DE102014203352A1

DE102014203352A1 - PTO

Info

Publication number: DE102014203352A1
Application number: DE102014203352.7A
Authority: DE
Inventors: Christoph Bauer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-02-25
Filing date: 2014-02-25
Publication date: 2015-08-27
Also published as: CN204437250U

Abstract

Ein Zapfwellengetriebe mit vier schaltbaren Übersetzungsstufen weist zwei Zylinder (6, 7) auf, wobei in jedem Zylinder (6, 7) ein Kolben (8, 13) angeordnet ist, wobei die kleinere Kolbenfläche (10) permanent mit Druckmittel beaufschlagt ist.A PTO transmission with four shiftable gear ratios has two cylinders (6, 7), wherein in each cylinder (6, 7), a piston (8, 13) is arranged, wherein the smaller piston surface (10) is permanently loaded with pressure medium.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zapfwellengetriebe nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. The invention relates to a power take-off gear according to the closer defined in the preamble of claim 1.

Gattungsgemäße Zapfwellengetriebe werden insbesondere in landwirtschaftlichen Fahrzeugen, wie beispielsweise Traktoren, eingesetzt, um das Drehmoment eines Antriebsmotors des Fahrzeugs an einer üblicherweise an dem Fahrzeug frei liegenden Zapfwelle mit einer gewünschten Drehzahl abgreifbar zu machen. Generic PTO gearboxes are used in particular in agricultural vehicles, such as tractors, to make the torque of a drive motor of the vehicle at a usually free from the vehicle PTO at a desired speed can be tapped.

Die DE 10 2011 084 623 A1 offenbart ein Zapfwellengetriebe, welches an der Zapfwelle vier unterschiedliche Drehzahlen zur Verfügung stellt, welche durch Schalten unterschiedlicher Übersetzungsstufen ermöglicht werden. Das Schalten der Übersetzungsstufen erfolgt bei Traktoren üblicherweise mittels Seilzug. The DE 10 2011 084 623 A1 discloses a PTO transmission, which provides four different speeds at the PTO, which are made possible by switching different gear ratios. The switching of the gear ratios is usually done on tractors by means of cable.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zapfwellengetriebe zu schaffen, welches auf einfache Weise geschaltet werden kann und welches mindestens zwei schaltbare Übersetzungsstufen aufweist. The present invention has for its object to provide a PTO transmission, which can be switched in a simple manner and which has at least two switchable gear ratios.

Die Aufgabe wird mit einem auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden gattungsgemäßen Zapfwellengetriebe gelöst. The object is achieved with a synonymous with the characterizing features of the main claim having generic power take-off.

Erfindungsgemäß weist das Zapfwellengetriebe mindestens zwei schaltbare Übersetzungsstufen auf, welche durch Bewegen einer Schaltgabel schaltbar sind. Die Schaltgabel wirkt mit einer Schubstange eines Kolbens zusammen, wodurch der Kolben eine erste mit Druckmittel beaufschlagbare Kolbenfläche und eine zweite mit Druckmittel beaufschlagbare Kolbenfläche aufweist. Durch die Schubstange ist die zweite mit Druckmittel beaufschlagbare Kolbenfläche kleiner als die erste mit Druckmittel beaufschlagbare Kolbenfläche. According to the PTO transmission has at least two shiftable gear ratios, which are switchable by moving a shift fork. The shift fork cooperates with a push rod of a piston, whereby the piston has a first piston surface which can be acted upon with pressure medium and a second piston surface which can be acted on with pressure medium. By the push rod, the second piston surface acted upon with pressure medium is smaller than the first piston surface which can be acted upon with pressure medium.

Vorzugsweise steht die zweite kleinere mit Druckmittel beaufschlagbare Kolbenfläche permanent mit einer Druckmittelquelle in Verbindung, wobei die erste größere mit Druckmittel beaufschlagbare Kolbenfläche über ein Ventil mit der Druckmittelquelle verbindbar oder von dieser trennbar ist. Ist die erste Kolbenfläche über das Ventil mit einem Druckmittelreservoir verbunden, so wird der Kolben durch den Druck, welcher auf die zweite Kolbenfläche wirkt, in seine Ausgangsposition zurückgeschoben und dadurch eine der schaltbaren Übersetzungsstufen geschaltet. Wird das Ventil umgeschaltet, so ist sowohl die erste Kolbenfläche als auch die zweite Kolbenfläche mit Druckmittel beaufschlagt und in Folge der größeren Fläche der ersten Kolbenfläche wird der Kolben in seine andere Position verschoben, wodurch im Zapfwellengetriebe die weitere schaltbare Übersetzung geschaltet wird. Vorzugsweise ist das Ventil als 2/2-Wegeventil ausgebildet, welches mechanisch oder auch elektrisch ansteuerbar ist. Bei einer elektrischen Ansteuerung des Ventils ist es möglich, die geschaltete Übersetzungsstufe elektronisch zu erfassen und auszuwerten. Preferably, the second smaller piston surface which can be acted upon with pressure medium is permanently connected to a pressure medium source, wherein the first larger piston surface which can be acted upon with pressure medium can be connected to or separable from the pressure medium source via a valve. If the first piston surface is connected via the valve to a pressure medium reservoir, then the piston is pushed back into its starting position by the pressure which acts on the second piston surface, thereby switching one of the shiftable transmission stages. If the valve is switched, both the first piston surface and the second piston surface is acted upon with pressure medium and as a result of the larger surface of the first piston surface of the piston is moved to its other position, whereby the further switchable transmission is switched in the PTO. Preferably, the valve is designed as a 2/2-way valve, which is controlled mechanically or electrically. In an electrical control of the valve, it is possible to electronically detect and evaluate the switched gear ratio.

In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung, ist das Zapfwellengetriebe mit vier schaltbaren Übersetzungsstufen ausgeführt, wobei das Zapfwellengetriebe hierfür zwei Schaltmuffen, welche jeweils mit einer Schaltgabel zusammenwirken, aufweist. Jede Schaltgabel wirkt mit einem Kolben einer Kolben-Zylinder-Einheit zusammen. Vorzugsweise ist die erste Schaltmuffe koaxial zur Antriebswelle des Zapfwellengetriebes angeordnet und die zweite Schaltmuffe ist koaxial zur Abtriebswelle des Zapfwellengetriebes angeordnet. Dadurch ist es möglich, die beiden Zylinder beabstandet zueinander, an einer Seite des Getriebegehäuses des Zapfwellengetriebes anzuordnen. Vorzugsweise sind die Zylinder von der Getriebeseite angeordnet, an welcher der Zapfwellenabtrieb angeordnet ist. Somit ist es möglich, durch zwei Kolben-Zylinder-Einheiten, welche jeweils von einem 3/2-Wegeventil ansteuerbar sind, vier schaltbare Übersetzungsstufen zu schalten. Indem beide Zylinder permanent mit der Druckmittelquelle verbunden sind, wird auf jeden Zylinder eine konstante Rückstellkraft ausgeübt. Diese verändert sich auch nicht über den vom Kolben zurückgelegten Weg. Es wird somit durch eine einfache hydraulische Schaltung ein betriebssicheres Schaltungssystem des Zapfwellengetriebes zur Verfügung gestellt. In a further embodiment of the invention, the PTO transmission is designed with four switchable gear ratios, the PTO gear for this purpose two shift sleeves, which each interact with a shift fork has. Each shift fork cooperates with a piston of a piston-cylinder unit. Preferably, the first shift sleeve is arranged coaxially with the drive shaft of the PTO and the second shift sleeve is arranged coaxially with the output shaft of the PTO. This makes it possible, the two cylinders spaced from each other to arrange on one side of the transmission housing of the power take-off. Preferably, the cylinders are arranged from the transmission side, on which the power take-off shaft is arranged. Thus, it is possible to switch by four piston-cylinder units, which are each controlled by a 3/2-way valve, four switchable gear ratios. By both cylinders are permanently connected to the pressure medium source, a constant restoring force is exerted on each cylinder. This does not change over the path traveled by the piston. It is thus provided by a simple hydraulic circuit, a reliable switching system of the power take-off.

Weitere Merkmale sind der Figurenbeschreibung zu entnehmen. Further features can be found in the description of the figures.

Es zeigen: Show it:

1 einen Schnitt durch das Zapfwellengetriebe; 1 a section through the PTO transmission;

2 das Hydraulikschema eines Zylinders des Zapfwellengetriebes; und 2 the hydraulic diagram of a cylinder of the PTO transmission; and

3 das Getriebeschema des Zapfwellengetriebes. 3 the transmission scheme of the PTO transmission.

Fig. 1: Fig. 1:

Ein nicht dargestellter Antriebsmotor des Fahrzeugs treibt die Antriebswelle 1 des Zapfwellengetriebes an. Je nach geschalteter Übersetzungsstufe und geschlossener Kupplung 2 wird die Abtriebswelle 3 des Zapfwellengetriebes angetrieben. An einer Seite 4 des Getriebegehäuses 5 ist ein erster Zylinder 6 und ein zweiter Zylinder 7 angeordnet. Im ersten Zylinder 6 ist ein erster Kolben 8 mit einer ersten Kolbenfläche 9 und einer zweiten Kolbenfläche 10 angeordnet. Mit dem ersten Kolben 8 ist eine erste Kolbenstange 11 verbunden, welche mit einer ersten Schaltgabel 12 zusammenwirkt. Im zweiten Zylinder 7 ist der zweite Kolben 13 mit einer ersten Kolbenfläche 9 und einer zweiten Kolbenfläche 10 angeordnet. Der zweite Kolben 13 wirkt mit der zweiten Kolbenstange 14 zusammen, welche mit der zweiten Schaltgabel 15 zusammenwirkt. Die zweite Schaltgabel 15 greift in die zweite Schaltmuffe 16 ein, wodurch diese, je nach Bewegung des zweiten Kolbens 13, verschoben wird. Indem der erste Zylinder 6 und der zweite Zylinder 7 auf einer Seite 4 des Getriebegehäuses 5 angeordnet sind, können die Zylinder auf einfache Weise mit der hydraulischen Steuerung verbunden werden. Ist die Seite 4 des Getriebegehäuses 5 auf der Seite der Abtriebswelle 3 angeordnet, so sind der erste Zylinder 6 und der zweite Zylinder 7 im Servicefall gut zugänglich. Soll die zweite Schaltgabel 15 in ihre erste Schaltstellung gebracht werden, so wird die erste Kolbenfläche 9 und die zweite Kolbenfläche 10 mit Druckmittel aus einer Druckmittelquelle beaufschlagt und soll die zweite Schaltgabel 15 in ihre andere Schaltstellung gebracht werden, so bleibt die zweite Kolbenfläche 10 mit Druckmittel beaufschlagt, während die erste Kolbenfläche 9 drucklos geschaltet wird. Das Umschalten der ersten Schaltgabel 12 erfolgt in gleicher Weise. An unillustrated drive motor of the vehicle drives the drive shaft 1 of the PTO gearbox. Depending on the switched gear ratio and closed clutch 2 becomes the output shaft 3 driven by the PTO. On one side 4 of the gearbox 5 is a first cylinder 6 and a second cylinder 7 arranged. In the first cylinder 6 is a first piston 8th with a first piston surface 9 and a second piston surface 10 arranged. With the first piston 8th is a first piston rod 11 connected, which with a first shift fork 12 interacts. In the second cylinder 7 is the second piston 13 with a first piston surface 9 and a second piston surface 10 arranged. The second piston 13 acts with the second piston rod 14 together, which with the second shift fork 15 interacts. The second shift fork 15 engages in the second shift sleeve 16 a, whereby this, depending on the movement of the second piston 13 , is postponed. By the first cylinder 6 and the second cylinder 7 on one side 4 of the gearbox 5 are arranged, the cylinders can be easily connected to the hydraulic control. Is the page 4 of the gearbox 5 on the side of the output shaft 3 arranged, so are the first cylinder 6 and the second cylinder 7 easily accessible in case of service. Should the second shift fork 15 be brought into their first switching position, so is the first piston surface 9 and the second piston surface 10 acted upon by pressure medium from a pressure medium source and the second shift fork 15 be brought into their other switching position, so the second piston surface remains 10 subjected to pressure medium, while the first piston surface 9 is depressurized. Switching the first shift fork 12 takes place in the same way.

Fig. 2: Fig. 2:

Die hydraulische Steuerung wird anhand eines Zylinders erläutert. Beim Zapfwellengetriebe mit zwei Zylindern, ist diese Ansteuerung doppelt vorhanden. Druckmittel aus einer Druckmittelquelle 17, beispielsweise einer Pumpe, gelangt über die Leitung 18 in den Raum 19 und beaufschlagt die zweite Kolbenfläche 10 mit Druckmittel. Über die Leitung 20 gelangt Druckmittel von der Druckmittelquelle 17 zum 3/2-Wegeventil 21, welches im nicht bestromten Zustand durch die Feder 22 in seiner einen Schaltstellung gehalten wird, wodurch über die Leitung 23 der Raum 24 und somit die zweite Kolbenfläche 9 mit einem Druckmittelreservoir 25 verbunden ist. Somit überwiegt in dieser Schaltstellung des Ventils 21 die Kraft auf die zweite Kolbenfläche 10. Wird das Ventil 21 bestromt und somit gegen die Federkraft der Feder 22 umgeschaltet, so gelangt Druckmittel von der Druckmittelquelle 17 über die Leitung 20 und die Leitung 23 in den Raum 24, wodurch aufgrund der größeren Fläche der ersten Kolbenfläche 9 gegenüber der zweiten Kolbenfläche 10 die Kraft auf die erste Kolbenfläche 9 überwiegt. Der erste Kolben 8 verschiebt sich dementsprechend in seine andere Stellung. The hydraulic control is explained by means of a cylinder. In the PTO with two cylinders, this control is duplicated. Pressure medium from a pressure medium source 17 , For example, a pump, passes over the line 18 in the room 19 and acts on the second piston surface 10 with pressure medium. About the line 20 reaches pressure medium from the pressure medium source 17 to the 3/2-way valve 21 , which in the non-energized state by the spring 22 is held in its one switching position, thereby over the line 23 the space 24 and thus the second piston surface 9 with a pressure medium reservoir 25 connected is. Thus prevails in this switching position of the valve 21 the force on the second piston surface 10 , Will the valve 21 energized and thus against the spring force of the spring 22 switched, so passes pressure medium from the pressure medium source 17 over the line 20 and the line 23 in the room 24 , which due to the larger area of the first piston surface 9 opposite the second piston surface 10 the force on the first piston surface 9 predominates. The first piston 8th accordingly shifts to his other position.

Fig. 3: 3:

Die Antriebswelle 1 wird von einem nicht dargestellten Antriebsmotor angetrieben. Wird die Kupplung 2 im Schließsinne betätigt, so wird die Welle 26 und mit ihr die erste Schaltmuffe 27 angetrieben. Je nach Druckbeaufschlagung greift die erste Schaltmuffe 27 entweder in das erste Losrad 28 oder in das zweite Losrad 29 ein. Das erste Losrad 28 ist mit dem ersten Festrad 30 in Wirkverbindung und das zweite Losrad 29 ist mit dem zweiten Festrad 31 in Wirkverbindung. Das erste Festrad 30 und das zweite Festrad 31 sind miteinander drehfest verbunden. Das zweite Festrad 31 ist mit einem dritten Festrad 32 in Wirkverbindung. Das dritte Festrad 32 ist drehfest mit einem vierten Festrad 33 verbunden. Das dritte Festrad 32 ist mit einem dritten Losrad 34 und das vierte Festrad 33 ist mit einem vierten Losrad 35 in Wirkverbindung. Je nach Schaltstellung der zweiten Schaltmuffe 16, wird die Abtriebswelle 3 entweder mit dem vierten Losrad 35 oder dem dritten Losrad 34 drehfest verbunden. Somit können vier unterschiedliche Übersetzungsstufen mit dem Zapfwellengetriebe geschaltet werden, wobei über die Kupplung 2 das Zapfwellengetriebe lastschaltbar ist. The drive shaft 1 is driven by a drive motor, not shown. Will the clutch 2 operated in the closing direction, then the shaft 26 and with her the first shift sleeve 27 driven. Depending on the pressurization engages the first shift sleeve 27 either in the first idler gear 28 or in the second idler gear 29 one. The first idler gear 28 is with the first fixed wheel 30 in operative connection and the second idler gear 29 is with the second fixed wheel 31 in active connection. The first fixed wheel 30 and the second fixed wheel 31 are connected to each other in a rotationally fixed manner. The second fixed wheel 31 is with a third fixed wheel 32 in active connection. The third fixed wheel 32 is rotatable with a fourth fixed gear 33 connected. The third fixed wheel 32 is with a third idler gear 34 and the fourth fixed wheel 33 is with a fourth idler gear 35 in active connection. Depending on the switching position of the second shift sleeve 16 , the output shaft 3 either with the fourth idler gear 35 or the third idler gear 34 rotatably connected. Thus, four different gear ratios can be switched to the PTO, via the clutch 2 the PTO is power shiftable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Antriebswelle drive shaft
2 2: Kupplung clutch
3 3: Abtriebswelle output shaft
4 4: Seite page
5 5: Getriebegehäuse gearbox
6 6: erster Zylinder first cylinder
7 7: zweiter Zylinder second cylinder
8 8th: erster Kolben first piston
9 9: erste Kolbenfläche first piston surface
10 10: zweite Kolbenfläche second piston surface
11 11: erste Kolbenstange first piston rod
12 12: erste Schaltgabel first shift fork
13 13: zweiter Kolben second piston
14 14: zweite Kolbenstange second piston rod
15 15: zweite Schaltgabel second shift fork
16 16: zweite Schaltmuffe second shift sleeve
17 17: Druckmittelquelle Pressure medium source
18 18: Leitung management
19 19: Raum room
20 20: Leitung management
21 21: Ventil Valve
22 22: Feder feather
23 23: Leitung management
24 24: Raum room
25 25: Druckmittelreservoir Pressure fluid reservoir
26 26: Welle wave
27 27: erste Schaltmuffe first shift sleeve
28 28: erstes Losrad first idler gear
29 29: zweites Losrad second idler gear
30 30: erstes Festrad first fixed bike
31 31: zweites Festrad second fixed wheel
32 32: drittes Festrad third fixed wheel
33 33: viertes Festrad fourth fixed wheel
34 34: drittes Losrad third idler gear
35 35: viertes Losrad fourth idler gear

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102011084623 A1 [0003]

Claims

PTO transmission with at least two shiftable gear ratios, wherein the gear ratios are controlled by moving a shift fork ( 12 . 15 ) from a first position to a second position and thereby a shaft ( 26 . 3 ) with a gear ( 28 . 29 . 34 . 35 ) is rotatably connected, characterized in that the shift fork ( 12 . 15 ) with a push rod ( 11 . 14 ) of a piston ( 8th . 13 ) in a cylinder ( 6 . 7 ) is arranged, and the piston ( 8th . 13 ) a first pressurizable piston means surface ( 9 ) and the piston ( 8th . 13 ) a second pressure medium acted upon piston surface ( 10 ), wherein the second piston surface ( 10 ) through the piston rod ( 11 . 14 ) is smaller than the first piston surface ( 9 ), whereby upon application of the first piston surface ( 9 ) with pressure medium and applying the second piston surface ( 10 ) with pressure medium at the same pressure level of the pistons ( 8th . 13 ) moves from a first position to a second position and when the first piston surface is depressurized (FIG. 9 ) and pressurizing the second piston surface ( 10 ), The piston ( 8th . 13 ) moves from the second position to the first position.

PTO transmission according to claim 1, characterized in that the second piston surface ( 10 ) permanently with a pressure medium source ( 17 ) and the first piston surface ( 9 ) via a valve ( 21 ) either with the pressure medium source ( 17 ) or a pressure medium reservoir ( 25 ) is connectable.

PTO transmission according to claim 1, characterized in that the PTO transmission four shiftable gear ratios and two shift forks ( 12 . 15 ) and two pistons ( 8th . 13 ) with piston rods ( 11 . 14 ) having.

PTO transmission according to claim 3, characterized in that the two cylinders ( 6 . 7 ) spaced apart on a housing wall ( 4 ) of the transmission housing ( 5 ) of the power take-off gear are arranged.

PTO transmission according to claim 4, characterized in that the housing wall ( 4 ), on which the cylinders ( 6 . 7 ) are arranged, are arranged on the side of the PTO, on which there is an output of the PTO transmission.

PTO transmission according to claim 3, characterized in that a first shift sleeve ( 27 ) coaxial with a drive shaft ( 1 ) is arranged and with the first shift fork ( 12 ) and a second shift sleeve ( 16 ) coaxial with an output shaft ( 3 ) is arranged and with the second shift fork ( 15 ) cooperates.

PTO transmission according to claim 6, characterized in that the first shift sleeve ( 27 ) a first idler gear ( 28 ) and a second loose wheel ( 29 ) are arranged coaxially to each other and the second shift sleeve ( 16 ) a third idler gear ( 34 ) and a fourth loose wheel ( 35 ) are arranged coaxially with each other.

PTO transmission according to claim 7, characterized in that between the drive shaft ( 1 ) and the output shaft ( 3 ) two countershafts, each with two fixed wheels ( 30 . 31 . 32 . 33 ) are arranged.

PTO transmission according to claim 1, characterized in that the first idler gear ( 28 ) with the first fixed wheel ( 30 ) and the second loose wheel ( 29 ) with the second fixed wheel ( 31 ) and the second fixed wheel ( 31 ) with the third fixed wheel ( 32 ) and the fourth fixed wheel ( 33 ) with the fourth loose wheel ( 35 ) and the third fixed wheel ( 32 ) with the third idler gear ( 34 ) is in operative connection.

PTO transmission according to claim 3, characterized in that each piston is assigned a 3/2-way valve.