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Pneumatische Steuerung eines mechanischen Wechselgetriebes, insbesondere für Schlenentrlebfahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine pneumatische Steuerung für das einer Verbrennungskraftmaschine nachgeschaltete Wechselgetriebe. Bei einer Anlage, wie sie der Erfindung zugrunde liegt, wird die Leistung der Verbrennungskraftmaschine insbesondere über ein Flüssigkeitsgetriebe auf ein dahinter angeordnetes mechanisches Schaltgetriebe, z. B. ein Wendegetriebe, übertragen. Sie ist auch vorteilhaft anwendbar bei anderen Getriebekombinationen, die beispielsweise an Stelle eines Flüssigkeitsgetriebes ein automatisches Getriebe beliebiger Bauart enthalten.
Die Erfindung ist vorteilhaft anwendbar auf Kraftübertragungsanlagen zum Antrieb von Schienentriebfahrzeugen. Sie kann aber auch bei stationären Anlagen angewendet werden.
Zur Bedienung einer derartigen Kraftübertragungsanlage dient ein im Führerstand angeordnetes, beispielsweise aus mehreren Einzelventilen bestehendes Steuerventil, das ein Betätigungsorgan zur Regulierung der Verbrennungskraftmaschine (Fahrschalter) und ein weiteres Betätigungsorgan zur Schaltung des Getriebes (z. B. Wendeschalter) enthält.
Ein Kupplungsschalthebel des mechanischen Schaltgetriebes steht hiebei unter der Einwirkung eines vom Wendeschalter des Fahrventils aus steuerbaren doppeltwirkenden Druckluftarbeitszylinders. Es muss gewährleistet sein, dass während des regulären Betriebes die Verbrennungskraftmaschine nur dann aus ihrem Leerlaufbetriebszustand beschleunigt werden kann, wenn die Kupplungsglieder des Schaltgetriebes sich in der befohlenen Eingriffsstellung befinden. Die Umstellung des Schaltgetriebes im verlangten Sinne ist unmöglich, wenn beispielsweise die Kraft des genannten Druckluftarbeitszylinders nicht ausreicht, um den Flankendruck an den Kupplungsgliedern zu überwinden, und aus diesem Grunde die bestehende Schaltstellung des Kupplungsverbandes nicht gelöst wird.
Sie erfolgt ebenfalls nicht, wenn der Kupplungsverband die neue befohlene Schaltstellung nicht erreichen kann, weil die Schaltglieder Zahn-auf-Zahn zu stehen kommen und daher nicht in Eingriff gelangen.
Anderseits ist es unter besonderen Betriebsbedingungen, beispielsweise zur Prüfung des Schaltregler für das Flüssigkeitsgetriebe oder ein anderes automatisches Getriebe, erforderlich, die Verbrennungskraftmaschine vom Führerstand aus steuern zu können, auch wenn der Kupplungsverband des Schaltgetriebes sich nicht im Eingriff befindet.
Die Erfindung entspricht diesen Anforderungen. Sie geht von einer bekannten pneumatischen Steuerung eines mechanisches Wechselgetriebes mit durch einen Druckmittel-Schaltzylinder betätigtem und in der Mittelstellung durch ein Sperrglied verriegelbarem Getriebeschalthebel aus, durch den bzw. durch dessen mit ihm zwangschlüssig verbundene Schaltstange weitere der Steuerung des Getriebes dienende Druckmittelkreise steuerbar bzw. verriegelbar sind.
Nach der Erfindung enthält bei pneumatischen Steuerungen dieser Gattung die Druckluft-Betätigungseinrichtung zwei den beiden Schaltstellungen des Getriebeschalthebels zugeordnete, hintereinandergeschaltete Rückmeldeventile, die sowohl pneumatisch über einen mit dem hohlen Ventilstössel verbundenen, mit Druckluft beaufschlagbaren Steuerkolben als auch mechanisch durch direkte Ein-
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stössel zur überwachung eines anderen,
vorzugsweise für die Steuerung einer mit dem Getriebe verbundenen Brennkraftmaschine vorgesehenen Druckluftkreises betätigbar sind.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird jeweils das eine der beiden Rückmeldeventile durch den in der zugehörigen Schaltstellung auf den den Ventilteller abhebenden Ventilstössel einwirkenden Getriebeschalthebel mechanisch und das andere Rückmeldeventil durch den auf einen auf dem hohlen Ventilstössel sitzenden Steuerkolben wirkenden Luftdruck des Schaltzylinders pneumatisch geöff-
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Die Erfindung besteht weiterhin darin, dass der Ventilstössel der Rückmeldeventile in der Bahn des Getriebeschalthebels liegt und die Kammer des Kolbens an die zur Schaltung des Getriebes zu belüftende Leitung angeschlossen ist.
In Weiterbildung der Erfindung weist der von den Rückmeldeventilen überwachte Druckluftkreis einen die Rückmeldeventile umgehenden Luftweg mit einem Dreiwegehahn auf, der auf einer Welle eine Nocke trägt, die das Sperrglied in die mittlere Verriegelung des Getriebeschalthebels einrückt, wobei der Dreiweghahn in dieser Stellung den Luftweg freigibt.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung öffnet das Sperrglied bei gesperrtem Getriebeschalthebel gleichzeitig beide Rückmeldeventile mechanisch.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen eine pneumatische Getriebesteuerung für ein Wendegetriebe in verschiedenen Schaltstellungen, u. zw. Fig. 1 Kupplungsverband eingerückt, Fig. 2 Kupplungsverband steht Zahnauf-Zahn, Fig. 3 Stellung für Getriebeschaltprobe. In Fig. 4 ist das Rückmeldeventil in einem vereinfachten Mittelschnitt dargestellt. Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der Steuerungseinrichtung bei eingerücktem Kupplungsverband und Fig. 6 die Ausführung nach Fig. 5 in der Stellung für Getriebeschaltprobe.
Die Kupplungsmuffe 10 eines Wendegetriebes 11, 12 kann von einem Getriebeschalthebel 13 verstellt werden. Der Schalthebel 13 ist mit der Kolbenstange 14 eines doppeltwirkenden Getriebeschaltzylinders 15 verbunden, dessen beide Zylinderkammern a und 15b wahlweise'über die Luftleitungen 16 bzw. 17 vom Wendeschalter eines nicht dargestellten Fahrventils aus be- und entlüftet werden können. Auf den Getriebeschalthebel 13 kann ausserdem ein Sperrglied 18 einwirken, das mit einer Raste 19 zusammenarbeitet. Auf diese Weise ist der Schalthebel 13 in einer Mittelstellung arretierbar.
Abzweigungen 20 und 21 von den Luft-
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überwachen. Die Leitung 24 kommt von einem Druckluftbehälter.
Eine Abzweigung 28 der Leitung 24 führt zu einem Dreiweghahn 30, an den ebenfalls die Leitung 27 angeschlossen ist. Der dritte Anschluss des Dreiweghahnes 30, die Leitung 29, ist mit einem Arretierungszylinder für das Schaltrad des Fahrventils verbunden. Auf der Achse des Dreiweghahnes 30 ist eine Nocke 31 befestigt, die die Stellung des Sperrgliedes 18 für den Getriebeschalthebel 13 beeinflusst.
Aus Fig. 4 ist der Aufbau des Rückmeldeventils 23 ersichtlich. Das Rückmeldeventil 22 ist diesem Ventil 23 identisch.
Zwischen den Kammern 33 und 34 im Ventilgehäuse, an welche die Leitungen 25 bzw. 26 angeschlossen sind, liegt ein federbelastetes Rückschlagventil 35, durch das ungewollter Luftdurchtritt aus dem Leitungsabschnitt 25 in die Leitung 26 verhindert wird. über den hohlen Ventilstössel 37, der abgedichtet in der Gehäusezwischenwand 36 verschiebbar geführt ist, wird die Kammer 34 entlüftet, wenn der Stössel 37 vom Ventilkörper 35 abgehoben ist. In Verlängerung des Stössels 37 ragt ein Betätigungsglied 38 aus dem Ventilgehäuse nach aussen. Der Stössel 37 ist mit einem von einer Feder 40 belasteten Steuerkolben 39 fest verbunden, der von der steuernden Leitung 21 mit Druckluft beaufschlagt werden kann.
Im nicht betätigten Zustand des Rückmeldeventils 23 wird das Steuerglied 37, 38, 39 von der Feder 40 in seiner linken gezeichneten Endstellung gehalten, so dass das Ventil 35 auf seinem Sitz liegt. Durch Belüftung über die Leitung 21 oder durch eine Betätigungskraft an der Stange 38 kann das Steuerglied pneumatisch oder mechanisch nach rechts bewegt werden, wodurch der Stössel 37 sich auf den Ventilkörper 35 legt, die Entlüftung absperrt und anschliessend das Ventil 35 öffnet, wodurch die Verbindung zwischen den Leitungen 25 und 26 hergestellt ist.
In Fig. 1 ist von einem (nicht gezeichneten) Wendeschalter her die Leitung 17 und somit die Zylinderkammer 15b belüftet. Der Schaltzylinder 15 hat dementsprechend über den Getriebeschalthebel 13 die Kupplungsmuffe 10 in ihre rechte Endlage bewegt und der Kupplungsverband 10, 12 befindet sich im Eingriff.
Mit der Leitung 17 ist auch die Leitung 21 belüftet worden, wodurch das Rückmeldeventil 23 pneumatisch offengehalten wird. Der Ge- triebeschalthebel 13 hat in dieser Stellung anderseits das Betätigungsglied 38 des Rückmeldeventils 22 in das Ventilgehäuse hineingedrückt und so auch dieses Ventil geöffnet.
Der Dreiweghahn 30 befindet sich in seiner Stellung für Fahrbetrieb, in der der Leitungsabschnitt 27 mit der Leitung 29 Verbindung hat. Es besteht also Leitungsverbindung vom Luftbehälter über 24,25, 26,27, 30 und 29 zum Arretierungszylinder für das Schaltrad des Fahrventils. Bei Belüftung dieses Zylinders ist die Arretierung gelöst, so dass eine vom Fahrventil gesteuerte Verbrennungskraftmaschine geregelt werden kann.
Ausser einem Arretierungszylinder kann an die Leitung 29 auch eine Signaleinrichtung angeschlossen sein. Ebenso ist es denkbar, dass von der Leitung 29 ein Relaisventil ver-
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stellt wird, das eine zum Fahrventil führende Hauptluftleitung überwacht.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Schaltstellung hat der Schalthebel 13 die Umsteuerung des Getriebes nicht im verlangten Sinn vollendet. Die Leitung 17 ist zwar belüftet, wie an der Stellung des Betätigungsgliedes 38 des Rückmeldeventils 23 erkennbar ; doch der Schalthebel 13 hat seine Endlage nicht erreicht, weil die Kupplungsmuffe 10 und das Getrieberad 12 Zahn-auf-Zahn stehen. Infolgedessen wurde auch das Rückmeldeventil 22 nicht mechanisch geöffnet wie bei der Schaltstellung nach Fig. 1. Der an die Leitung 29 angeschlossene Arretierungszylinder ist nicht belüftet ; also kann das Fahrventil nicht verstellt werden.
Wenn bei der Belüftung der Zylinderkammer 15a über die Leitung 16 der Getriebeschalthebel die in Fig. 1 gezeichnete Schaltstellung nicht verlässt, ist das Rückmeldeventil 22 ge- öffnet, und zwar durch pneumatische und eben-
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geschlossen, und es besteht demnach keine Verbindung zwischen dem Luftbehälter und dem an die Leitung 29 angeschlossenen Arretierungszylinder.
Aus Fig. 3 ist ersichtlich, welche Stellung die Steuerglieder eingenommen haben, wenn ein Durchfahren des Regelbereichs der Verbrennungskraftmaschine vom Fahrventil aus ermöglicht sein soll, obwohl der Kupplungsverband 10, 11, 12 des Wendegetriebes gelöst ist. Diese Getriebestellung kann beispielsweise erforderlich sein, wenn der Schaltregler eines zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Wendegetriebe 11, 12 angeordneten Flüssigkeitsgetriebes geprüft werden soll. Beide Leitungen 16 und 17 sind entlüftet. Demzufolge sind auch die Steuerkolben 39 der Rück-
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26,27, 29 bleibt also in den Rückmeldeventilen 22 und 23 unterbrochen. Der mechanisch in seine Mittellage gebrachte Getriebeschalthebel 13 wird von dem in die Rast 19 eingreifenden Sperrglied 18 arretiert.
Der Dreiweghahn 30 lässt sich nunmehr so einstellen, dass die Leitungen 28 und 29 verbunden sind.
Durch die Nocke 31 wird das Sperrglied in der eingerasteten Lage festgehalten. Es besteht somit über den Dreiweghahn 30 durch die Leitungsabschnitte 24, 28, 29 Verbindung zwischen dem Luftbehälter und dem Arretierungszylinder für das Schaltrad des Fahrventils.
Das Schaltrad ist also nicht (wie in der Stellung nach Fig. 2) arretiert. Diese Schaltstellung der Getriebesteuerung hat besondere Bedeutung auch bei im Verband fahrenden Schienentriebfahrzeugen mit Verbrennungskraftmaschine. Es kann vorkommen, dass eine Lok vom Fahrventil einer zweiten Lok aus, deren Verbrennungskraftmaschine selbst nicht arbeitet, gesteuert werden soll. Dann muss der Kupplungsverband dieser zweiten Lok gelöst sein und das Schaltrad des Fahrventils trotzdem verstellt werden können.
Bei der Ausführung der pneumatischen Getriebesteuerung nach den Fig. 5 und 6 liegen in der vom Luftbehälter kommenden und zum Arretierungszylinder für das Schaltrad des Fahrventils führenden Druckluftleitung 42,43, 44 ebenfalls zwei Rückmeldeventile 22 und 23.
Es ist jedoch ein diese Luftleitung umgehender zweiter Luftweg-wie bei der zuerst beschriebenen Ausführung-nicht vorhanden.
Das Verriegelungsglied 45 ist so ausgebildet, dass es nicht nur den Getriebeschalthebel 13 in einer Mittelstellung festlegen kann, sondern gleichzeitig auch die beiden Rückmeldeventile 22,23 mechanisch so verstellt, dass Leitungsverbindung vom Abschnitt 42 zum Abschnitt 44 vorhanden ist.
In Fig. 5 ist die Leitung 17 und somit die Zylinderkammer 15b belüftet ; über die Leitung 21 ist das Rückmeldeventil 23 pneumatisch geöffnet. Der Kupplungsverband 10, 12 befindet sich im Eingriff, wodurch der Schalthebel 13 das Rückmeldeventil 22 mechanisch geöffnet hat. Druckluft kann aus dem Leitungs- abschnitt 42 nach 43 und weiter nach 44 strömen. Der dort angeschlossene Arretierungszylinder für das Schaltrad des Fahrventils ist also gelöst.
In Fig. 6 ist gezeigt, wie bei in Mittelstellung durch das Verriegelungsglied 45 festgelegtem Getriebeschalthebel 13 beide Rückmeldeventile 22 und 23 mechanisch offengehalten werden. Die beiden Leitungen 16 und 17 sind entlüftet. Beim Vorschieben des Verriegelungsgliedes 45 werden die Betätigungsglieder 38 beider Rückmeldeventile durch Auflaufen gegen die Schrägflächen 46 in die Ventilgehäuse hineingeschoben und dann in dieser Lage gehalten, solange das Verriegelungsglied 45 sich in seiner eingerasteten Stellung befindet.
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