DE2805382C3 - Schaltdruckmindernde Steuervorrichtung für ein durch Druckmittel- bzw. Federkraft betätigte Kupplungen unter Last schaltbares Wechselgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 auf eine Steuervorrichtung für ein unter Last schaltbares Wechselgetriebe, das für zwei Vorwärts- und eine Rückwärtsschaligruppe je eine druckmittel- bzw. federkraftbetätigte Kupplung aufweist

Es ist aus der DE-PS 15 80 046 eine Steuervorrichtung genannter Art bekanntgeworden, bei der die Anordnung des Richtungsschiebers und des Gangschiebers in Verbindung mit einer Ventileinrichtung so getroffen ist, daß beim Gangwechsel sowohl die Kupplung des Wechselgetriebes als auch die Kupplung des Wendegetriebes gelöst wird. Anschließend erfolgt dann zunächst ein begrenztes Einrücken der Kupplung der vorgewählten Gangstufe des Wechselgetriebes und erst nachfolgend beim Einrücken der Kupplung des Wendegetriebes ein volles Einrücken der bis dahin begrenzt eingerückten Kupplung des Wechselgetriebes. Durch diese Schaltung wird vermieden, daß bei Umkehrung der Fahrtrichtung des Fahrzeugs die im Getriebe beim Lösen der Kupplungen frei umlaufenden Getriebeteile das Fahrzeug beim Einkuppeln nochmals in der vorhergehenden Fahrtrichtung antreiben, bevor die Drehrichtung der noch frei umlaufenden Getriebeteile umgekehrt wird. Die einzelnen Gangstufen des Wechselgetriebes können bei dieser bekannten Steuervorrichtung unter Last geschaltet werden, wobei die jeweils eingerückte hydraulische Kupplung zunächst vollständig ausgerückt wird, bevor die zum Schalten der nächsten Gangstufe vorgesehene hydraulische Kupplung einrückt Bei diesem Vorgang tritt jedoch insbesondere bei großer Belastung eines Zugfahrzeugs, beispielsweise beim Pflügen, durch die kurze Zugkraftunterbrechung beim Wechsel von einer Kupplung zur anderen ein Schaltruck ein, der nicht nur vom Fahrer sehr unangenehm empfunden wird, sondern auch insbesondere die Kupplungen und das Getriebe stark beansprucht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung der eingangs umrissenen Galtung mit möglichst einfachen Mitteln dahingehend zu verbessern, daß das Schalten des Wechselgetriebes von einer Vorwärtsgangstufe zur anderen selbst bei sehr großer Belastung weitgehend ruckfrei erfolgt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Bei einer diese Merkmale aufweisenden Steuervorrichtung erfolgt beim Schalten der beiden Gangstufen des Wechselgetriebes jeweils eine Oberschneidung beim Ein- bzw. Ausrücken der Kupplungen, d. h., beim Schalten der Vorwärtsschaltstufen befindet sich die auszurückende Kupplung noch teilweise im Eingriff, während die andere einzurückende Kupplung bereits in Eingriff gelangt. Auf diese Weise wird der Kraftfluß zwischen der Antriebsmaschine und den antreibenden Rädern nicht unterbrochen. Somit wird unter Verwendung einfacher und zuverlässig arbeitender Mittel erreicht, daß ein Wechselgetriebe selbst bei großer Belastung ohne Zugkraftunterbrechung geschaltet werden kann, so daß Schaltstöße genannter Art weitgehend vermieden werden.

Die bei Neutralstellung des Gangschiebers durch Beaufschlagung mit Druckmittel ausgerückte zweite Vorwärtsschaltkupplung steht über am Gangschieber angebrachte Ringnuten und entsprechende Steuerkanten unter Umgehung des Richtungsschiebers mit der Druckmittelquelle in Verbindung. Dabei ist es zur Vermeidung von Fehlschaltungen der zweiten Vorwärtsschaltkupplung zweckmäßig, wenn bei ausgerückter erster Vorwärtsschaltkupplung in die Verbindung zwischen der zweiten Vorwärtsschaltkupplung mit der

Druckmittelquelle ein im Gangschieber angeordnetes Drosselorgan eingeschaltet ist

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt

Die dargestellte Steuervorrichtung ist in einem Steuerblock 1 angeordnet und steht durch eine Leitung 2 mit einer Druckmittelpumpe 3 in Verbindung, die saugseitig an einen Rücklauf-Vorratsbehälter 4 angeschlossen ist Die Leitung 2 führt innerhalb des Steuerblocks 1 zu einem Druckhalteventil 5, c'essen Ringnuten 6 und 6' innerhalb eines Veiitilschiebers 7 mit einem zylindrischen Raum 8 in Verbindung stehen, in dem ein außerhalb des Ventilschiebers 7 abgestützter kleiner Kolben 8' geführt ist Der Ventilschieber 7 stützt sich an der dem Kolben 8' abgewandten Seite über eine Regelfeder 9 ab. Ein Ringraum 10 des Druckhalteventils 5 steht mit einer aus dem Steuerblock 1 herausgeführten Leitung 10' in Verbindung. Eine an den Ringraum 6 anschließende Leitung 11 führt zu einem Druckregelventil 12.

Von der Leitung 2 zweigt eine Leitung 13 ab, die über eine Drossel 14 an ein Pilotventil 15 eingangsseitig angeschlossen ist Das Pilotventil 15 weist einen in einer zylindrischen Bohrung 16 axial geführten Schieber 17 auf. In der Bohrung 16 sind drei Ringnuten 18,19 und 20 und im Schieber 17 eine Ringnut 2! angeordnet die durch einen Kanal 22 mit einem Zylinder 23 in Verbindung steht. Im Zylinder 23 ist ein kleiner Kolben 24 geführt, der sich außerhalb des Zylinders 23 an der Stirnfläche der Bohrung 16 abstützt. Ein freier Raum 24' an der zylinderseitigen Strinfläche des Schiebers 17 ist ebenso wie die Ringnut 18 und der Raum der Feder 29 an den Vorratsbehälter 4 angeschlossen. In die Ringnut 19 mündet die Leitung 13, während die Ringnut 20 durch eine Leitung 25 mit einem Arbeitsraum 26 des Druckregelventils 12 verbunden ist. In der zylindrischen Bohrung 16 sitzt ferner axial verschiebbar ein Schieber 28, der sich über eine Druckfeder 29 am Schieber 17 abstützt und außerhalb des Steuerblocks 1 einen Druckstift 30 aufweist. Über den Druckstift 30 greift mit einer Bohrung 31 axial verschiebbar ein Hebel 32, der auf einem ebenfalls im Steuerblock 1 axial verschiebbar angeordneten hydraulischen Richtungsschieber 34 befestigt ist

Ein schwenkbar in einem ortsfesten Lager 35 gelagerter Hebel 36 greift einerseits gabelförmig um den Richtungsschieber 34 und stützt sich andererseits auf dem Druckstift 30 ab. Ein im Richtungsschieber 34 angeordneter Mitnehmerstift 37 dient zur Betätigung des Hebels 36. Durch die Anordnung der beiden Hebel 32 und 36 wird bei Betätigung des Richtungsschiebers 34 der Druckstift 30 in Richtung des Pfeils 38 betätigt.

Im Arbeitsraum 26 des Druckregelventils befindet sich ein Regelkolben 40, der sich an seine«" dem Arbeitsraum 26 abgewandten Seite mittels einer Feder 41 am Steuerblock 1 und mittels einer Regelfeder 42 an einem Regelschieber 43 abstützt. Der Regelschieber 43 hat mittig eine Ringnut 44 und sitzt axial verschiebbar in einer Führungsbohrung 45, die zwei Ringnuten 46 und 47 aufweist. Ein an einer Stirnseite des Regelschiebers 43 befindlicher Raum 48 ist durch eine Leitung 49 und eine Drossel 50 mit einer von der Ringnut 47 zum Richtungsschieber 34 führenden Leitung 51 verbunden. An die Ringnut 46 ist die vom Druckhalteventil kommende Leitung 11 angeschlossen.

Der Richtungsschieber 34 ist in einer Führungsbohrung 53 axial in drei durch eine federbelastete Raste 54 bestimmten Stellungen V.N.R. festlegbar. In der Führungsbohrung 53 sind fünf Ringnuten 55, 56, 57, 58 und 59 angeordnet von denen letztere mit der Leitung 51 in Verbindung steht Die beiden Süßeren Ringnuten 55 und 58 sind direkt mit dem Vorratsbehälter 4 verbunden. Zwei Ringnuten 61 und 62 sind im Richtungsschieber 34 so angeordnet daß bei der gezeigten Neutralstellung N des Richtungsschiebers 34 die mittlere Ringnut 59 gesperrt ist und die Ringnuten 55 und 56 einerseits sowie eise Ringnuten 57 und 58 andererseits miteinander verbunden sind. Die Ringnut 57 ist durch eine Leitung 63 mit einem hydraulischen Gangschieber 64 verbunden, während die Ringnut 56 durch eine Leitung 65 unmittelbar an eine hydraulische Kupplung 66 angeschlossen ist

Der hydraulische Gangschieber 64 sitzt axial verschiebbar in einer Führungsbohrung 67 und ist mittels einer federbelasteten Raste 68 aus der gezeigten Neutralstellung N nach links in zwei vorbestimmten Stellungen Vl und V 2 einrastbar. In der Führungsbohrung 67 sind fünf Ringnuten 69, 70, 71, 72 und 73 vorhanden, während der Gangschieber 64 drei Ringnuten 75, 76 und 77 aufweist Die mit der Leitung 63 verbundene Ringnut 71 in der Führungsbohrung 67 ist bei der gezeigten Neutralstellung gesperrt, während die Ringnut 76 des Gangschiebers 64 bei Neutralstellung die Ringnut 72 mit der Ringnut 73 verbinden, die an den Vorratsbehälter 4 angeschlossen ist Eine von der Ringnut 72 ausgehende Leitung 79 führt zu einer hydraulischen Kupplung 80. Bei der gezeigten Neutralstellung /V des Gangschiebers 64 sind durch die Ringnut 75 auch die beiden Ringnuten 69 und 70 miteinander verbunden. Die Ringnut 70 ist durch eine Leitung 81 unmittelbar an die Ringnut 46 des Druckregelventils 12 angeschlossen, während die Ringnut 69 durch eine Leitung 82 mit einer hydraulischen Kupplung 83 verbunden ist. Von der Ringnut 75 des Gangschieben. 64 geht eine Drosselbohrung 74 aus, die in der Stellung Vi des Gangschiebers 64 die Ringnut 70 mit der Ringnut 69 verbindet Zv ischen den beiden Leitungen 65 und 79 befindet sich ein Wechselventil 84, dessen Ablaufleitung 85 über eine Drossel 86 an die Leitung 82 angeschlossen ist.

Die beiden Schieber 34 und 64 sind mit einem nicht dargestellten Hebel gemeinsam betätigbar, und zwar in der Weise, daß der Richtungsschieber 34 entsprechend der federbelasteten Raste 54 aus der Neutralstellung N nach links im Vorwärtssinn V und nach rechts im Rückwärtssinn R verstellt wird, während der Gangschieber 64 entsprechend der Raste 68 aus der gezeigten Neutralstellung N lediglich nach links zunächst in eine langsame Vorwärtssschaltstufe Vl und dann in eine schnelle Vorwärtsschaltstufe V 2 verstellt wird.

Die drei hydraulischen Kupplungen 66,80 und 83 sind Teile eines nicht dargestellten, unter Last schaltbaren Wechselgetriebes. Die Kupplung 80 ist für die erste und die Kupplung 83 für die zweite Vorwärtsschaltgruppe vorgesehen, während die Kupplung 66 die Schaltvorgänge der Rückwärtsschaltgruppe des Wechselgetriebes übernimmt. Dabei sind die beiden Kupplungen 66 und 80 so ausgebildet, daß sie mit Druckmittel einrückbar sowie durch Federkraft ausrückbar sind, während die Kupplunge 83 in umgekehrter Weise durch Federkraft einrückbar und mittels Druckmittel ausrückbar ist.

Die Wirkungsweise der Steuervorrichtung ist wie folgt:

Bei Inbetriebnahme der Druckmittelquelle 3 gelangt das von dieser geförderte Druckmittel durch die Leitung

2 und die nachfolgenden Leitungen 11, 81 und 82 zur Kupplung 83 sowie durch die Leitung 13 und die Drossel 14 zu dem in Sperrstellung befindlichen Pilotventil 15. In den genannten Leitungen und in der Kupplung 83 baut sich ein Druck auf, so daß diese gegen die Kraft ihrer Schließfeder ausgerückt wird. Bei Erreichen eines vorbestimmten Drucks wird im Druckhalteventil 5 der Schieber 7 durch den auch im Raum 8 wirkenden Druck entgegen der Kraft der Regelfeder 9 nach rechts verschoben, so daß schließlich von der Pumpe 3 gefördertes überschüssiges Druckmittel vom Ringraum 6 in den Ringraum 10 gelangt und von hier durch die Leitung 10' als Kühlöl abgeführt wird.

Bei Betätigung des Richtungsschiebers 34 aus der Neutralstellung N in Richtung »Vorwärts« wird über den nicht gezeigten gemeinsamen Betätigungshebel auch der Gangschieber 64 um eine Raste nach links in die Stellung Vi bewegt. Über den Hebel 32 wird zugleich der Schieber 28 des Pilotventils 15 in Richtung des Pfeils 38 verschoben. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die Betätigung des Pilotventils 15 über den Hebel 32 unmittelbar vor der Verbindung der Ringnut 59 mit der Ringnut 62 des Richtungsschiebers 34 einsetzt. Bei der Bewegung des Schiebers 28 nach links wird über die Feder 29 auch der Schieber 17 nach links verschoben, so daß Druckmittel aus dem Ringraum 19 in die Ringräume 20, 21 strömen kann. Von hier gelangt Druckmittel sowohl durch den Kanal 22 in den Raum 23 als auch durch die Leitung 25 zum Arbeitsraum 26 des Druckregelventils 12. Durch den Druckaufbau im Raum 23 wird der Schieber 17 abhängig von der Vorspannung der Feder 29 nach rechts verschoben, so daß schließlich die Verbindung zwischen den Ringräumen 19 und 20, 21 wieder gesperrt wird. Dabei wird die Schließbewegung des Schiebers 17 noch beeinflußt durch die in der Leitung 13 angeordnete Drossel 14, die je nach Drosselquerschnitt den Druckaufbau im Raum 23 regelt. Der im Arbeitsraum 26 aufgebaute Druck ist im wesentlichen abhängig von der Vorspannung der Feder 29. Entsprechend dem Druck im Raum 26 wird der Regelkolben 40 gegen die entgegenwirkenden Federkräfte nach links verschoben. Dabei wird über die Regelfeder 42 auch der Regelschieber 43 nach links bewegt, wodurch Druckmittel aus dem Ringraum 46 in die Ringräume 44, 47 und von hier zunächst in die Leitung 51 gelangt. In der Schaltsteliung V ist die Leitung 51 über den Richtungsschieber 34 unmittelbar mit der Leitung 63 und diese über den Gangschieber 64 unmittelbar mit der Leitung 79 verbunden, so daß die Kupplung 80 durch diese Leitungen mit Druckmittel beaufschlagt und damit eingerückt wird. Das Einrücken der Kupplung 80 erfolgt abhängig von der Vorspannung der Kegelieder 42 des Druckregelventils 12. Beim Füllen der Kupplung 80 gelangt Druckmittel aus der Leitung 51 auch durch die Drossel 50 und Leitung 49 in den Raum 48. wo sich ein Druck aufbaut, der den Regelschieber 43 abhängig von der Vorspannung der Regelfeder 42 im Schließsinn nach rechts bewegt. Damit wird eine feinfühlige Betätigung der Kupplung 8C bewirkt Beim Füllen der Kupplung 80 nimmt das Wechselventil 84 die gezeigte Stellung ein, so daß keir Druckmittel von hier zur Leitung 65 gelangen kann. DL^rch die Leitung 85 und die Drossel 86 kann kein Druckmittel entweichen, da die Leitung 82 bei der Schaltstellung Vl des Gangschiebers 64 über die Ringräume 69,75 und die Drosselbohrung 74 von der Leitung 81 her voll mit Druckmittel beaufschlagt ist

In der Schaltstellung V2 des Gangschiebers wird die Leitung 79 der Kupplung 80 über den Ringraum 77 unmittelbar mit dem Vorratsbehälter 4 verbunden, so daß die Kupplung 80 ausrückt. Außerdem sperrt der Gangschieber 64 den Druckmittelzufluß von der Leitung 81 zur Leitung 82. Die Kupplung 83 wird durch die Kraft ihrer Feder eingerückt, wobei das verdrängte Druckmittel durch die Leitung 82, Drossel 86 und das Wechselventil 84 sowie durch den Ringraum 77 des Gangschiebers 64 zum Vorratsbehälter 4 abströmen

ίο kann. Der zeitliche Ablauf des Einrückens der Kupplung 83 wird insbesondere durch die Drossel 86 bestimmt.

Bei der gezeigten Neutralstellung des Richtungsschiebers 34 und des Gangschiebers 64 ist die Leitung 51 durch den Richtungsschieber 34 gesperrt. Die Kupplung 83 ist voll mit Druckmittel beaufschlagt und damit ausgerückt. Das dabei durch die Drossel 86 in geringer Menge abfließende Druckmittel gelangt durch das Wechselventil 84 und die Leitung 79 sowie die Ringnuten 72, 73 und 76 zum Vorratsbehälter 4. Ebenso ist die durch Federkraft ausgerückte Kupplung 80 über die Leitung 79 und die genannten Ringnuten mit dem Vorratsbehälter 4 verbunden. Die Kupplung 66 ist ebenfalls drucklos und durch Federkraft ausgerückt, wobei deren Versorgungsleitung 65 über die Ringnuten 55, 56 und 61 des Richtungsschiebers 34 mit dem Vorratsbehälter 4 in Verbindung steht. Bei Neu'.ralstellung des Richtungsschiebers 34 ist auch die Feder 29 des Pilotventils 15 entlastet und die Ringräume 20, 21 sind gegenüber der Leitung 13 gesperrt. Bei Erreichen der Neutralstellung N wird der Schieber 17 jeweils durch den vom Arbeitsraum 26 infolge des federbelasteten Regelkolbens 40 im Raum 23 wirkenden Druck nach rechts kurzzeitig über die Ausgangsstellung hinaus verschoben, wobei eine Druckentlastung des Arbeitsraumes 26 und des Raumes 23 über die dabei kurzzeitig in Verbindung kommenden Ringnuten 18, 20 des Pilotventils 15 erfolgt

Beim Umschalten des Richtungsschiebers 34 aus der gezeigten Neutralstellung N in die Schaltstellung R bleibt der Gangschieber 64 in der gezeigten Neutralstellung. Bei der Bewegung des Richtungsschiebers 34 nach rechts wird über den Mitnehmer 37 der Hebel 36 im Uhrzeigersinn verschwenkt, so daß der Schieber 28 des Pilotventils 15 in Richtung des Pfeils 38 entsprechend der Schaitbewegung des Richtungsschiebers 34 nach links verschoben wird. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die Betätigung des Pilotventils 15 unmittelbar vor der Verbindung der Ringnut 59 mit der Ringnut 61 des Richtungsschiebers 34 einsetzt Die Wirkungsweise des Pilotventils 15 in Verbindung mit dom Druckregelventil 12 ist bereits bei dem Schaltvorgang des Richtungsschiebers 34 von Neutral N nach Vorwärts V beschrieben beschrieben worden, in gleicher Weise wird auch nach der Verbindung der Leitungen 5t und 65 der Druckaufbau in der daran angeschlossenen Kupplung 66 abhängig von der Betätigung des Richtungsschiebers 34 geregelt Beim Druckaufbau in der Leitung 65 wird der Schließkörper im Wechselventil 84 nach rechts verschoben, so daß der Rücklauf des Druckmittels zur drucklosen Leitung 79 gesperrt ist. Das beim Druckaufbau in der Leitung 65 bzw. in der Kupplung 66 aus der Leitung 82 durch die Drossel 86 einströmende Druckmittel ist sehr gering, so daß hierdurch der Druckaufbau in der Kupplung 66 kaum beeinflußt wird.

Beim Schalten des Richtungsschiebers von »Neutral« auf »Vorwärts« oder von »Neutral« auf »Rückwärts« erfolgt die zeitliche Regelung des Druckaufbaus in der

Kupplung 80 bzw. 66 über das Pilotventil 15 und das Druckregelventil 12 selbsttätig. Wird der Richtungsschieber 34 bei den Schaltvorgängen langsam bewegt, so ist durch das Zusammenwirken des Pilotvantils 15 mit dem Regelventil 12 dafür gesorgt, daß der Druckaufbau in der entsprechenden Kupplung 66 bzw. 80 entsprechend der Schaltbewegung des Richtungsschiebers 34 erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltruckmindernde Steuervorrichtung für ein unter Last schaltbares Wechselgetriebe, das für zwei Vorwärts- und eine Rückwärtsschaltgruppe je eine druckmittel- bzw. federkraftbetätigte Kupplung aufweist, mit einem hydraulischen Gangschieber für den Übersetzungswechsel und einem hydraulischen Richtungsschieber mit den Schaltstellungen »Vorwärts«, »Neutral« und »Rückwärts«, wobei die Schieber über einen gemeinsamen Hebel, insbesondere miteinander gleichsinnig, betätigbar sind, wobei der Druckmittelzulauf zum Richtungsschieber vom Regelschieber eines Druckregel ventils geregelt wird, der von einer Regelfeder im Öffnungssinn und vom dem Richtungsschieber zugeführten Druck dadurch im Schließsinn belastet ist, daß sich die Regelfeder anderenends an einem Regelkolben abstützt, der entgegengerichtet über ein vorgeschaltetes Pilotventil mit Druckmittel beaufschlagt wird, das unabhängig vom am Richtungsschieber eingestellten Richtungssinn gleichsinnig betätigt wird und das bei Neutralstellung des Richtungsschiebers den Regelkolben des Druckregelventils druckentlastet, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Merkmale:

a) die erste Vorwärts- (80) und die Rückwärtsschaltkupplung (66) sind in bekannter Weise hydraulisch einrückbar und mit Federkraft ausrückbar und die zweite Vorwärtsschaltkupplung (83) ist umgekehrt betätigbar (mit Federkraft einrückbar, hydraulisch ausrückbar),

b) zwischen der ersten Vorwärts- und der Rückwärtsschaltkupplung (80 und 66) ist ein Wechselventil (84) angeordnet, dessen Ablauf über eine Drossel (86) mit der zweiten Vorwärtsschaltkupplung (83) verbunden ist,

c) der geregelte Richtungsschieber (34) ist in Vorwärtsstellung über den hydraulisch nachgeschalteten Gangschieber (64) in dessen erster Vorwärtsschaltstufe (Vl) mit der ersten Kupplung (80) und in der zweiten Vorwärtsschaltstufe (V2) mit einem Rücklauf-Vorratsbehälter (4) verbunden,

d) bei Betätigung der zweiten Vorwärtsschaltkupplung (83) unterbricht der Gangschieber (64) deren direkte Verbindung (2, 6, 11, 81, 82) zur Druckmittelquelle (3) und die Kupplung (83) ist über das Wechselventil (84) an den Rücklauf (4) angeschlossen.

e) der geregelte Richtungsschieber (34) steht in Rückwärtsstellung mit der Rückwärtsschaltkupplung (66) in Verbindung.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß bei ausgerückter erster Vorwärtsschaltkupplung (80) in die Verbindung zwischen der zweiten Vorwärtsschaltkupplung (83) mit der Druckmittelquelle (3) ein im Gangschieber (64) angeordnetes Drosselorgan (74) eingeschaltet ist.