JPH10502155A - 切換弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 弁ハウジング（１）の中に配置された弁スプール（２０）が前進位置、後進位置および中立位置に変位調整できる特にトラクター用の負荷切換変速機の走行方向を切り換えるための切換弁が設けられている。この弁スプール（２０）は電気・液圧式装置によって変位調整できる。弁ハウジング（１）の中に心出しピストン（２１、２２ないし２１０、２２０）が設けられ、これらの心出しピストン（２１、２２ないし２１０、２２０）は通常運転時において戻された位置ないし活動されない位置に位置し、非常時において弁スプール（２０）の通常制御を迂回してこれを作動するように、液圧式あるいは空気圧式に活動される。

Description

【発明の詳細な説明】 切換弁 本発明は請求の範囲第１項の上位概念部分に詳細に規定の切換弁に関する。 この種の負荷切換変速機の制御装置は一般に二つの前進クラッチと二つの後進 クラッチを有している。それぞれのクラッチの制御は前進位置、後進位置および 中立位置に置かれる反転スプールないし弁スプールを介して行われる。弁スプー ルを機械式装置で作動することが知られている。このために例えば弁スプールを 線形移動する回転フィンガが設けられている。この回転フィンガは運転手によっ てボーデンケーブルを介して作動される。 しかしこの公知の機械式方式には、その作動が非常に複雑で経費がかかり、一 般に弁スプールの移動について別の影響ないし作用を与えることができないとい う欠点がある。 本発明の目的は、冒頭に述べた形式の切換弁を、単純に作動することができ、 主機能の通常の作動方式に加えて必要な場合に別の作動方式が可能であるように 作ることにある。 本発明によればこの目的は請求の範囲第１項の特徴部分に記載の手段によって 達成される。 本発明に基づいていまや弁スプールの移動は電気・液圧式に行われる。弁スプ ールを作動するために公知のボーデンケーブルは省かれる。その代わりに電気式 に例えば電磁弁を介して先導ないし作動が行われる。電磁弁は例えば作動した際 に圧力配管の圧力を増大するように作用し、これによって弁スプールの所望の切 換ないし線形移動が達成される。この作動様式は基本機能と呼ばれる。このため には僅かな部品しか必要とされない。特に電磁弁は簡単に電気制御によって活動 できるので、運転手にとって機械的な連絡は不要である。 上述の基本機能に加えて例えば非常運転時に本発明に基づいて第２の作動系統 が活動される。電気・液圧式作動の喪失あるいは故障の際、この第２の作動系統 は本発明に基づいていまや、通常制御の喪失の際に心出しピストンを介してこれ がその都度弁スプールを相応して作動するように機能する。これは弁スプールを 非常運転時において所望の位置に置けることを意味する。このようにして、本発 明に基づく変速機が組み込まれている走行車例えばトラクターが通常制御の喪失 時において動かなくなることが防止される。例えば心出しピストンによる弁スプ ールの非常作動によって前進位置への移動が行われたとき、走行車は動かせる。 この非常作動によって、トラクターの運転を継続することあるいはトラクターを 自力で屋敷内に戻すことあるいは修理工場に行くことができる。同様にエンジン の停止によって弁スプールを中立位置に置くこともできる。これによって電気・ 液圧式作動の喪失の際に、弁の拘束された位置を除去することができる。エンジ ンの再始動の際に変速機は確実に中立にされる。 本発明の有利な発展形態および実施態様は、従属請求の範囲および図面を参照 して原理的に説明する実施例から明らかに理解できる。 第１図は本発明の実施例の概略配管図、 第２図は本発明に基づく切換弁の第１の実施例の構造的形態の断面図（第３図 におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図）、 第３図は第２図におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図、 第４図は本発明に基づく切換弁の第２の実施例の構造的形態の断面図（第５図 におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図）、 第５図は第４図におけるＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 第１図には基本的には公知の構造をしているので、概略配管図しか示されてい ない。本発明にとって重要な部分についてだけ詳細に説明する。第２図／第３図 および第４図／第５図にそれぞれ示されている二つの実施例において同一部分に は同一符号が付されている。 弁ハウジング１の中に切換弁２が配置されている。この切換弁２は反転スプー ルとも呼ばれる弁スプールによって調整される三つの切換位置、即ち前進用切換 位置、中立位置および後進用切換位置を有している。 切換弁２によって二つの前進クラッチ３、４および二つの後進クラッチ５、６ が切り換えられる。圧力導入配管７から圧力媒体が系統圧力弁８に導入される。 系統圧力弁８は公知のようにして負荷切換変速機用の圧力を例えば１８バールに 限定する。圧力媒体の余剰量は変速機を潤滑するための潤滑配管９に導かれる。 系統圧力弁８から圧力配管が圧力制御弁１０に通じている。圧力制御弁１０は、 クラッチを作動するための転調圧力上昇を発生するという公知の目的を有してい る。圧力制御弁１０から圧力配管が詳細に図示されていない保持弁１１に通じて いる。遮断すべきクラッチはこの保持弁１１によってなお一時的に保持される。 切換弁１４はクラッチ３〜６を選択するために使用される。切換弁１５はクラッ チ１２、１３に対して設けられている。 後進用の電磁弁１６は切換弁に通じている圧力配管１７に接続され、前進用の 電磁弁１８は同様に切換弁２に通じている圧力配管１９に接続されている。 第１の実施例における切換弁２の構造的形態は第２図および第３図から明らか に理解できる。 弁ハウジング内に電磁弁１６、１８も一体化されている。圧力配管１７、１９ はそれぞれ弁スプール２０の両側端面の後ろに開口している。弁スプール２０の 弁ハウジング１と共働する制御縁は公知の構造をしており、この制御縁はその弁 ハウジングに対する位置に応じてクラッチ３〜６に圧力媒体を供給する。圧力導 入配管１７、１９の弁スプール２０と反対側において弁ハウジング１の中に心出 しピストン２１、２２が設けられている。各心出しピストンはそれぞればね２４ でバイアス圧を与えられている内側プランジャ２３を有している。両方のプラン ジャ２３はそれぞれ弁スプール２０の端面に作用し、詳しくは電磁弁１６、１８ が作動していないとき即ち圧力配管１７、１９の圧力が喪失しているとき、弁ス プール２０が中央中立位置に心出しされるように作用する。電磁弁１６ないし１ ８が作動した場合、弁スプール２０はその都度反対側のばねで荷重されたプラン ジャ２３に抗して移動される。 この作動が実際に基本機能であり、つまり所望の電磁弁１６あるいは１８の作 動、従って圧力配管１７あるいは１９への圧力供給による弁スプール１の移動、 従ってクラッチ３〜６の一つの切換ないし作動である。電磁弁の遮断後に弁スプ ール２０は再びその心出し中立位置に戻る。 しかし心出しピストン２１、２２に基づいて補助機能も可能である。非常機能 において必要な場合に走行方向が切り換えられ、詳しくはその心出しピストン２ １ないし２２がその外側面に圧力が供給されるように切り換えられる。このため に心出しピストン２１、２２の端面の後ろで終えている圧力配管２５、２６が使 用される。両圧力配管２５あるいは２６の一方に圧力が与えられたとき、その対 応した心出しピストン２１あるいは２２が弁スプール２０の方向に移動し、これ を所望の切換位置に変位調整する。このために勿論活動された心出しピストン２ １、２２は、弁スプール２０を例えば中立位置から切換位置に置くために、弁ス プールの標準ストロークの二倍の行程だけ移動することが必要とされる。換言す れば、非常運転時において、心出しピストン２１あるいは２２は弁スプール２０ が前進から後進まで進むのと同じ行程距離を進まねばならない。 第２図には弁スプール２０が前進位置において示され、第３図には中立位置に おいて示されている。 圧力配管２５あるいは２６を介しての心出しピストンの作動は一般に標準機能 に無関係に行われねばならない。これは例えば機械式に作動される圧力弁を介し て達成できる。 既に述べたように第２図には前進切換位置が示されており、これは圧力配管１ ７が圧力を供給されていることを意味している。弁スプール２０の範囲における 弁ハウジング１からの横側出口はそれぞれクラッチ３〜６への出口ないし圧力配 管である。クラッチ３、４、５、６はクラッチ圧力配管２７、２８、２９、３０ を介してそれらの出口に接続されている。第２図ではこれは矢印によって示され ている。 圧力媒体導入配管３１はクラッチ４、６に対して切換弁２に開口している。第 ２図に示されている位置において圧力媒体導入配管３１はクラッチ圧力配管３０ に接続されている。他の圧力媒体導入配管３２はクラッチ３、５に対して設けら れている。更に切換弁２からの排出配管３３が設けられている。 加えて弁スプール２０の両側端面の後ろに、絞りを備えている排出配管３４が 設けられている。これらの排出配管は次の目的を有している。 走行車の駆動エンジンを停止した際および系統圧力が喪失した際、心出しピス トン２５、２６はできるだけ速く弁スプール２０の中立位置に置かれねばならな い。この理由から急速な減圧が必要である。そしてこのために心出しピストン２ ５、２６の制御縁は、一方では作動位置において系統圧力の密封が保証されるが 、他方では弁スプール２０を中立位置に移動する際に短い行程後に既に排出配管 ３４への接続が達成され、これによって系統圧力がこのようにして急激に減少で きるように、形成されている。始動の際ないし系統圧力形成の際にこの系統圧力 が直ちに再び排出配管３４を通って逃げないようにするために、この排出配管３ ４に絞りが設けられている。 第４図および第５図における実施例は基本的には同じ構造をしているので、同 じ符号が利用されている。主な相違点は心出しピストン２１０、２２０の形状だ けである。非常運転時に対する基本機能は、切換弁２における制御縁および制御 通路の存在と同様に同じである。 この実施例の場合、心出しピストンに対するプランジャは存在しない。駆動エ ンジンが投入されるや否や、例えば１８バールの圧力の系統圧力が両方の接続口 ３５、３６に送られ、従って心出しピストン２１０、２２０の圧力面３７、３８ に作用し、これによってこれらの心出しピストン２１０、２２０は互いにばね３ ９、４０の力に抗して押し離される。ばね３９、４０はそれぞれ板金キャップ４ １で受けられている。これらの板金キャップ４１はそれぞれの心出しピストン２ １０ないし２２０において任意の方式で例えば割りリングによって位置決めされ ている。両心出しピストン２１０、２２０が通常運転時において系統圧力に基づ いて戻されているとき、弁スプール２０は自由に移動できる。所望の移動は他の 実施例の場合と同じようにして活動された電磁弁１６あるいは１８によって行わ れる。 この場合第１の実施例と相違して、弁スプール２０に結合されている拘束素子 ４２による拘束（係止）が必要である。拘束素子４２はばねで付勢されているピ ン４３が係合する前進用、中立位置用および後進用の三つのノッチを備えている 。拘束素子によって弁スプール２０はその都度切り換えられた位置に保持される 。しかしこの拘束は、電磁弁１６、１８あるいは電気系統全体が停電し、その結 果として弁スプール２０に液圧力が作用しなくなったときにしか働かない。第５ 図において拘束は中立位置において示されている。 この拘束は安全機能として設けられている。電磁弁あるいは電気系統が停電し た際に投入された走行方向は維持されたままにされる。しかし走行方向を非常時 において変化しようとするとき、運転手はこれを第２図および第３図の実施例の 場合と同じ方式で行える。この場合、所望の心出しピストンの背面に配管２５あ るいは２６を介して圧力が与えられ、これによって弁スプール２０が所望の走行 位置に移動される。 系統圧力が喪失した場合即ち例えば駆動エンジンが停止した場合、両心出しピ ストン２１０、２２０は弁スプール２０を再び中立位置に戻す。 第４図および第５図における実施例において切換弁２の補助的に有利な実施形 態も考慮されている。第１図の配管図から明らかなように、外部の方向切換弁４ ４が設けられている。この方向切換弁４４は補助的な安全器である。これは系統 圧力を供給され、それが作動された際に同様に外側ないしばね側に圧力が圧力配 管２５、２６を介して両心出しピストン２１０、２２０に与えられ、これによっ て弁スプール２０がその中立位置に置かれる。方向切換弁４４は従って、それが 切換弁２の外側の何処かに配置されるので「外部」と呼んでいる。その機能にと って駆動エンジンがなお回転し従って系統圧力が存在していることしか必要とさ れない。このようにして補助的な安全装置として弁スプール２０の能動的な中立 切換が達成される。これは、あらゆる位置において中立位置を達成する可能性が 存在することを意味する。 外部の方向切換弁４４が４ポート３位置切換弁として形成されているか、その ために二つの電磁弁が設けられているとき、なお系統圧力が存在する場合即ちエ ンジンが回転している場合も、中立位置の選択のほかに補助的に所定の走行位置 も選択できる。この場合つまり二つの心出しピストンの一つの外側ないしばね側 にしか圧力が与えれず、他方の心出しピストンは外側が排出される。 方向切換弁４４に加えてあるいはその代わりに、切換弁２への圧力導入配管４ ６に配置されている中立弁４５が設けられている。圧力導入配管４６には系統圧 力がかかっている。中立弁４５が作動されたとき、系統圧力が遮断され、従って 圧力導入配管４６が排出される。これは系統圧力のこの遮断によって切換弁２が 中央中立位置に切り換えられることを意味する。中立弁４５は手動であるいは電 気式に作動される。 符号の説明 １ 弁ハウジング ２ 切換弁 ３ 前進クラッチ ４ 前進クラッチ ５ 後進クラッチ ６ 後進クラッチ ７ 圧力配管 ８ 系統圧力弁 ９ 潤滑配管 １０ 圧力制御弁 １１ 保持弁 １２ 速度段切換クラッチ １３ 速度段切換クラッチ １４ 切換弁 １５ 切換弁 １６ 電磁弁 １７ 圧力配管 １８ 電磁弁 １９ 圧力配管 ２０ 弁スプール ２１ 心出しピストン ２１０ 心出しピストン ２２ 心出しピストン ２２０ 心出しピストン ２３ プランジャ ２４ ばね ２５ 圧力配管 ２６ 圧力配管 ２７ クラッチ圧力配管 ２８ クラッチ圧力配管 ２９ クラッチ圧力配管 ３０ クラッチ圧力配管 ３１ 圧力媒体導入配管 ３２ 圧力媒体導入配管 ３３ 排出配管 ３４ 排出配管 ３５ 接続口 ３６ 接続口 ３７ 圧力面 ３８ 圧力面 ３９ ばね ４０ ばね ４１ 板金キャップ ４２ 拘束素子 ４３ ピン ４４ 中立弁 ４５ 圧力導入配管

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 弁ハウジングの中に配置された弁スプールが前進位置、後進位置および 中立位置に変位調整できる特にトラクター用の負荷切換変速機の走行方向を切り 換えるための切換弁において、 弁スプール（２０）が電気・液圧式装置（１６、１８）によって変位調整され 、弁ハウジング（１）の中に心出しピストン（２１、２２ないし２１０、２２０ ）が設けられ、これらの心出しピストン（２１、２２ないし２１０、２２０）が 、通常運転時において戻された位置ないし活動されない位置に位置し、非常時に おいて弁スプール（２０）の通常制御を迂回してこれを作動するように、液圧式 あるいは空気圧式に活動できることを特徴とする切換弁。 ２． 電気・液圧式装置が、弁スプール（２０）を作動するために設けられた 圧力配管（１７、１９）に接続されている電磁弁（１６、１８）を有しているこ とを特徴とする請求の範囲第１項記載の切換弁。 ３． 心出しピストン（２１０、２２０）が弁スプール（２０）の両側端面に それぞれ配置され、それらの心出しピストン（２１０、２２０）がバイアス圧を 与えられた心出しばね（３９、４０）によって弁スプール（２０）を中立位置（ Ｎ）に押圧し、心出しピストン（２１０、２２０）のバイアス力が、弁スプール （２０）の係止が打ち負かされるような大きさに選択されていることを特徴とす る請求の範囲第１項又は第２項に記載の切換弁。 ４． 心出しピストン（２１、２２ないし２１０、２２０）の制御縁が、一方 では運転位置において系統圧力の密封が保証され他方では接続口（３５、３６） における圧力が喪失した際にこの接続口（３５、３６）の排出配管（３４）への 接続が行われるように形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項ないし 第３項のいずれか１項に記載の切換弁。 ５． 排出配管（３４）に絞りが設けられていることを特徴とする請求の範囲 第４項記載の切換弁。 ６． 心出しピストン（２１、２２ないし２１０、２２０）を作動するために 走行車のエンジンで駆動されるポンプが設けられていることを特徴とする請求の 範囲第１項ないし第５項のいずれか１項に記載の切換弁。 ７． 両心出しピストン（２１、２２ないし２１０、２２０）の外側ないしば ね側に圧力を供給できる外部の方向切換弁（４４）が設けられていることを特徴 とする請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか１項に記載の切換弁。 ８． 一方の心出しピストン（２１、２２ないし２１０、２２０）の外側ない しばね側に圧力を供給でき、他方の心出しピストン（２１、２２ないし２１０、 ２２０）を排出できる外部の方向切換弁（４４）が設けられていることを特徴と する請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか１項に記載の切換弁。 ９． 方向切換弁（４４）が４ポート・３位置切換弁として形成されているこ とを特徴とする請求の範囲第８項記載の切換弁。 １０． 外部の中立弁（４５）が切換弁（２）に通じている圧力導入配管（４６ ）に設けられ、この中立弁（４５）によって心出しピストン（２１、２２ないし ２１０、２２０）の内側における油圧が遮断できることを特徴とする請求の範囲 第１項ないし第９項のいずれか１項に記載の切換弁。 １１． 外部の中立弁（４５）および又は方向切換弁（４４）が手動であるいは 電気式に作動できることを特徴とする請求の範囲第５項ないし第１０項のいずれ か１項に記載の切換弁。