DE3938402C2 - Gangwechsel-Steueranordnung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gangwechsel- Steueranordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Gangwechsel-Steueranordnung beispielsweise ist aus dem japanischen Gebrauchsmuster Nr. 62-40 351 oder der DE 36 21 031 C2 bekannt. Es ist ein Getriebegehäuse mit einer Wand be­ schrieben, die eine von einem Deckel zu verschließende Öffnung aufweist. Der Deckel ist mit einem hydraulischen Betätigungsmittel, einem Steuerventil zur Durchführung des Gangwechsels sowie einem Drucksteuermechanismus zur Rege­ lung des Kupplungsdruckes bestückt, welche genannten Ein­ richtungen sämtlich an der Innenseite des Deckels montiert sind.

Der Deckel ist relativ groß, da die genannten hydrauli­ schen Einrichtungen nebeneinander angeordnet sind, und die in der Wand des Getriebegehäuses ausgesparte Öffnung ist entspre­ chend groß. Daher sind Verbesserungsmöglichkeiten vorhan­ den, da die große Öffnung die Stabilität des Getriebege­ häuses herabsetzt.

Das hydraulische Betätigungsmittel, das Steuerventil und die sonstigen an dem Deckel montierten Einrichtungen sind durch lange Rohrleitungen miteinander verbunden. Da die langen Leitungen einen beträchtlichen Widerstand für den Ölfluß darstellen, können in der Funktion des Betätigungs­ mittels Verzögerungen entstehen. Auch in dieser Hinsicht sind Verbesserungen wünschenswert.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Gangwechsel-Steueranordnung zu schaffen, welche eine Ver­ kleinerung der Öffnung im Getriebegehäuse zuläßt, um eine Stabilitätsverminderung des Getriebegehäuses zu vermeiden, und welche die Ölleitungswiderstände in den für den Gang­ wechsel notwendigen hydraulischen Einrichtungen verringert.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine gattungsgemäße Gang­ wechsel-Steueranordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1, wobei vorteilhaft vorgesehen ist, daß das Steuerventil ein Rückschlagventil mit einer durch eine Feder beaufschlagten Kugel ist.

Durch die einfache und schnell ansprechende mechanische Betätigung der Rückschlagventile wird ein besonders ver­ zögerungsarmes Betätigen der Kupplung erreicht, wobei durch die Anordnung der wesentlichen Steuerelemente im Bereich des kleinen Gehäusedeckels eine leichte Montage und einfache Inspektion möglich sind, wobei der einfache Aufbau der Rückschlagventile zur Reduzierung der Kosten beiträgt.

Eine vorteilhafte und nicht selbstverständliche Ausgestaltung ist im Unteranspruch 3 dargestellt.

Die oben aufgeführten Merkmale können gemäß den Abb. 1 bis 3, 8 und 9 angeordnet sein, wobei der Deckel 20 an seiner Innenseite montierte hydraulische Betätigungsmittel T aufweist und wobei das Umschaltventil 9 und das Gangwechselventil 10 an der Deckelaußenseite montiert sind und wobei in der Deckelinnenseite Rückschlagventile 112 eingebaut sind. Die dreireihige Anordnung der hydraulischen Einrichtungen übereinander führt zu einer Verkleinerung des Deckels 20 sowie zu einer Verkürzung der Ölleitungen zu den verschiedenen hydraulischen Einrichtungen.

Infolge der sich daraus ergebenden kleineren Öffnung weist das Getriebegehäuse eine erhöhte Stabilität auf, wobei der Widerstand in den Ölzufuhrleitungen zu den hy­ draulischen Einrichtungen durch eine Anordnungsänderung der hydraulischen Einrichtungen verringert wird.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt das Schaltgetriebe eine Hauptgetriebe-Gangwechselvorrichtung für die Umsetzung der Motorleistung in mehrere Geschwindigkeitsstufen sowie eine Hilfsgetriebe- Gangwechselvorrichtung für die Übertragung der Motorlei­ stung in mehrere Geschwindigkeitsstufen zu den Antriebs­ elementen. Die Hauptgangwechselvorrichtung und die Hilfs­ gangwechselvorrichtung sind mit einer dazwischen angeord­ neten hydraulisch betätigten Kupplung in Längsrichtung des Fahr­ zeugs angeordnet. Neben der Kupplung sind Betätigungsstangen angebracht, welche mit Schaltteilen der Hauptgangwechselvorrichtung bzw. der Hilfsgangwechsel­ vorrichtung verbunden sind. Die Ausführung der Öffnung erlaubt den Zugang zu den Enden der Betätigungsstangen, welche sich bis auf Kupplungshöhe erstrecken, sowie den Zugang zu der Kupplung.

Die oben aufgeführten Elemente können gemäß Abb. 1 bis 4 angeordnet sein. Die Enden der Betätigungsstangen 17 und 19 sind mit dem hydraulischen Betätigungsmittel T an Stellen neben der Kupplung B verbunden. Das hydraulische Betätigungsmittel T kann Schaltvorgänge durchführen, wobei die Öffnung 14a eine Größe aufweist, die den Bereich der Kupplung B zugänglich macht. Da die Leitungsverbindung für die Kupplung B durch die Öffnung 14a erfolgen kann, kann die Kupplung B mittels der hydraulischen Betätigungsmittel T betätigt werden.

Folglich benötigt das Getriebegehäuse keine Öffnung, die sich vom Hauptgetriebe A zum Hilfsgetriebe D erstreckt.

Auf diese Weise schafft die vorliegende Erfindung eine Verbesserung eines Gangwechselsystems, weil die Öffnung im Getriebegehäuse verkleinert wird. Das Getriebegehäuse weist demnach eine ausreichende Stabilität auf, selbst wenn es eine geringere Wandstärke als bisher aufweist.

Die Ausführung gemäß der vorliegenden Erfindung ist insbe­ sondere insofern vorteilhaft, als die Öffnung derart plaziert ist, daß, da die Kupplung zugänglich wird, diese in sehr geringem Abstand mit dem hydraulischen Steuersystem verbunden werden kann, so daß eine verzögerungsarme Betätigung gewährleistet ist.

Die Kupplung kann zwischen der Abtriebswelle des Hauptgetriebes und der Antriebswelle des Hilfsgetriebes angeordnet sein. In diesem Falle kann die Kupplung ein Kupplungsgehäuse umfassen, das drehbar auf der Abtriebswelle montiert ist, um ein Drehmoment von der Abtriebswelle aufzunehmen, wobei das Getriebegehäuse folgende Be­ standteile beinhaltet: einen hydraulischen Kolben und mehrere erste Friktionsscheiben, eine Halterung für mehrere zweite Friktionsscheiben, welche zwischen die ersten Friktionsscheiben zwecks Übertragung der Antriebskraft zur Antriebswelle angeordnet sind, sowie Öldurchlässe, welche zwischen der äußeren Peripherie der Antriebswelle und dem Kupplungsgehäuse für die Zufuhr von Schmieröl zu den ersten und zweiten Friktionsscheiben an­ gebracht sind.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung ersichtlich.

Die Figuren stellen eine Gangwechsel-Steueranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung dar.

Fig. 1 stellt eine Seitenansicht eines Getriebegehäuses dar.

Fig. 2 stellt eine perspektivische Ansicht eines Getrie­ begehäusedeckels und der hydraulischen Einrichtungen dar.

Fig. 3 stellt eine Seitenansicht des Deckels dar.

Fig. 4 stellt eine Schnittansicht eines montierten Deckels dar.

Fig. 5 stellt eine Schnittansicht einer hydraulisch betätigten Kupplung dar.

Fig. 6 stellt ein Schema eines Getriebesystems dar.

Fig. 7 stellt ein Schema eines hydraulischen Schalt­ kreises zur Steuerung der Schaltvorgänge dar.

Fig. 8 stellt eine Schnittansicht eines hydraulischen Zy­ linders zur Durchführung eines Hauptgangwechsels dar.

Fig. 9 stellt eine Schnittansicht eines hydraulischen Zy­ linders zur Durchführung eines Hilfsgangwechsels dar.

Mit Hinweis auf Fig. 6 umfaßt ein mit Vierradantrieb aus­ gestatteter landwirtschaftlicher Traktor einen Motor 1 und eine Mehrscheibenhauptkupplung 2 zur Übertragung der Mo­ torleistung auf einen Antriebsstrang und einen Zapfwellen­ strang. Der Antriebsstrang umfaßt ein Hauptgetriebe A, eine Mehrscheibenkupplung B, eine Vorwärtsgang- bzw. Rückwärtsgangumschaltung C, ein Hilfs­ getriebe D, ein Untersetzungsgetriebe E sowie Differentialgetriebe 3a und 4a für den Antrieb der Vorderräder 3 und der Hinterräder 4. Der Zapf­ wellenstrang umfaßt ein Schaltgetriebe 5 für die Übertra­ gung der Motorleistung auf die Zapfwelle 6.

Das Hauptgetriebe A umfaßt zwei Synchrongetriebe für 4 Geschwindigkeitsstufen. Die Vorwärts- bzw. Rückwärtsgangumschaltung C und das Hilfsgetriebe D umfassen je ein Synchrongetriebe. Das Hauptgetriebe A ist mittels zweier hydraulischer Zylinder T1 und T2, das Hilfsgetriebe mittels eines einzigen hydraulischen Zylinders T3 betätigbar; die Vorwärts- bzw. Rückwärtsgangumschaltung C ist manuell betätigbar. Der erwähnte landwirtschaftliche Traktor ver­ fügt über ein hydraulisches Steuersystem zwecks Auskupp­ lung der Kupplung B bei Beginn eines Gang­ wechsel- oder eines Antriebsumschaltvorganges bzw. zwecks Einkupplung der Kupplung B bei Abschluß dieses Vorganges, so daß die Hauptkupplung 2 eingekuppelt bleiben kann.

Fig. 7 stellt das erwähnte hydraulische Steuersystem dar, welches einen Drucksteuermechanismus F und ein vorgesteu­ ertes Umschaltventil 9 umfaßt, welches zwecks Zufuhr von Drucköl von der hydraulischen Pumpe 7 zu der Kupplung B in eine Ölleitung 8 eingebaut ist. Das Steuer­ system umfaßt ferner ein drehbares Gangwechselventil 10 und eine von der Ölleitung 8 abzweigende Vorsteueröllei­ tung 11, ersteres zwecks Steuerung der drei hydraulischen Zylinder T1 bis T3, letztere zwecks Erzeugung eines Vor­ steuerdruckes für die Steuerung des Umschaltventils 9.

In den Steuerleitungen, welche mit den hydraulischen Zy­ lindern T1 bis T3 und der Vorwärts- bzw. Rückwärtsgang­ wechselvorrichtung C verbunden sind, sind offene bzw. ge­ schlossene Rückschlagventile 112 eingebaut. Die Rück­ schlagventile 112 sind betätigbar, um den Vorsteuerdruck für das Umschaltventil 9 zwecks Einkuppelns bzw. Auskup­ pelns der Kupplung B zu regulieren.

Ein Ansprechen des Druckreglers F verhindert einen plötzlichen Anstieg des Kupplungsdruckes und be­ wirkt, daß der Kupplungsdruck beim Ansprechen des Um­ schaltventils 9 entsprechend steigt.

Aus Fig. 1 bis 4 ist ersichtlich, daß das Getriebe des er­ wähnten landwirtschaftlichen Traktors einschließlich eines Hauptkupplungsgehäuses 13, eines Zwischengehäuses 14 und eines hinteren Gehäuses 15, welche in Reihe miteinan­ der verbunden sind, zu einem Getriebegehäuse montiert sind. Das Hauptkupplungsgehäuse 13 umfaßt die Hauptkupplung 2 sowie das Hauptgetriebe A. Das Zwischengehäuse 14 beinhaltet die Kupplung B sowie die Vorwärts- bzw. Rückwärtsgangwechselvorrichtung C. Das hintere Gehäuse 15 beinhaltet das Hilfsgetriebe D sowie das Untersetzungsgetriebe E.

Das Zwischengehäuse 14 weist an der der Kupplung B gegenüberliegenden Seitenwand eine Öffnung 14a auf. Die Betätigungsstangen 17, welche mit zwei Hauptgang­ wechselschaltern 16 verbunden sind, und eine Betätigungs­ stange 19, welche mit einem Hilfsgangwechselschalter 18 verbunden ist, erstrecken sich bis zum Bereich der Öffnung 14a. Die drei hydraulischen Zylinder T1 bis T3 sind zwecks Betätigung der Betätigungsstangen 17 und 19 an der Innen­ seite eines Deckels 20 montiert, mit welchem die Öffnung 14a zu verschließen ist. Die Zylinder T1 bis T3 weisen Kolbenstangen 21 auf, die ihrerseits an ihren jeweiligen Enden Haltestücke 21a aufweisen, welche mittels Stiften P mit den Haltestücken 17a und 19a verbunden sind, welche ihrerseits an den Enden der Betätigungsstangen 17 und 19 montiert sind.

Eine Betätigungsstange 25 ist mit einem Vorwärts- bzw. Rückwärtsgangwechselschalter 24 und mit einem Steuerhebel L verbunden.

Wie in Fig. 3 dargestellt, weist der Deckel 20 an seiner Außenseite den Druckregler F, das Umschaltven­ til 9 und das Gangwechselventil 10 auf. Die Rückschlagven­ tile 112 sind in der Innenseite des Deckels 20 eingebaut.

Somit ist der Deckel 20 derart platzsparend konstruiert, daß die oben aufgeführten hydraulischen Einrichtungen in drei Reihen angeordnet werden können.

Wie aus Fig. 8 ersichtlich, umfaßt jeder der beiden Haupt­ schalt-Hydraulikzylinder T1 und T2 einen Kolben 26, der seinerseits ein Kolbenstangenpaar 21, einen Zylinder 27, in welchem der Kolben 26 untergebracht ist, und einen beweglichen Kolben 28, welcher gleitbar auf einer Kolbenstange 21 im Zylinder 27 montiert ist, umfaßt. Der Zylinder 27 weist drei Öffnungen P1 bis P3 auf. Wenn über die beiden äußeren Öffnungen P1 und P3 Drucköl zugeführt wird, kommt der bewegliche Kolben 28, wie in Fig. 8 dargestellt, mit dem Anschlag des Zylinders 27 in Kontakt, und der Kolben 26 kommt mit dem beweglichen Kolben 28 in Kontakt, so daß eine Nullstellung erzielt wird.

Eine der Kolbenstangen 21 eines jeden der hydraulischen Zylinder T1 und T2 weist drei Nuten 21b auf, so daß die Nockenflächen G entstehen. Ein stangenähnliches Steuerele­ ment 29, das mit den Nockenflächen G in Eingriff kommt, erstreckt sich bis zum Deckel 20. Das Rückschlagventil 112 (als Beispiel eines Steuerventils), das in der Innenseite des Deckels 20 eingebaut ist, umfaßt eine Feder 112a, eine Kugel 112b und einen Ringhalter 112c.

Wie aus Fig. 9 ersichtlich, umfaßt der Hilfsgangwechsel- Hydraulikzylinder T3, der keiner Nullstellung bedarf, einen Kolben 26, welcher seinerseits ein Kolbenstan­ genpaar 21, einen Zylinder 27, in dem der Kolben 26 untergebracht ist, sowie zwei Öffnungen P1 und P3 um­ faßt.

Eine der Kolbenstangen 21 des hydraulischen Zylinders T3 weist zwei Nuten 21b auf, welche die Nockenflächen G bil­ den. Die Nockenflächen G gehören zu dem Rückschlagventil 112, das eine dem oben beschriebenen Rückschlagventil ähnliche Konstruktion aufweist.

Wie aus den Fig. 4 und 8 ersichtlich, sind die drei hy­ draulischen Zylinder T1 bis T3 an der Innenseite des Deckels 20 horizontal übereinander angeordnet. Die Vor­ wärts- bzw. Rückwärtsgangwechsel-Betätigungsstange 25 ist auf einer Höhe zwischen den beiden unteren Zylindern T1 und T2 angebracht. Die Betätigungsstange 25 weist eben­ falls zwei Nuten auf, welche die Nockenflächen G bilden. Ein Steuerelement 29, das mit den Nockenflächen G in Ein­ griff zu bringen ist, erstreckt sich zwischen den beiden hydraulischen Zylindern T1 und T2, um mit dem Rückschlag­ ventil 112 in Eingriff zu kommen.

Die Rückschlagventile 112 sind üblicherweise gemäß Fig. 8 konstruiert. Das heißt, das Steuerelement 29 drückt auf die Kugel 112b, um so die Ablaßölleitung 11a, welche mit der Vorsteuerölleitung 11 in Verbindung steht, zu öffnen, damit die Vorsteuerölleitung 11 ihren Druck in einen Tank entlastet.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, umfaßt die Kupplung B ein Kupplungsgehäuse 23A, das durch Nadellager 126 drehbar auf eine Antriebswelle 22 der Vorwärts- bzw. Rück­ wärtsgangwechselvorrichtung C montiert ist, wobei eine Haltevorrichtung 128 auf die Antriebswelle 22 aufgekeilt ist, sowie ein Übertragungselement 30, das an das Kupp­ lungsgehäuse 23A montiert und auf eine Abtriebswelle 129 des Hauptgetriebes A aufgekeilt ist. Das Kupplungsgehäuse 23A umfaßt einen hydraulischen Kolben 23 und mehrere Friktionsscheiben 127a, während die Halte­ vorrichtung 128 mehrere Friktionsscheiben 127b hält, die zwischen die Friktionsscheiben 127a greifend angeordnet sind. Ein kupplungsbetätigender Öldurchlaß 32 erstreckt sich im wesentlichen linear zwischen dem an dem Deckel 20 montierten Umschaltventil 9 und dem Verbindungsstück 31, das an einer Stelle mit geringem Durchmesser des Kupp­ lungsgehäuses 23A angebracht ist. Durch den Öldurchlaß 32 sowie durch den an dem Kupplungsgehäuse 23A befindlichen Öldurchlaß 32a wird Drucköl zu dem hydraulischen Kolben 23 geführt.

Außerdem ist zwecks Zufuhr von Schmieröl zur Kupplung B ein Schmieröldurchlaß 33 mit dem Verbindungs­ stück 31 verbunden. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, wird Schmieröl durch den Öldurchlaß 33 herangeführt, das dann durch den nutenartigen Öldurchlaß 35, welcher sich außer­ halb des Nadellagers 126 befindet, fließt, sowie durch einen weiteren Öldurchlaß 35, welcher sich zwischen der Antriebswelle 22 und dem Kupplungsgehäuse 23A befindet. Somit fließt das Schmieröl sowohl von der Antriebswelle 22 und dem Kupplungsgehäuse 23A als auch vom Inneren der Kupplung B zu den Friktionsscheiben 127a und 127b.

Das Übertragungselement 30 erstreckt sich mit einem Ende zu dem die Friktionsscheiben tragenden Teil des Getriebe­ gehäuses 23A.

Claims (4)

1. Gangwechsel-Steueranordnung für ein Schaltgetriebe mit einer hydraulisch betätigten Kupplung (B), einem Getriebegehäuse (13, 14, 15), welches eine Öffnung (14a) aufweist, einem Deckel (20), sowie hydraulischen Steuereinrichtungen zur Steuerung der Kupplung (B), wobei die hydraulischen Steuereinrichtungen folgende Teile umfassen:

• - hydraulische Betätigungsmittel (T1, T2, T3) zur Durchführung des Gangwechsels,
• - ein Schaltsteuerventil (10) zur Steuerung der hydraulischen Betätigungsmittel (T1, T2, T3),
• - ein vorgesteuertes Umschaltventil (9), das in eine Ölleitung (8) eingebaut ist, welche zu der Kupplung (B) führt und mit den hydraulischen Betätigungsmitteln (T1, T2, T3) und einem Steuerhebel (L) hydraulisch verbunden ist, um die Kupplung aus- und einzukuppeln,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - der die Öffnung (14a) verschließende Deckel (20) als Trägereinheit für die Steueranordnung ausgebildet ist,
• - wobei jedes der hydraulischen Betätigungsmittel (T1, T2, T3) und der Steuerhebel (L) ein mechanisch gekoppeltes Steuerventil (112) aufweist, das über eine Ölleitung (11a) direkt mit dem Umschaltventil (9) zur Steuerung der Kupplung (B) verbunden ist,
• - wobei die hydraulischen Betätigungsmittel (T1, T2, T3) und die Steuerventile (112) an der Innenseite des Deckels (20) und
• - wobei das Umschaltventil (9) und das Schaltsteuerventil (10) an der Außenseite des Deckels (20) montiert sind.

2. Gangwechsel-Steueranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile (112) Rückschlagventile mit einer durch eine Feder (112a) beaufschlagten Kugel (112b) sind.

3. Gangwechsel-Steueranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltgetriebe ein Hauptgetriebe (A) und ein Hilfsgetriebe (D) umfaßt, zwischen denen die Kupplung (B) angeordnet ist, wobei Betätigungsstangen (17, 19) zum Schalten des Haupt- (A) und Hilfsgetriebes (D) neben der Kupplung (B) enden, wobei die Öffnung (14a) so angeordnet ist, daß die Betätigungsstangen (17, 19) und die Kupplung (B) zugänglich sind.