen an dem Schieber 83. 95 ist eine Axialbohrung, 96 und 97 Querbohrungen
an diesem Schieber. 99 und Ioo sind Verbindungskanäle zwischen dem Zylinder 62 und
dem Schiebergehäuse 74.
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In der Zeichnung ist das Getriebe in der Vorwärtsfahrtstellung gezeigt.
Der Schieber 73 steht in seiner rechten Endlage, in welcher er durch seine Eindrehung
85 und den Verbindungskanal 99 den Zutritt von Drucköl aus der Leitung 66 in den
Zylinder 62 links von dem Kolben 8I freigibt. Der Kolben 8I steht unter dem Einfluß
dieses Druckes in seiner rechten Endstellung, in der durch das Gestänge 84, 46 die
Kupplung 42, 44 eingerückt, düe Kupplung 43, 45 dagegen ausgerückt ist. -Die Hilfskupplung
16, die zum Ankuppeln des Hilfsantriebes zur Umkehr der Drehrichtungen der antrIebsseitigen
Kupplungshälften dient, ist in Fahrtstellung ausgerückt, da durch die Leitungen
65 und 58, die Nut 57 des Schleifringes 56 und den Kanal 59 der Raum 27 vor dem
Kolben 2o drucklos ,gemacht ist.
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Zum Umschalten aus. Voirwärtsfahrt inRückwärtsfahrt wird der Hebe17o
.aus der SbellimgV in die, Stellung R gelegt und dadurch der Schieber 73 in steine
linke Endstellung verschoben. In dieser Ludstellung
ist die Entlüftungsöffnung
79 in den Bereich der Eindrehung 85 gekommen, so daß über den Kanal 99, den Steuerschlitz
68, die Eindrehung 87, die Leitungen 67, 54 und 55 nunmehr der Schaltzylinderraum
62 bzw. der Druckraum 14 vor den Kolben 81 bzw. II mit der Außenluft verbunden sind
und die Hauptkupplung 5 somit von der Feder 13 ausgerückt wird. In dieser Endstellung
ist ferner die Entlüftungsöffnung 8o aus dem Bereich der Eindrehung 86 in eine Lage
rechts des Schiebers 73 gelangt und damit ohne Wirkung auf den Raum rechts des Kolbens
81. Dieser wird vielmehr durch den Kanal Ioo über die Eindrehung 86 mit der Druckölzuleitung
66 verbunden. Der Kolben 81 wird durch den Öldruck nach links verschoben. Er nimmt
dabei mit der Stange 84 über den Hebel 46 die Kupplungshälfte 44 aus dem Eingriff
mit der Kupplungshälfte 42 heraus. Nach einem weiteren kleinen Leerweg wird unter
der Wirkung des Öldruckes die Kupplungshälfte 45 am die Kupplungshälfte 43 angelegt.
Der Kolben 81 steht jetzt etwas links seiner Mittelstellung. Die Kupplungshälfte
45 läuft noch in einer der Kupplungshälfte 43 entgegengesetzten Drehrichtung um.
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In dieser Stellung des Kolbens 81 wird aus dem Raum rechts von ihm
durch die Bohrungen 96, 95, 97, die Eindrehung 94 des Schiebers 83, die Leitung
58, die Ringnut 57 des Schleifringes 56 und den Kanal 59 in den Raum 27 Druck gesteuert.
Dadurch wird der Kolben 2o nach rechts verschoben und die Hilfskupplung 16 eingerückt.
Von der Welle I werden nun über das Gehäuse 4 und die Hilfskupplung 16 das Zahnrad
37 an dem Ringstück 25 und weiter über das Zahnrad 38 und die Welle 39 das Zahnrad
33 und die Kupplungshälfte 43 in einer der bisherigen Drehrichtung entgegengesetzten,
also in derselben Drehrichtung wie die Kupplungshälfte 45 angetrieben. Die Kupplungshälfte
43 überholt schließlich die Kupplungshälfte 45, und diese rückt unter dem axialen,
durch den Kolben 81 über die Stange 84 und den Hebel 46 auf sie ausgeübten Druck
ein, wobei der Kolben 81 vollends in seine linke Endstellung gelangt. Gleichzeitig
wird die Verbindung des Raumes 27 über den Kanal 59, die Ringnut 57 in dem Schleifring
56, die Leitung 58 und die Bohrungen 97, 95, 96 unterbrochen und die Leitung 58
entlüftet. Die Hilfsreibkupplung 16 wird also, sobald die Kupplungshälften 43 und
45 in Eingriff gehen, wieder ausgerückt, und damit wird der Hilfsantrieb in umgekehrter
Drehrichtung der Kupplungshälfte 43 aufgehoben.
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In der linken Endstellung des Kolbens 81 gelangt der Öldruck aus dem
Raum rechts über den Steuerschlitz 69 und die Eindrehung 93 des Schiebers 83 in
die Leitung 54 und über die Ringnut 53 des Schleifringes 52 und den Kanal 54 der
Welle I in den Druckraum 14. Durch den Öldruck auf den Kolben II wird die Hauptkupplung
wieder eingerückt.
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Der Antrieb geht nun über die Hauptkupplung 5, die Welle 2, die Zahnräder
31, 32, 33, die Kupplungshälften 43, 45, die Zahnräder 35, 36 auf die Welle 3 in
gegenüber der Vorwärtsfahrt umgekehrtem Drehsinn.
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Aus Rückwärtsfahrt in Vorwärtsfahrt wird in analoger Weise, wie oben
beschrieben, umgeschaltet. Hierbei wird die Hauptkupplung 5 durch Entlüften der
Leitung 54 über die Leitung 67, die Eindrehung 87 und die Öffnung 78 ausgerückt.
Ebenso wird die Hilfskupplung 16 durch Druckölzufuhr in die Leitung 58 eingerückt,
und zwar von der Leitung 65 über die Eindrehung 88 aus den Kanälen 9I, 89 und 9o.
Das Rad 32 wird wieder über den Hilfsantrieb 37, 38, 33 in umgekehrtem Drehsinn
angetrieben und so beschleunigt, daß die Kupplung 42, 44 einrücken kann. Dann wird
die Hilfskupplung 16 wieder ausgerückt und die Hauptkupplung 5 eingerückt, so daß
die Welle 3 nun wieder in Vorwärts: richtung angetrieben wird.
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Das Getriebe kann während der Fahrt oder im Stillstand von der Antriebsmaschine
abgekoppelt werden, wenn der Hebel 70 in die Leerlaufstellung L gelegt wird. Dadurch
wird der Schieber 73 in seine Mittelstellung verschoben, in der die Öldruckzuleitung
66 verschlossen und sowohl die linke als auch die rechte Seite des Kolbens 81 durch
die Kanäle 99 und Ioo, die Eindrehungen 85 und 86 und die Öffnungen 79 und 8o entlüftet
sind. Dabei wird auch auf dem Weg über den Steuerschlitz 68 die Eindrehung 87 des
Schiebers 82, die Leitung 67 und die Leitung 54, die Ringnut 53 des Schleifringes
52, den Kanal 55 in der Welle I der Raum vor dem Kolben II drucklos; die Hauptkupplung
5 wird daher von der Feder 13 ausgerückt. Der Motor kann weiterlaufen oder abgeschaltet
werden. Der vorher eingeschaltete Vorwärts- oder Rückwärtsgang bleibt erhalten,
und zwar so lange, bis der Hebel 70 aus der Leerlaufstellung L wieder in die Vorwärtsstellung
V oder in die Rückwärtsstellung R umgelegt wird.