專利名稱：可換檔的變速器的制作方法
技術領域：
本發明涉及按照權利要求1的前序部分所述型式的可換檔的變速器。
背景技術：
這種可換檔的變速器特別是使用于輪胎式挖掘機、輪式裝載機等工作機械中。其中變速裝置的各個檔位經由各一個摩擦離合器可交替地接合和脫開。至少兩個摩擦離合器構成為儲能彈簧離合器并且可通過油壓向脫開方向操縱，該油壓由壓力介質源產生。尤其是一個摩擦離合器構成為制動器并且具有一靜力的、不漏油的供油裝置。
這樣的可換檔的變速器公開于EP 0 408 592 B1中，其中第一操縱裝置通過施加壓力可向脫開方向操縱并且通過無壓力切換可經由彈簧力向接合方向操縱，以及第二操縱裝置通過施加壓力可向脫開方向操縱并且通過無壓力切換可經由彈簧力向接合方向操縱，其中兩操縱裝置相互共軸地設置。如果無壓力切換兩操縱裝置并從而接合兩離合器，則變速器的輸出停止，借此達到一停車制動位置。第一操縱裝置的彈簧力設計成使屬于第一操縱裝置的離合器可以傳遞需要的轉矩。同樣，第二操縱裝置的彈簧力設計成使屬于第二操縱裝置的離合器可以傳遞需要的轉矩。如果在變速器的旋轉輸出過程中，亦即在車輛行駛過程中置入停車制動，則無壓力切換第一和第二操縱裝置，借此兩離合器受彈簧力向接合方向操縱。同樣，即使壓力介質源由于有故障不能供給需要的壓力水平或壓力介質供給裝置損壞時，也可實現這種操作。由于各操縱裝置的彈簧力設計成使其可以傳遞需要的轉矩，因此在這樣的制動過程中達到過強的制動，從而，車輛可能處于不可控制的狀態。
EP 0 466 742 B1公開一可換檔的變速器，其中兩個離合器通過操縱裝置施加壓力可向脫開方向操縱并且通過操縱裝置的無壓力切換可向接合方向操縱，其中在兩操縱裝置的無壓力切換時可制動變速器的輸出，其中一壓力介質源附加供給一壓力介質存儲器，其在一個這樣的制動的情況下如此長時間地向第一操縱裝置供給壓力介質，直到變速器被控制使車輛已制動為止。向操縱裝置這樣地供給壓力介質是很耗費和昂貴的。由于在該變速器中僅僅一個操縱裝置具有一靜力供油裝置，該供油裝置向第二操縱裝置動力供油，必須確保在一次緊急制動時存儲器始終與第一操縱裝置相連通。由于在一變速器中靜力和動力的壓力介質供給裝置的設置，變速器具有很多的部件和密封點。
EP 0 659 250 B1和EP 0 745 199 B1公開了一具有儲能彈簧制動器的可換檔的變速器，其中各操縱裝置經由一節流止回閥供以壓力介質，借此各操縱裝置可快速地向脫開方向操縱，而接合過程進行緩慢。由此確保，在接合第二離合器以前，總是首先脫開一個離合器。
發明內容
本發明的目的在于，提供一種可換檔的變速器，其特點是各操縱裝置結構簡單，并且取消耗費很大的液壓操縱。
本發明通過一還具有主權利要求所述的特征的這種可換檔的變速器來達到該目的。
按照本發明，可換檔的變速器具有至少兩個操縱裝置，其通過施加壓力可向脫開方向操縱并且通過無壓力切換可經由彈簧向接合方向操縱。各操縱裝置設置成使第一操縱裝置以無壓力狀態經由彈簧力向接合方向操縱一次制動。如果同時第二操縱裝置克服彈簧力向脫開方向操縱，則第一操縱裝置的彈簧力作用到第一操縱裝置上，并附加作用一來自第二操縱裝置的施加壓力的液壓力。如果給第一操縱裝置施加壓力并且無壓力地切換第二操縱裝置。則第二操縱裝置的彈簧將后者向接合方向操縱。如果無壓力地切換兩操縱裝置，這相當于一次緊急制動過程，則只有第一操縱裝置的彈簧力作用到第一操縱裝置上和第二操縱裝置的彈簧力作用到第二操縱裝置上。因此有可能將第一操縱裝置的彈簧力設計成使可以控制地進行車輛的動力制動，并且在切換一檔位時需要傳遞的轉矩可以經由第一操縱裝置傳遞，因為在該情況下還有第二操縱裝置的液壓力疊加到彈簧力上。優選第一操縱裝置包括一由彈簧操縱的柱塞，該柱塞設置在變速器的殼體中，其中變速器的殼體構成一操縱裝置的缸體的部分，借此得到靜力供油裝置。第二操縱裝置的柱塞共軸于第一操縱裝置的柱塞設置，其中第一操縱裝置的柱塞構成用于第二操縱裝置的缸體。向第二操縱裝置的柱塞的壓力介質供給優選通過第一操縱裝置的柱塞設置，借此第二操縱裝置也具有靜力壓力介質供給裝置。優選地，第二操縱裝置的彈簧力這樣地設計，即，在一次動力緊急制動時，亦即在無壓力地切換兩操縱裝置時，屬于第二操縱裝置的離合器如此接合，以使得離合器的各摩擦片在動力制動的過程中沒有轉速差，并且動力制動經由屬于第一操縱裝置的離合器的漸降的轉速差來實現。優選地，第一操縱裝置的離合器徑向設置在第二操縱裝置的離合器的外面，從而，由于摩擦片徑向較大而得到很好的散熱和熱容量。優選各操縱裝置及其所屬的離合器軸向設置在同一區域內。
通過將操縱裝置的離合器或制動器設置在軸向同一區域內而達到了變速器的小的結構長度。由于第二操作裝置的柱塞設置在第一操縱裝置的柱塞的內部并且第一操縱裝置的柱塞構成用于第二操縱裝置的柱塞的缸體，從而有可能將操縱裝置做成緊湊的結構，并且由于向第二操縱裝置的柱塞的壓力介質供給通過第一操縱裝置的柱塞進行，故第一操縱裝置和第一操縱裝置均可實施靜力供油。由于在第一操縱裝置無壓力切換和第二操縱裝置施加壓力時第一操縱裝置的彈簧力和第二操縱裝置的液壓力作用到第一操作裝置的離合器上，從而有可能在切換的檔位中傳遞足夠的轉矩，并且在一次緊急制動時，亦即在無壓力切換兩操縱裝置時，可控制地制動車輛。因此不需要耗費很大的存儲器和控制裝置。同樣，由于減小了彈簧力，從而減小了用于第一操縱裝置的彈簧的結構空間。由于第二操縱裝置的彈簧設計成使在一次緊急制動時屬于第二操縱裝置的離合器沒有轉速差，并且動力制動經由屬于第一操縱裝置的離合器來實現，而后者徑向設置在屬于第二操縱裝置的離合器的外面，從而確保足夠的散熱。如果變速器的各檔位設置成使在接合屬于第一操縱裝置的離合器時切換為第一檔，而在接合屬于第二操縱裝置的離合器時切換為第二檔，則確保在一次緊急制動時始終切換為第二檔，借此在一次緊急制動時由第二檔來實現而沒有第一檔中的不容許的制動，因為在該檔位制動是過強的。
由附圖描述得出其他一些特征。
唯一的附圖示出可換檔的兩檔變速器及其所屬的液壓控制裝置的局部剖面圖。
具體實施例方式
未示出的原動機驅動一驅動軸1。該原動機可以是一內燃機或流體靜壓馬達或電機。驅動軸1一方面與離合器的摩擦片而另一方面與行星齒輪傳動4的內部的中心齒輪3相連接。行星齒輪傳動4的行星輪系桿5構成變速器的輸出，并且外部的中心齒輪6一方面與離合器2的摩擦片而另一方面與制動器7的摩擦片相連接。制動器7的外摩擦片與殼體8相連接而制動器7的內摩擦片與外部的中心齒輪6相連接。通過在腔10中的壓力介質使柱塞11克服彈簧12的彈簧力移動，將第一操縱裝置9向脫開方向操縱。通過無壓力地切換腔10并通過彈簧12的彈簧力將柱塞壓向制動器7，而將第一操縱裝置9的柱塞向接合方向操縱。通過壓力介質經由柱塞11導入腔14內并且使柱塞15克服彈簧16的彈簧力移動，將第二操縱裝置13向脫開方向操縱。如果腔14中無壓力，則柱塞15由于彈簧16的彈簧力被壓到離合器2上。通過壓力介質源17將壓力介質導向一停車制動閥18并由那里經由一壓力安全閥19輸入一換檔閥20，來切換變速器的第一檔，其中壓力介質源17在流體靜壓傳動中也可以是流體靜壓傳動的給油泵。換檔閥20向左克服彈簧力轉換為第一檔。借此壓力介質進入管道21并經由節流止回閥22通過柱塞11進入腔14。因此使柱塞15克服彈簧16的彈簧力向其一端移動并且脫開離合器2。同時使得經由管道23從腔10和存儲器24中出來的壓力介質經由節流止回閥25和換檔閥20導入壓力介質容器。因此柱塞11由于彈簧12的彈簧力和腔14中的壓力而移向制動器7并將其接合。由此柱塞11利用彈簧12的力和來自腔14的液壓力的合力壓到制動器7的摩擦片上。彈簧12的力和腔14中的面積設計成使制動器7可以傳遞所需要的轉矩。如果切換為第二檔，則使換檔閥20換向，借此液壓壓力經由管道23進入腔10并且使柱塞11克服彈簧12的彈簧力移動。借此脫開制動器7。同時使腔14中的壓力介質經由節流止回閥22和管道21導回壓力介質容器。柱塞15借助彈簧16的彈簧力接合離合器2。同時使存儲器24再次注滿壓力介質，以便在反切換時達到很好的切換性能，例如在EP 0 659 250 B1中所描述的。如果啟動一次緊急制動，則管道21和管道23是無壓力的，其中所述緊急制動可能例如由于壓力介質源的故障或由于停車制動閥18的手工換向或壓力安全閥19的換向出現。這也可能例如由于兩管道的管道破裂出現。如果管道21和23是無壓力的，則腔14和10中的壓力也經由節流止回閥22和25卸壓，借此柱塞11和15接合離合器2和制動器7。但由于只有彈簧12的彈簧力作用在柱塞11上，而該彈簧力設計成使為該檔所需的轉矩只通過彈簧12的彈簧力和施加壓力的腔14中的液壓力之合力來達到，故由于在制動器7上的較小的壓緊力而可控制地制動車輛。在這種情況下制動只通過制動器7中的各摩擦片的轉速差來實現，因為彈簧16的彈簧力設計成使離合器2的各摩擦片沒有轉速差。因此有可能使產生的熱由制動器7吸收。如果對于不同的車輛由于不同的重量要求不同的制動力矩，則可以通過彈簧12的彈簧力的改變或制動器7的摩擦片數目的改變加以改變。由于變速器操縱簡單，故有可能將閥塊26以及存儲器24和節流止回閥22和25安裝在變速器殼體上或結合成一體，借此形成一結構緊湊的、無需維護的裝置。在閥塊26中同樣可以設置一前軸卸載閥27。同樣可以即使不中斷牽引力也可實施換檔。存在這樣的可能性，即，經由比例閥調節壓力地接合離合器2和制動器7。該調節由調壓閥實現，其設置在變速器上并由機載電子裝置或固定在變速器上的電子裝置操縱。為了在出現故障時可以拖走車輛-此時腔14和10注滿壓力介質但無壓力、由此離合器2和制動器7是接合的，存在這樣的可能方案，即，借助于一外部的壓力介質供給裝置在脫開方向操縱各操縱裝置。
在這種情況下關閉向腔14的供給并且借助于一壓力介質供給裝置將壓力介質注入腔10中。因為腔14中的壓力介質不可能泄漏，所以柱塞15通過柱塞11的移動同樣向脫開方向被操縱，其中，壓力介質供給裝置只提供腔10使用的壓力介質容積。因此用于這樣操縱的壓力介質供給裝置的尺寸是較小的。
附圖標記清單1 驅動軸2 離合器3 內部的中心齒輪4 行星齒輪傳動5 行星輪系桿6 外部的中心齒輪7 制動器8 殼體9 第一操縱裝置10 腔11 柱塞12 彈簧13 第二操縱裝置14 腔15 柱塞16 彈簧17 壓力介質源18 停車制動閥19 壓力安全閥20 換檔閥21 管道22 節流止回閥23 管道24 存儲器25 節流止回閥26 閥塊27 前軸卸載閥
權利要求
1.具有至少兩個檔位的可換檔變速器，其中第一檔可以通過經由彈簧力的無壓力切換向接合方向操縱的和通過施加壓力向脫開方向操縱的第一操縱裝置(9)進行切換，而第二檔可以通過經由彈簧力的無壓力切換向接合方向操縱的和通過施加壓力向脫開方向操縱的第二操縱裝置(13)進行切換，并且在第一和第二操縱裝置(9、13)的無壓力切換時可制動變速器的輸出，其特征在于，在向脫開方向操縱第二操縱裝置(13)時，向接合方向操縱的第一操縱裝置(9)的操縱力由第一操縱裝置(9)的彈簧力和由第二操縱裝置(13)的施加壓力產生的一壓力合成。
2.按照權利要求1所述的可換檔變速器，其特征在于，在無壓力切換第一和第二操縱裝置(9、13)時，第一操縱裝置(9)的操縱力由第一操縱裝置(9)的彈簧(12)的彈簧力產生，而第二操縱裝置(13)的操縱力由第二操縱裝置的彈簧力(16)產生。
3.按照權利要求1所述的可換檔變速器，其特征在于，在向脫開方向操縱第一操縱裝置(9)時，以及在向接合方向操縱第二操縱裝置(13)時，向接合方向操縱的第二操縱裝置(13)的操縱力只由第二操縱裝置(13)的彈簧力產生。
4.按照權利要求1所述的可換檔變速器，其特征在于，第一操縱裝置(9)的一柱塞(11)與第二操縱裝置(13)的一柱塞(15)共軸地設置，并且第一操縱裝置(9)的柱塞(11)構成用于第二操縱裝置(13)的柱塞(15)的缸體。
5.按照權利要求4所述的可換檔變速器，其特征在于，第二操縱裝置(13)的壓力介質供給通過第一操縱裝置的柱塞(11)實現。
6.按照權利要求1所述的可換檔變速器，其特征在于，操縱裝置(9、13)作用到多片摩擦離合器(2、7)上。
7.按照權利要求2所述的可換檔變速器，其特征在于，操縱裝置(9、13)的彈簧力這樣設計，即，在旋轉輸出和無壓力切換兩操縱裝置(9、13)時，徑向外置的離合器(7)通過該離合器(7)的各摩擦片的漸降的轉速差制動輸出，并且徑向內置的離合器的各摩擦片在制動過程中沒有轉速差。
8.按照權利要求1所述的可換檔變速器，其特征在于，一壓力介質源(17)的壓力介質經由換檔閥(20)可以經由存儲器(24)和節流止回閥(25)與第一操縱裝置(9)相連通，或者是經由節流止回閥(22)與第二操縱裝置(13)相連通。
9.按照權利要求8所述的可換檔變速器，其特征在于，在壓力介質源(17)與換檔閥(20)之間設置一壓力安全閥(19)和一停車制動閥(18)，其中，通過壓力安全閥(19)和停車制動閥(18)，換檔閥(2)可與壓力介質源連通或斷開。
10.按照權利要求1所述的可換檔變速器，其特征在于，通過關閉向第二操縱裝置(13)的壓力介質供給并以壓力介質施加到第一操縱裝置(9)上，而將第一和第二操縱裝置(9、13)向脫開方向操縱。
全文摘要
本發明涉及一可換檔變速器，設有至少兩個通過彈簧力可向接合方向和通過施加壓力可向脫開方向操縱的離合器(2、7)，其中變速器的輸出通過兩操縱裝置(9、13)的無壓力切換并由此通過兩離合器(2、7)的接合制動。在對第二操縱裝置(13)施加壓力時，第一操縱裝置(9)的操縱力由第一操縱裝置(9)的彈簧力和來自第二操縱裝置的施加壓力的液壓力合成。因此屬于第一操縱裝置的離合器，依據第二操縱裝置是否受壓力，而施加有不同的力。
文檔編號F16H63/30GK1498318SQ02807191
公開日2004年5月19日 申請日期2002年4月27日 優先權日2001年5月3日
發明者赫爾穆特·艾米勒, 赫爾穆特 艾米勒, 西格弗里德·施圖茨勒, 里德 施圖茨勒, 萊格納, 于爾根·萊格納 申請人:腓特烈斯港齒輪工廠股份公司