DE3114469A1

DE3114469A1 - "kraftuebertragungsvorrichtung fuer arbeitsfahrzeuge"

Info

Publication number: DE3114469A1
Application number: DE3114469A
Authority: DE
Inventors: Kazuyoshi Tokyo Fujioka
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1980-04-10
Filing date: 1981-04-09
Publication date: 1982-02-04
Also published as: DE3114469C2; US4452101A; JPS56143848A

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftübertragungsvorrichtung für Arbeitsfahrzeuge wie Gabelstapler oder dergleichen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Kraftübertragungsvorrichtung der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 angegebenen Art.

Eine herkömmliche Kraftübertragungsvorrichtung für ein Arbeitsfahrzeug benötigt nur zwei separate Schalthebel/ nämlich einen für die Umschaltung zwischen Vorwärts- und Rückwärtsfahrt und einen zweiten Schalthebel für die Wahl der Getriebeposition. Da im Betrieb eines Arbeitsfahrzeugs sehr häufig die Fahrtrichtung gewechselt wird, ist die Bedienung des Fahrzeugs über zwei Schalthebel für den Fahrer sehr kompliziert und umständlich, zumal auch die Kupplung des Fahrzeugs bei jeder Änderung der Fahrtrichtung und jeder Änderung der Getriebeposition betätigt werden muß. Beim übergang von der Trennstellung in die Verbindungsstellung erfolgt in der hydraulisch betätigten Kupplung ein rascher Druckanstieg, durch den zwangsläufig ein harter Kupplungseingriff erfolgt, welcher den Fahrkomfort des Arbeitsfahrzeugs beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Schaffung einer neuartigen Kraftübertragungsvorrichtung die Bedienbarkeit von Arbeitsfahrzeugen und dgl, in bezug auf den Fahrtrichtungswechsel und die Getriebeumschaltung zu vereinfachen und zu verbessern.

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist kurzgefaßt im Patentanspruch 1 angegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

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Die erfindungsgemäße Kraftübertragungsvorrichtung besitzt als besonderes Merkmal nur einen einzigen Schalthebel bsw» Betätigungshebel, tibar den in Verbindung mit einem hydraulischen Steuersystem sowohl -die-Fahrtrichtung geändert als auch das Getriebe innerhalb seiner verschiedenen Stellungen umschaltbar sind»

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der einzige Betätigungshebel zwischen fünf Stellungen umschaltbar und steuert ein mit dem Hebel verbundenes Ventil dabei zwischen fünf verschiedenen VentilStellungen so uis, daß jeweils entsprechende Kupplungen für Vorwärtsfahrt oder Rückwärtsfahrt und für verschiedene Geschwindigkeitsstufen durch zugeordnete Ventilöffnungen mit dera hydraulischen Arbeitsmedium versorgt werden»

In der Meutralstellung dss Betätigungshebels sind vorzugsweise sämtliche Kupplung drucklos.

Selbstverständlich können mit dem einzigen Betätigungshebel der erfindungsgemißen Kraftüb©rtragungs"/orrichtmig auch weniger oder mehr als fünf Getriebestellungen, Fahrtstufen oder dgl. geschaltet tferden,

Die erfindungsgemäße Kraftübertraguagsvorrichtung kann beispielsweise zwischen einer von einem Motor antreibbaren und ein dem Motordrehmoment entsprechendes Drehmoment abgebenden Eingangswell© und einer auf die Triebräder des Fahrzeugs wirkenden Ausgang stiel Ie angeordnet sein,

Bei dem nachstehend erläuterten bevorzugten Äusführungsbeispiel der Erfindung sind den fünf Stellungen des einzigen Betätigungshebels folgende Funktionen zugeordnet?

1) Neutralstellung

2) erste Geschwindigkeit vorwärts

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3) zweite Geschwindigkeit vorwärts

4) erste Geschwindigkeit rückwärts

5) zweite Geschwindigkeit rückwärts

Die diesen Wählstellungen entsprechenden Getriebestellungen werden bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel durch die gezielte Einschaltung oder Ausschaltung von vier einem Zahnradgetriebe.zugeordneten hydraulischen Kupplungen erreicht, von denen die erste für den Vorwärtsantrieb, die zweite für den Rückwärtsantrieb, die dritte für eine erste Geschwindigkeitsstufe und die vierte Kupplung für eine zweite Geschwindigkeitsstufe zuständig sind.

Nachstehend wird ein die Merkmale der Erfindung aufweisendes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines hydraulischen Steuersystems innerhalb einer erfindungsgemäßen Kraftüber

tragungsvorrichtung für ein Arbeitsfahrzeug; und

Fig. 2,3,4,5 vergrößerte Teilschnittdarstellungen und 6 eines bevorzugten Ausführungsbei

spiels eines in dem Steuersystem von Fig. 1 enthaltenen Wählventils, das in Fig. 2 in einer Neutralstellung, in Fig. 3 und 4 in einer ersten und zweiten Getriebestellung für Vorwärtsfahrt sowie in Fig. 5 und 6 in einer ersten und zweiten Getriebestellung für Rückwärtsfahrt dargestellt ist.
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In Fig. 1 ist ein Hydraulikkreis zur Umschaltung der Ge-

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triebestellungen einer Kraftübertragungsvorrichtung für ein Ärbeitsfahrseug schematisch dargestellt. Das hier gezeigte Ausführungsbeispiel der Kraftübertragungsvorrichtung kann zwischen je zwei Getriebepositionen für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt umgeschaltet werden, die nachstehend so bezeichnet werden:

erste Geschwindigkeitsstufe vorwärts zweite Geschwindigkeitsstufe vorxtfärts erste Geschwindigkeitsstufe rückwärts zweite Gesclwindigkeitsstufe rückwärts.

Die Kraftübertragungsvorrichtung in Fig. 1 enthält einen Drehmomentwandler 10 mit einem an einer Äbtriebswelle 18 eines nicht dargestellten Motors befestigten und mit dessen Drehzahl umlaufenden Pumpenflügelrad 12, einem Turbinenläufer 14 und einem Stator 16. Der Turbinenläufer 14 ist mit einer Hauptwelle 22 eines Getriebes 20 verbunden, welches außerdem eine Gegenwelle 24 enthält» Auf der Hauptwelle 22 sind drehbar ein Vorwärtstriebrad 26 und ein Rückx-rärtstriebrad 28 gelagert, die ihrerseits wieder mit je einer hydraulisch betätigbaren Vorwärtsantriebskupplung 30 bzw., Rückwärtsantriebskupplung 32 kombiniert sind. In ähnlicher Weise trägt die Gegenseite 24 Zahnräder 34 und 36 für eine erste und zweite Geschwindigkeitsstufe, die ihrerseits mit einer hydraulisch betätigbaren Kupplung 38 bzw. 40 für eine erste und eine zweite Geschwindigkeitsstufe kombiniert sind. Somit können die Zahnräder 26 für Vorwärtsfahrt und 28 für Rückwärtsfahrt über die Kupplungen 30,32 mit der Hauptwelle 22 verbunden bzw, von dieser getrennt werden, und in ähnlicher Weise die Zahnräder 34 und 36 für die erste und zweite Geschwindigkeitsstufe durch die Kupplungen 38,40 mit der Gegenwelle 24 verbunden bzw. von dieser getrennt werden. Die Zahnräder 34 und 28 befinden sich ständig im gegenseitigen Zahneingriff=

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Ein an einem Ende der Gegenseite 24 befestigten Antriebsritzel 42 kämmt mit einem auf einer Antriebswelle 46 befestigten angetriebenen Zahnrad 44. Ferner ist auf der Antriebswelle 46 ein Zahnrad 48 frei drehbar gelagert, welches einen mit dem Zahnrad 34 kämmenden kleineren Zahnkranz 50 und einen mit dem Zahnrad 48 kämmenden grösseren Zahnkranz 52 aufweist.

Der Drehmomentwandler 10 steht über eine Druckleitung 68 mit Drosselstelle 70 mit einer Quelle 60 für ein Arbeitsmedium bzw. Hydraulikflüssigkeit in Verbindung, zu der eine über eine Saugleitung 66 mit einem Reservoir 62 verbundene Hydraulikpumpe 64 gehört. Zur Regulierung des Hydraulikdrucks in der Druckleitung 68 ist an dieselbe über einen Kanal 74 ein Druckregelventil 72 angeschlossen, welches ferner über einen Auslaßkanal 78 mit Drosselstelle 22 und Rückschlagventil 80 mit einer Auslaßöffnung 76 des Drehmomentwandlers 10 verbunden ist. Arbeitsflüssigkeit kommt über eine Einlaßöffnung 84 in das Gehäuse 86 des Druckregelventils 72, in dessen Inneren ein Ventilkörper 88 in Längsrichtung verschiebbar angeordnet ist, der normalerweise durch eine Feder 92 in eine Richtung gedrückt wird, wo er eine Auslaßöffnung 90 des Gehäuses 86 verschließt. Die Kraft dieser Feder 92 bestimmt den vom Druckregelventil 72 eingehaltenen Druckwert.

Ein über einen Kanal 96 mit der Druckleitung 68 verbundenes Steuerventil 94 ist mechanisch mit einem Bremspedal 98 gekoppelt, um den Hydraulikdruck an den Kupplungen so zu regulieren, daß das Fahrzeug ganz nach Wunsch entweder gefahren, angehalten oder langsam bewegt werden kann. In einem zylindrischen Gehäuse 100 des Steuerventils 94, welches eine Einlaßöffnugn 104, mit dem Reservoir 62 verbundene Auslaßöffnungen 106,108 sowie eine über einen Kanal 11 mit Einlassen 112,114 eines Wählventils 116 verbundene Auslaßöffnung 110 enthält, befindet sich ein

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mit dem Bremspedal β8 verbundener verschiebbarer Kolben 102* Die Einlaßöffnungen 104 und 110 stehen ständig mit einem Ausschnitt 118 im äußeren Umfang des Kolbens 102 in Verbindung.
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In einem zylindrischen Gehäuse 120 des Wählventils 116 befindet sich ein Kolben 122, der über ein an sich bekanntes mechanisches Gestänge 126 mit <sinsm Betätigungshebel 124 verbunden ist und durch diesen H@fosl in Hich- tung der Längsachse des Gehäuses 120 verschiebbar ist« Das Ventilgehäuse 120 besitzt ferner mehrers öffnungen 128,130,132,134,136 und 138, von deaen die öfämny 128 über einen Kanal 140 mit der VorwMrtsantriefoskupplung 30 verbunden ist und nachstehend als öffnung für Vorwärts= fahrt bezeichnet wird. Die über einsn Kanal 142 κι it der Rückwärtsantxiebskupplung 32 verbundene öffnung 130 wird nachstehend als öffnung für Rückwärtsfahrt bezeichne to Die öffnungen 132, 134 sind jeweils über Kanäle 144, 146 und 148 an die Kupplung 38 für die «rste Geschwinäigkeisstufe angeschlossen. Die Kanäle 144 und 146 sind Mit den Einlaßöffnungen 150,152 bzw. dea !Canal VlB eines um« schaltventils 154 verbunden, welches in seinem Ventilgehäuse 160 einen Ventilkörper 158 enthält, um selektiv seine Einlaßöffnungen 150 und 152 mit der Auslaßöffnung 156 zu verbinden. Die öffnungen 132 und 134 werden nachstehend als öffnung für die erste Geschwindiglssitsistufe vorwärts bzw= für dia erste Geschwindigkeitsstufe rückwärts bezeichnet. Die öffnungen 136 und 138 sind j©c7@ils über Kanäle 168,170 mit Einlaßöffnungen 162 und 164 eines Um™ schaltventils 166 verbunden, welches ferner im Umfang seines Gehäuses 174 eine über einen Kanal 176 mit eier Kupplung 40 für die zweite Geschwindigkeitsstufe verbundene Äuslaßöffnung 172 soxtfie einen in Längsrichtung des Gehäuses verschiebbaren Ventilkörper 178 enthält, über den selektiv eine Äuslaßöf fnung 172 entweder mit. einem Einlaß 162 oder 164 verbindbar ist. Di© öffnungen 136 und.

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sind jeweils der zweiten Geschwindigkeitsstufe vorwärts bzw. der zweiten Geschwindigkeitsstufe rückwärts zugeordnet.

Ein über Einlaßöffnungen 186,188 und Kanäle 182,184 mit den Kanälen 148 bzw. 176 verbundenes Umschaltventil 180 besitzt in seinem Ventilgehäuse 190 eine Auslaßöffnung 192, über die das Rückschlagventil über Kanäle 200 und 202 mit Einlaßöffnungen 194,196 eines Modulatorventils 198 verbunden ist. Ein in dem Gehäuse 190 verschiebbarer Ventilkörper 204 verbindet selektiv die Auslaßöffnung 192 entweder mit dem Einlaß 186 oder 188. In dem Kanal 202 befindet sich in Parallelschaltung zu einer Drosselstelle 206 ein Rückschlagventil 208.

Auslaßöffnungen 210 und 212 in einem Ventilgehäuse 220 des Modulatorventils 198 sind über Kanäle 214 bzw. 216 an das Reservoir 62 angeschlossen. Ein Ventilschaft 222 eines in dem Gehäuse 220 des Modulatorventils verschiebbaren Ventilkörpers 218 befindet sich normalerweise innerhalb eines kleineren Bohrungsabschnitts 224 der Ventilbohrung 226 in der Nähe der Einlaßöffnung 194, weil er durch eine Druckfeder 228 in einem größeren Bohrungsabschnitt 230 in diese Endlage gedrückt wird. Das Ende der Feder 228 ist von einem Sitz 232 in der Nähe der Einlaßöffnung 296 abgestützt.

Nachstehend wird das Wählventil 116 eingehend in Verbindung mit Fig. 2, in der es eine Getriebeneutralstellung einnimmt, beschrieben. In den inneren Umfang des Ventilgehäuses 120 eingeschnittene ringförmige Nuten 300 und 302 sind mit den zuvor genannten Einlaßöffnungen 112 und 114 des Wählventils 116 verbunden. Die öffnung 128 für Vorwärtsfahrt steht mit einer ringförmigen Nut 304 sowie über einen Kanal 308 mit einer ringförmigen Nut 306 in Verbindung. In ähnlicher Weise ist die öffnung 130 für Rück-

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wärtsfahrt an eine ringförmige Nut 310 sowie über einen Kanal 314 an eine ringförmige Nut 312 angeschlossen. Ferner sind die öffnungen 132/134 bzw. 135 für die erste Geschwindigkeit s stufe vorwärts bzw. erste Geschwindigkeitsstufe rückwärts bzw, zweite Geschwindigkeitsstufe vorwärts jeweils mit einer ringförmigen Nut 316 bzw, 318 bzw» 320 verbunden, von denen die zuletzt genannte über einen Kanal 324 mit einer weiteren ringförmigen Nut verbunden ist» Schließlich ist die öffnung 138 für die zweite Geschwindigkeitsstufe rückwärts an eine ringförmige Mut 326 sowie über einen Kanal 330 an eine zweite ringförmige Nut 328 angeschlossen. Weitere ringförmige Nuten 332,334 und 336 in dem Ventilgehäuse 120 stehen über Kanäle 338,340 und 342 mit dem Hydraulikreservoir 62 in

15 Verbindung.

In die ümfangsflache des Kolbens 122 sind ringförmige Nuten 344,346 und 348 eingearbeitet, sie befinden sich jeweils zwischen stehengebliebenen ümfangsflächen bzw. Stegen 350,352,354 und 356, die verschiebbar aber flüssigkeitsdicht die innere Ümfangsfläehe des Ventilgehäuses 320 berühren.

Im Betrieb des soweit beschriebenen Hydrauliksystems gelangt Hydraulikflüssigkeit aus der Pumpe 64 über die Druckleitung 68 zuerst in das Druckregelventil 72, welches dsn Arbeitsdruck reguliert, danach in das Steuerventil 94 und ferner zum Teil in den Drehmomentwandler 10, X-7O es als Schmiermittel benutzt wird. Der Drehmomentxfandler 10 führt die Arbeits- bzw. Hydraulikflüssigkeit über das Rückschlagventil 80 und einen Kanal 240 dem Kupplungssystem zu. Ein anderer Teilstrom gelangt über das Steuerventil 94 sowie über den Kanal 111 und die Einlaßöffnungen 112,114 in das Wählventil 116« 35

Der Kolben 122 des Wählventils 116 kann innerhalb des Ven-

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tilgehäuses 120 verschiedene, in Fig. 2 bis 6 dargestellte Stellungen einnehmen, die durch den Betätigungshebel vorgegeben werden. In Abhängigkeit von diesen unterschiedlichen Stellungen des Kolbens 122 des Wählventils 116 werden die betreffenden Hydraulikkanäle jeweils mit den Kupplungen 30,32 für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt bzw. den Kupplungen 38,40 für die erste bzw, zweite Geschwindigkeit sstufe verbunden oder von diesen getrennt, um dementsprechend das Getriebe auf die erste oder zweite Geschwindigkeitsstufe für Vorwärtsfahrt bzw. die erste oder zweite Geschwindigkeitsstufe für Rückwärtsfahrt oder in seine Neutralstellung zu schalten.

In Fig. 2 befinden sich der Betätigungshebel 124 und somit auch der Kolben 122 in der Neutralstellung, die Einlaßöffnungen 112 und 114 sind durch die Kolbenumfangsflachen 352 und 354 verschlossen. Folglich ist das Wählventil 116 von der Hydraulikquelle mit Reservoir 62 und Pumpe 64 über das Steuerventil 94 abgetrennt und erhält keine Hydraulikflüssigkeit. In dieser Ventilstellung sind die öffnungen 128 und 132 für Vorwärtsfahrt und die erste Geschwindigkeitsstufe vorwärts über die Ringnuten 344,332 und den Kanal 338 mit dem Reservoir 62 verbunden und die öffnungen 136 und 138 für die zweite Geschwindigkeitsstufe vorwärts und rückwärts über die Kanäle 324,330 und die Ringnuten 332,328 sowie über die Ringnut 346 des Kolbens 122, die Ringnut 334 des Ventilgehäuses 122 und den Kanal 340 mit dem Reservoir 62 verbunden. In ähnlicher Weise steht die öffnung 130 für Rückwärtsfahrt über die Ringnut 312, den Kanal 314, die Ringnuten 346,334 und den Kanal 340 mit dem Reservoir 62 in Verbindung. In ähnlicher Weise ist die öffnung 334 für die erste Geschwindigkeitsstufe rückwärts über die Kolbenringnut 348, Gehäuseringnut 336 und den Kanal 342 mit dem Reservoir 62 verbunden. Der Hydraulikdruck an den öffnungen 128 und 130 für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt hat somit den Wert

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Null, die Kupplungen sind getrennt» Da ferner der gangsdruck an dsn öffnungen 132,136 für die erste und zweite Geschwindigkeitsstufe vorwärts sowie an den off= nungen 134 und 138 für die erste und zweite Gesohwindigkeitsstufe rückwärts über die Umschaltventile 154 und auf dem Wert Null gehalten wird,, sind auch die Kupplungen 38 und 40 für die erste und zweite Geschwindigkeitsstufe getrennt= Somit ist die das Motordrehmoment über den Drehmomentwandler 10 aufnehmende Hauptwelle 22 vor; der Gegenwelle 24 und damit von der Antriebswelle 46 getrennt, das Fahrzeug befindet sich im Lesrlaufzustand.

In Fig. 3 ist der Kolben 122 des Wählventils 116 durch eine Bewegung des Betätigungshebels 124 nach rechts in die erste Geschwindigkeitsstufe für Vorwärtsfahrt umgeschaltet, wo der der Einlaßöffnung 112 jetzt die Kolbenringnut 344 gegenüberliegt und Druckflüssigkeit von der Quelle 60 über das Steuerventil 94 Zutritt zu der Vorwartsantriebskupplung 30 über die öffnung 138 gewährt» Gleichzeitig gelangt die Hydraulikflüssigkeit über die Ringnut 344, die öffnung 132, das Umschaltventil 154 und den Kanal 148 zu der Kupplung 38 für die erste Geschwindigkeitsstufe. Die angelegte Kupplung 30 verbindet das Vorwärtstriebrad 26 fest und mitdrehbar mit der Hauptwel-Ie 22, damit das Vorwärtstriebrad 2S über die Zahnkränze 52,50 des frei drehbaren Zahnrades 48 das Zahnrad 34 für die erste Geschttfindigkeitsstufe antreibt» über die öffnung 132 gelangt die Hydraulikflüssigkeit durch die Einlaßöffnung 150 in das Umschaltventil 154 und verschiebt dessen Ventilkörper 158 in Richtung auf die Einlaßöffnung 152, so daß jetzt eine Verbindung zvjischen Einlaß 150 und Auslaß 156 besteht und die Hydraulikflüssigkeit über den Kanal 148 in die Kupplung 38 für die erst© Geschwindigkeitsstufe geleitet wird und ferner über den zweiten Kanal 182 und die Einlaßöffnung 186 in das andere umschaltventil 180 gelangt. Dessen Ventilkörper 204 wird damit

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zur Öffnung 188 verschoben und verbindet die Einlaßöffnung 186 mit der Auslaßöffnung 192, aus der die Hydraulikflüssigkeit über die Kanäle 200,202 sowie die Einlaßöffnungen 194 und 196 in das Modulatorventil 198 gelangt. In diesem Ventil 198 strömt die Flüssigkeit zuerst in den kleineren Bohrungsabschnitt 224 im Inneren des Ventilgehäuses 220 und erst danach durch die Einlaßöffnung 196. Die Drosselstelle 206 mit dem Rückschlagventil 208 in dem Kanal 202 verzögert den Zustrom der Hydraulikflüssigkeit in den größeren Bohrungsabschnitt 230 des Ventilgehäuses, so daß in diesem Zustand der Ventilschaft 222 gegen die Schwerkraft der Feder 28 in Richtung auf die Einlaßöffnung 196 verschoben wird, bis die Federkraft den am kleineren Bohrungsabschnitt 224 wirksamen Flüssigkeitsdruck aufhebt. Jetzt ist die Einlaßöffnung 194 über die Auslaßöffnung 210 und den Auslaßkanal 214 mit dem Hydraulikreservoir 62 verbunden. Danach gelangt Hydraulikflüssigkeit über den Kanal 202 mit Drossel 206 und Rückklappventil 208 und den Einlaß 196 in den Ventilbohrungsabschnitt 230 und drückt den Federsitz 232 in Richtung auf die Einlaßöffnung 194. Dadurch erhöht sich die Federkraft am Ventilschaft 222, weil der Querschnittsunterschied zwischen 224 und 230 eine Verschiebung des Ventilsitzes 232 nach 194 gegen den dort wirksamen Flüssigkeitsdruck in Verbindung mit der Kraft der Feder 228 bewirkt. Durch diese Bewegung wird die Auslaßöffnung 210 verschlossen.

Auf diese Weise bewirkt das Modulatorventil 198 nach Verschiebung des Betätigungshebels 124 in die erste Geschwindigkeitsstufe vorwärts eine Reduzierung des Hydraulikdrukkes und danach einen langsamen Druckanstieg in der Kupplung für die erste Geschwindigkeitsstufe. Zuletzt kehrt das Modulatorventil 198 in seine Ruhestellung zurück, in der die Kupplung 38 für die erste Geschwindigkeitsstufe über den Kanal 148 Arbeitsflüssigkeit erhält und dadurch mit der Gegenwelle 24 verbunden wird, so daß sie von dem

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Motor über dessen Abtriebswelle 18, den Drehmomentwand·= l©r 10, die Hauptwelle 22 und die Zahnräder 26,48 und 34 angetrieben wird. Die Gegenwelle 24 treibt jetzt über das Zahnradpaar 4 2,44 die Antriebswelle 46 in der ersten Geschwindigkeitsstufe und vorwärts an.

Da in dieser Betätigungshebelstellung die Einlaßöffnung 114 des Wählventils 116 durch den Steg 354 des Kolbens 122 verschlossen ist, gelangt keine Arbeitsflüssigkeit zur öffnung 130 für Rückwärtsfahrt, die ihrerseits jetzt über die Ringnut 312 und den Kanal 314 mit der Kolbenringnut 346 und weiter über die Gehäuseringnut 334 und den abflußkanal 340 mit dem Reservoir 62 verbunden ist. In ähnlicher Weise sind auch die jetzt nicht benötigten öffnungen 134,136 und 138 für die erste Geschwindigkeitsstufe rückwärts bzw. die zweite Geschwindigkeitsstufe vorwärts bzitf» die zweite Geschwindigkeitsstufe rückwärts über Ringnuten 348,336 mit Kanal 342 bzttf, über die Ringnut 34 6, Kanäle 324,330 und Ringnuten 332,328 sowie Ringnuten 346,324 mit dem Abflußkanal 340 an das Hydraulikreservoir 62 angeschlossen. Folglich sind sowohl die Rückwärtsantriebskupplung 32 als auch die Kupplung 40 für die zweite Geschwindigkeitsstufe außer Betrieb und somit das Rückwärtstriebrad 28 und das Zahnrad 36 von der Hauptwelle 22 bzw. der Gegenwelle 24 abgetrennt»

Wenn der Betätigungshebel 124 noch weiter nach rechts verschoben wird, gelangt der Kolben 122 in die in Fig. 4 dargestellte Stellung für die zweiten Geschwindigkeitsstufe vorwärts. Hier ist die Einlaßöffnung 114 durch den Steg 354 gesperrt und die Ringnut 344 mit der Einlaßöffnung 112 verbunden, so daß Hydraulikflüssigkeit von der Pumpe 64 über die Druckleitung 68, die Einlaßöffnung 104 und das Steuerventil 94 sowie die Einlaßöffnung 112 in das Wählventil 116 gelangt. Diese Flüssigkeit strömt durch die öffnung 128 für Vorwärtsfahrt und die öffnung 136 zn der Vor-

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wartsantriebskupplung 30/ welche daraufhin das Vorwärtstriebrad 26 mit der Hauptwelle 22 verbindet und so über die Motorabtriebswelle 18 und den Wandler 10 antreibt.

Ferner gelangt Druckflüssigkeit über die Ringnut 34 4 in die öffnung 136 für die zweite Geschwindigkeitsstufe vorwärts und von dort über den Kanal 168 und den Einlaß in das Umschaltventil 166, dessen Ventilkörper 178 gegen den Einlaß 164 verschoben wird und somit den Ventileinlaß 162 mit der Auslaßöffnung 172 verbindet, um die Hydraulikflüssigkeit von dort über den Kanal 184 und den Einlaß 188 in das andere Umschaltventil 180 strömen zu lassen, dessen Ventilkörper 204 folglich zur Einlaßöffnung 186 verschoben wird und damit den Einlaß 188 mit dem Auslaß 192 verbindet. Dadurch strömt Hydraulikflüssigkeit über die Kanäle 176,184 sowie 200,202 in das Modulatorventil 198, In diesem Modulatorventil 198 findet jetzt der gleiche gesteuerte Verschiebevorgang des Ventilschaftes 222 statt wie er zuvor in Verbindung mit der Beschreibung von Fig. 3 (erste Geschwindigkeitsstufe vorwärts) erläutert wurde. Auf diese Beschreibung wird hiermit verwiesen, eine nochmalige Wiederholung an dieser Stelle erübrigt sich. Kurz gesagt strömt wegen der Drossel 206 mit Rückschlagventil 208 zuerst Flüssigkeit in den Einlaß 194 und erst mit einer Verzögerung durch den anderen Einlaß 196 in das Innere des Ventilgehäuses, Dadurch wird der Kolben bzw. Ventilschaft 222 zunächst in der Zeichnung nach rechts verschoben, bis ein Ausgleich zwischen der Druckkraft und der Federkraft hergestellt und die Einlaßöffnung 194 über die Auslaßöffnung 210 und den Ablaufkanal 214 mit dem Hydraulikreservoir 62 verbunden ist. Danach verschiebt die verzögert über die Einlaßöffnung 126 eintretende Hydraulikflüssigkeit den Federsitz 232 in der Zeichnung nach links aufgrund der Querschnitts- und folglich Druck-5 kraftunterschieden zwischen den Bohrungsabschnitten 224 und 230. Bei dieser Verschiebung des Ventilkolbens in

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Richtung auf die Einlaßöffnung 194 und die Auslassöffnung 210 wieder geschlossen.

Durch diesen Vorgang wird direkt nach der Verschiebung des Betätigungshebels der Flüssigkeitsdruck in dem Kanal 176 kurz vermindert und anschließend langsam wieder erhöht. Dadurch erfolgt ein langsames Anlegen der Kupplung 40 für die zweite Gescht-Jindigkeitsstufe, ein Stoß oder Schock bsi der Mitnahme dieser zweiten Kupplung 40 und des Zahnrades 36 für die sx-jeite Gesehwindigke its stufe wird so vermieden» über die Kupplung 40 und das auf der Gegenwelle 24 befestigte Zahnrad 36 wird so die Gegenzelle 24 mit dem darauf befestigten Antriebsritzel 42, und darüber das Zahnrad 44 und die Antriebswelle 45 in der zweiten Gesclwindigkeitsstuf® vorwärts angetrieben =

Bei der in Pig«, 4 eingestellten Kolbenstellung des Wählventils 116 sind alle nicht in Betrieb befindlichen öffnungen,, nämlich die öffnung 132,130,138 und 134 jeweils über die zugeordnete Ringnut 332 mit Kanal 338 bzw« über die Ringnuten 346,334 und Kanäle 340,314 fosw, über die Ringnut 346 mit Kanal 340 bzw. die Ringnut 3-C3, Kanal 34 2, Ringnut 3 36 und 348 mit dem Hydraulikreservoir 6 2 verbunden und von der Druckflüssigkeit getrennt, folglich außer Betrieb.

In Fig. 5 ist der Kolben 122 des Wählventils 116 durch eine entsprechende Verschiebung des ßetätigimgshebels 124 gegenüber der Neutralstellung nach links in eine der ersten Gesehwindigkeitsstufe rückwärts entsprechenden Position verschoben und damit der Ventileinlaß 112 durch den Steg 352 verschlossen, die Einlaßöffnung 114 jedoch über die gegenüberliegende Ringnut 348 des Kolbens an die Arbeitsfluss igke it angeschlossen _t. die aus der Pumpe 64 über die Druckleitung 68 und das Steuerventil 94 hier zugeführt wird. In dieser Kolbenstellung gelangt

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die Hydraulikflüssigkeit von der Einlaßöffnung 114 über die Ringnut 348 und durch die Öffnung 130 für Rückwärtsfahrt durch den Kanal 142 in die Rückwärtsantriebskupplung 132, damit diese eingeschaltet wird und das Rückwärtstriebrad 28 mit der in bereits beschriebener Weise vom Motor angetriebenen Hauptwelle 22 verbindet.

Gleichzeitig gelangt Hydraulikflüssigkeit von der Einlaßöffnung 114 des Wählventils über die Ringnut 348 in die öffnung 134 für die erste Geschwindigkeitsstufe rückwärts. Über diese Öffnung 134 gelangt die Druckflüssigkeit über den Kanal 146 in den Einlaß 152 des Umschaltventils 154, verschiebt dessen Ventilkörper 154 in Fig. 1 nach links und verbindet dabei dessen Einlaßöffnung 152 mit der Auslaßöffnung 156. Jetzt strömt die Arbeitsflüssigkeit von dem Umschaltventil über den Hydraulikkanal 148 und das Modulatorventil 198 in die Kupplung 38 für die erste Geschwindigkeitsstufe, welche das Zahnrad 34 mit der Gegenwelle 24 verbindet. Wie dies zuvor in Verbindung mit Fig.

3 ausführlich beschrieben wurde, verursacht das Modulatorventil 198 kurz nach dem Verschieben des Betätigungshebels 124 einen Druckabfall und danach einen langsamen Druckanstieg in der Leitung zur Kupplung 38, damit die Kupplung sanft und stoßfrei angelegt wird. Da jetzt das Zahnrad direkt vom Rückwärtstriebrad 28 angetrieben wird, dreht sich die Gegenwelle 24 jetzt entgegengesetzt zur Vorwärtsfahrt, folglich wird die Antriebswelle 46 über die Zahnräder 42,44 in der ersten Geschwindigkeitsstufe und rückwärts angetrieben.

In der in Fig. 5 dargestellten Ventilstellung ist die öffnung 128 für Vorwärtsfahrt über den Kanal 308 und die Ringnut 306 mit der hier durch die Stege 352 und 354 von der Druckflüssigkeit abgetrennten Ringnut 346 verbunden.

Statt dessen ist die Ringnut 346 über den Kanal 340 mit dem Rücklaufkanal 340 verbunden. In ähnlicher Weise sind

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die hier nicht benutzten Öffnungen 138,136,132 und 128 über die Äblaufkanäle 338 und 340 mit dem Hydraulikreservoir 62 verbunden und damit praktisch drucklos bzw. außer Betrieb gesetzt.
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In Fig. 6 ist der Betätigungshebel 124 cfanz nach links in die zweite Geschwindigkeitsstufs rückwärts verschoben und dadurch der Kolben 122 des Wählventils 116 in eine entsprechende Stellung gebracht. In dieser Ventilstellung kommt Druckflüssigkeit über die Einlaßöffnung 114 in die Ringnut 348 und von dort in die öffnung 138 für die zweite Geschwindigkeitsstufe rückwärts, über die öffnung 138 gelangt die Druckflüssigkeit über den Kanal 142 in die Rückwärtsantriebskupplung 32, die dcidurch betätigt wird und das Rückwärtstriebrad 28 mit der in bereits beschriebener Weise vom Motor angetriebenen Hauptwelle 22 verbindet. Das Rückwärtstriebrad 28 treibt über das Zahnrad 34 den kleineren Zahnkranz 50 des frei drehbaren Zahnrades 48 und über dessen größeren Zahnkranz 52 wiederum das Zahnrad 36 für die zweite Gescfewinöigkeitsstufe an, jedoch entgegengesetzt zum Vorwärtsfahrbetrieb,

über die der Ringnut 348 gegenüberliegende öffnung 138 gelangt Ärbeitsflüssigkeit über den Kanal 170 in das Umschaltventil 166, dessen Ventilkörper 178 in Fig. 1 nach links verschoben wird und damit die gegenüberliegende Einlaßöffnung 164 mit der Auslaßöffnung 172 verbindet. Dadurch gelangt Hydraulikflüssigkeit über den Kanal 176 in die Kupplung 40 für die zweite Geschwindigkeitsstufe.

Wie bereits in Verbindung, mit Fig, 4 beschrieben, steht der Kanal 176 über den Kanal 184, das Umschaltventil 180 sowie die Kanäle 200 und 202 mit dem Modulatorventil 198 in Verbindung, welches beim Umlegen des Betätigungshebels 324 in diese Ventilstsllung zunächst eine Druckabsenkung und danach einen langsamen Druckanstieg in der Hydraulikleitung zur Kupplung bewirkt, damit die Kupplung 40 und

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das Zahnrad 46 für die zweite Geschwindigkeitsstufe weich und stoßfrei mit der Gegenitfall® 24 verbunden wird. Damit ist die Kraftübertragung zwischen dem Motor und der Antriebswelle 46 in der zweiten Geschwindigkeitsstufe rückwärts hergestellt» Zu dieser Äntriebskette gehört auch das Zahnradpaar 42„44,

In der Ventilstellung von Fig. 6 ist die öffnung 128 für Vorwärtsfahrt über die Ringnut 346, den Kanal 308, den Abflußkanal 340 und die Ringnut 334, und in ähnlicher Weise die öffnung 336 über die Ringnuten 320 und 334 sowie den Abflußkanal 340 mit dem Reservoir 62 verbunden. Die nicht benutzten öffnungen 132 und 134 sind jeweils über die Ringnut 344, Kanal 338 und Ringnut 332 bzw. über die Ringnut 336 mit Äbflußkanal 332 mit dem Reservoir verbunden, die öffnung 134 ist ferner durch den Steg 356 von der Einlaßöffnung 114 abgetrennt. Folglich sind die öffnungen 128 für Vorwärtsfahrt, 132,136 für die erste und zweite Geschwindigkeitsstufe vorwärts und die öffnung 134 für die erste Geschwindigkeitsstufe rückwärts praktisch drucklos gesetzt und außer Betrieb.

Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Kraftübertragungsvorrichtung können somit sämtliche Getriebestellungen einfach und sicher mittels eines einzigen Betätigungshebels 124 eingestellt werden.

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Claims

KRÄFTUBERTRAGÜNGSVORRICHTÜNG FÜR ARBEITSFAHRZEÜGE

PRIORITÄT: 10. April 1980, Japan, No, 55-47750

PATENTANSPRÜCHE

Q) Kraftübertragungsvorrichtung für ein Arbeite fahr zeug, t einem zwischen einem von einem Motor antreibbaren und ein dem Motordrehmoment entsprechendes Drehmoment abgebenden Eingangselement und einem ein Ausgangsdrehmoment an die Triebräder des Fahrzeugs abgebenden Ausgangselement angeordneten Getriebe, welches zwischen fünf Getriebestellungen, von denen die erste eine Neutral stellung,, die zweite und dritte jeweils für eine erste bzw. zweite Geschwindigkeit vorwärts und die vierte sowie die fünfte Stellung für eine erste bzw. zweite Geschwindigkeit rückwärts vorgesehen sind, umschaltbar ist, dadurch g e k e η n -

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zeichnet, daß

- zur Getriebeumschaltung ein einsiger, zwischen fünf den Getriebestellungen entsprechenden Betriebsstellungen umschaltbarer Betätigungshebel (124) vorhanden ist; und - mit dem Betätigungshebel (124) ein hydraulisches Steuersystem (116 „..) in der Weise verbunden ist, daß es in jeder Betriebsstellung des Betätigungshebels eine mit dem Getriebe (20) verbundene Kupplungsanordnung (30,32, 38,40) so einstellt, daß das Getriebe sich in einer der Betätigungshebel-Stellung entsprechenden Getriebestellung befindet.

2. Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Steuersystem ein mit dem Betätigungshebel (124) mechanisch verbundenes erstes Ventil (116) umfaßt, über das selektiv eine Verbindung zwischen einer Quelle (60) eines Arbeitsmediums und der Kupplungsanordnung (30 ..,) herstellbar ist, um die Kupplungsanordnung in eine von fünf den Getriebestellungen entsprechenden Positionen zu überführen.

3, Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennze ichnet, daß die Kupplungsanordnung je eine dem Eingangselement (22) zugeordnete Vorwärtskupplung (30) und Rückwärtskupplung (32) sowie je eine dem Ausgangselement (24 bzw. 46) zugeordnete Kupplung (38) für die erste Geschwindigkeitsstufe und Kupplung (40) für die zweite Geschwindigkeitsstufe umfaßt; und daß jeweils eine dieser Kupplungen in der genannten Reihenfolge einem Vorwärtstriebrad (26), Rückwärtstriebrad (28), Zahnrad (34) für die erste Geschwindigkeitsstufe bzw. Zahnrad (36) für die zweite Geschwindigkeitsstufe des Getriebes (20) gegenüberliegend zugeordnet ist, um das betreffende Zahnrad der Getriebestellung entsprechend selektiv in Eingriff oder außer Eingriff mit gegenüberliegenden Getriebezahnrädern zu bringen,

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4, Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennze ich net, daß durch ein zwischen dem ersten Ventil (116) und der Kupplungsanordnung (30 „.„) befindliches zweites Ventil (198) die Druckübertragung des Ärbeitsmediums auf die Kupplungsanordnung so reguliert wird, daß ein xtfeicher Eingriff zwischen der Kupplungsanordnung und dem Getriebe (20) stattfindet«

5 ο Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventil (116) sechs mit den vier Kupplungen (30,32,38,40) in Verbindung stehende Öffnungen (128,130,132,134,136,138) aufweist, von denen jeweils in Abhängigkeit von deir Stellung des Betätigungshebels (124) die erste Öffnung eine Verbindung mit der Vorwärtskupplung (30), die zweite Öffnung sine Verbindung mit der Rückwärtskupplung (32) , die dritte und vierte Öffnung eine Verbindung mit der Kupplung (38) für die erste bzw. mit der Kupplung (40) für die zweite Geschwindigkeitsstufe herstellt, falls die erste Öffnung

(128) mit der Vorwärtskupplung (30) verbunden ist, und von denen ferner die fünfte bzw» die sechste öffnung (136,138) eine Verbindung zu der Kupplung (38) bzw» Kupplung (40) für die erste bzw, zweite Geschwindigkeitsstufe herstellt, falls die zweite Öffnung (130) in Abhangigkeit von der Stellung des Betätigungshebels mit der Rück·= wärtskupplung (32) in Verbindung gebracht ist,

β. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem eier Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kenn ze lehnet, daß - das Eingangselement eine von einer Motorantriebswelle (18) über einen Drehmomentwandler (10) angetriebene Hauptwelle (22) ist, mit der das Vorwärtstrioi-rad (ZG) odes: Rückwärtstriebrad (28) über die Vor^'rtskiippiiHig (30) bzw» die Rückwärtskupplung (32) selektiv fest und mitdrehbar verbindbar sind?

- die Zahnräder (34,36) für die erste und zweite Ge-

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schwindigkeitsstufe durch die entsprechenden Kupplungen (38 bzw. 40) selektiv mit einer Gegenwelle (24) verbindbar sind, um auf diese das Motordrehmoment zu Übertragen;

- ein auf der Gegenwelle (24) befestigtes Antriebs-

ritzel (42) in ein auf einer Antriebswelle (46) befestigtes angetriebenes Zahnrad (44) eingreift, um die Antriebswelle rotierend anzutreiben; und daß

- das erste Ventil (116) einen durch den Betätigungshebel (124) verschiebbaren Kolben (122) enthält, durch den Verbindungen zwischen der Quelle (60) für das Arbeitsmedium und den verschiedenen Kupplungen (30,32,38,40) hergestellt bzw. unterbrochen werden und der ferner in Abhängigkeit von dem Betätigungshebel auf jeweils eine von fünf Stellungen verschiebbar ist, die für eine Neutralteilung, die erste bzw. zweite Geschwindigkeitsstufe vorwärts und die erste bzw. zweite Geschwindigkeitsstufe rückwärts vorgesehen sind.

7. Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 6,

dadurch gekennzeichnet, daß sich das die Druckübertragung des Arbeitsmediums regulierende zweite Ventil (198) in dem hydraulischen System (Fig. 1) zwischen dem der Stellungswahl dienenden ersten Ventil (116) und den beiden Kupplungen (38,40) für die erste bzw. die zweite Geschwindigkeitsstufe befindet, um den Flüssigkeitsdruck für die jeweils betätigte der beiden Kupplungen nach der Verstellung des Betätigungshebels zuerst zu reduzieren und danach langsam wieder anzuheben, um so einen weichen Eingriff zwischen der betreffenden Kupplung und dem jeweils zugeordneten Zahnrad (34) oder (36) für die erste bzw. zweite Geschwindigkeitsstufe zu erzielen.

8. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennze ichnet, daß die sechs öffnungen (128 .., 138) in einem Gehäuse (120) des ersten Ventils (116) angeordnet und so verteilt sind,

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daß der mit dem Betätigungshebel (124) verbundene und in dem Gehäuse (120) verschiebbare Kolben (122) in der Getriebewählstellung "erste Geschwindigkeit vorwärts" die erste öffnung (128) mit der Vorwärtskupplung (30), in der Getriebewählstellung "zweite Geschwindigkeit vorwärts" die erste öffnung mit der Vorwärtskupplung und die vierte öffnung (134) mit der Kupplung (40) für die zweite Geschwindigkeitsstufe, in der Getriebewählstellung "erste Geschwindigkeit rückwärts" die zweite öffnung

(130) mit der Rückwärtskupplung (32), und in der Getriebewählstellung "sweite Geschwindigkeit rückwärts" die zttfeite öffnung mit der Rückwärtskupplung und die sechste öffnung (138) mit der Kupplung (40) für die zweite Geschwindigkeitsstufe verbindet; und daß in der Weutralstellung des Betätigungshebels alle Verbindungen zwischen den öffnungen und den Kupplungen unterbrochen sind.

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