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Selbsttätig wirkende Sperrvorrichtung für mechanische oder hydraulische Kraftübertragungen von Kraftfahrzeugen
Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätig wirkende Sperrvorrichtung für mechanische oder hydraulische Kraftübertragungen von Kraftfahrzeugen, insbesondere für das Wechselgetriebe, das Differential oder den hydraulischen Bremskreis.
Man kennt bereits Vorrichtungen dieser Art, besonders für das Verriegeln der hydraulischen Bremsen beim Stillstand des Fahrzeuges, welche ein Rückschlagventil besitzen, das in den hydraulischen Bremskreis eingeschaltet ist und dessen Schliessen und Öffnen durch einen Elektromagneten gesteuert wird, dessen Erregung von der Drehzahl abhängig ist. Diese Vorrichtungen haben jedoch allgemein den Nachteil, dass sie den dauernden Stromdurchgang durch den Elektromagneten für die Aufrechterhaltung der Sperrung erfordern, was eine rasche Entladung der Fahrzeugbatterie verursacht und auch das Risiko eines Nichtfunktionierens bei ungenügend geladener Batterie mit sich bringt.
Die Vorrichtung gemäss der Erfindung beseitigt diesen Nachteil. Die Erfindung ist anwendbar auf das Sperren jeglicher Kraftübertragungsteile bei hydraulischen oder mechanischen Übertragungen und kenn-
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benartigen Anker wirkende Wicklungen besitzt, die nur während des Umsteuems von einer Stellung zu der andern erregt sind, und dass der die Sperre betätigende Anker eine z. B. mit Kugeln versehene Verrastung für seine beiden, dem Öffnen und Schliessen der Sperre entsprechenden Endstellungen aufweist, durch die der Anker in den Endstellungen festgehalten wird.
An Hand der Zeichnung, die einen Axialschnitt durch eine beispielsweise, die spezielle Anwendung auf das Sperren der hydraulischen Bremsen des Fahrzeuges beim Stillstand zeigende Ausführungsform der Erfindung darstellt, wird die Erfindung mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.
Die Vorrichtung umfasst im wesentlichen einen Elektromagneten, dessen Kraftlinienfluss über einen festen Teil 1, welcher die beiden Wicklungen 2 und 2'trägt. und einen doppelkonischen tauchkolbenartigen Anker 3 geschlossen ist. Der Anker 3 befindet sich in der linken oder rechten Endstellung, je nachdem ob die eine oder andere Spule zuletzt erregt war.
Dieser tauchkolbenartige Anker 3 ist mit einer Stange 4 fest verbunden, welche unter Vermittlung einer zwischengeschalteten Feder 5 das die Sperre bildende Ventil 6 betätigt, das in einer Bohrung 7 angeordnet ist. Die Bohrung 7 ist über die Leitung 8 an die Bremsflüssigkeitspumpe, Öldruckpumpe oder den mit dem Bremspedal verbundenen Öldruckzylinder angeschlossen und über die Leitungen 9 und 11 mit den Bremsölleitungen der vier Räder und über die Leitung 10 mit einem hydraulisch-elektrischen Relais 12 verbunden.
Das Relais 12 steuert die Erregung der Wicklungen 2, 2' durch die Batterie und schliesst sich beim Auftreten von Öldruck in der Bremse bzw. in dem zu den Bremsen führenden Bremsöl-Leitungssystem.
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fester Kontakt 13 über das Relais 12 mit dem Pluspol der Batterie verbunden ist, und dessen bewegliche Kontakte 14, 14' auf zwei Federzungen 15, 15' sitzen, welche durch den auf der Stange 4 des tauchkol- benartigen Ankers 3 sitzenden Anschlag 16 betätigt werden, derart, dass der Stromkreis jeder Spule unterbrochen wird, sobald der Anschlag 16 bzw. der Anker 3 seine, der betreffenden Spule entsprechende Endstellung erreicht hat. Der Kontakt für die andere Spule ist dabei im Gegensatz hiezu geschlossen,
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wenn auch in diesem Zeitpunkt die Spule noch nicht stromdurchflossen ist.
Es besteht so Bereitschaft zur Steuerung der Bewegung des Ankers 3 im entgegengesetzten Sinne. Der Elektromagnet trägt auf seinem festen Teil 1 eine Rast-oder Verriegelungsvorrichtung, gebildet durch mindestens eine Kugel 17, die durch eine Feder 18 nach unten gedrückt wird, deren Spannung durch eine Regelschraube 19 einstellbar ist. Die Kugel 17 greift in den Endstellungen des Ankers 3 jeweils in eine der Ausnehmungen 20, 20' ein, so dass der Anker 3 in der betreffenden Endstellung so lange festgehalten ist, bis die entgegengesetzte Wicklung vom Strom durchflossen ist und so das Lösen bewirkt.
Eine weitere Steuerung der Stromkreise der Wicklungen 2, 2' wird durch die Ruhe- und Arbeitskontakte 21', 21 eines Relais 22 bewirkt, dessen Wicklung durch die Lichtmaschine dann erregt wird, wenn die Motordrehzahl die Leerlaufdrehzahl oder eine sonstige etwa einstellbare Drehzahl überschreitet. Das Relais 22 selbst ist gesteuert durch die Kontakte 23, 24, welche durch den Getriebeschalthebel 25 geschlossen werden, wenn dieser sich in der Stellung für den ersten Gang oder für den Rückwärtsgang befindet.
Ein Druckknopfschalter 26, der in die von der Batterie kommende Leitung eingeschaltet ist, ermöglicht es, die gesamte Vorrichtung ausser Betrieb zu setzen, während ein Schalter 27, etwa auf dem Instrumentenbrett oder an anderer geeigneter Stelle angeordnet, es erlaubt, die Kontakte des Relais 22 kurzzuschliessen und die Bremsen freizugeben ohne Notwendigkeit, den Zündschalter des Fahrzeuges zu schliessen.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt : Sobald die Motordrehzahl z. B. die Leerlaufdrehzahl überschreitet, wird das Relais 22 nicht erregt, wenn der Schalthebel 25-ich in einer Stellung für einen höheren Gang als den ersten Gang befindet, so dass die Vorrichtung eine Sperrung nicht hervorrufen kann.
Wenn der Schalthebel 25 auf den ersten Gang oder den Rückwärtsgang gelegt ist, dann wird das Relais 22 erregt und der Kontakt 21 geschlossen. Der tauchkolbenartige Anker 3 befindet sich (gemäss der Zeichnung) in der linken Endstellung, wobei die rechte Spule 2 so geschaltet ist, dass durch sie Strom über den mit dem festen Unterbrecherkontakt 13 sich berührenden beweglichen Kontakt 14'fliessen kann. Wenn in diesem Augenblick das Bremspedal betätigt wird, so erhöht sich auch der Öldruck in der Bohrung 7, wodurch das Ventil 6 unter Zusammendrückung der Feder 5 (in der Zeichnung) nach links verschoben wird.
Das Drucköl gelangt so teils über die Leitung 9 in die Leitung 11 und teils über den Kanal 10 in das Relais 12, welch letzteres den Stromkreis der Wicklung 2 schliesst, und diese den Anker 3 nach rechts zieht und somit das Schliessen des Ventils 6 bewirkt. Wenn man das Bremspedal loslässt und den Motor durch Loslassen des Gaspedals mit Leerlaufdrehzahl (oder unterhalb der voreingestellten Drehzahl) drehen lässt, dann wird der Stromkreis durch das Relais 22 unterbrochen, welches auf den Ruhekontakt 21'zurückkommt, während der Anker 3 in Sperrstellung durch die eingerastete Kugel 17 gehalten wird. Das Ventil 6 bleibt geschlossen, die Bremsölleitung 11 ist abgeschlossen und hält den Druck und somit auch die Bremskraft aufrecht, deren Stärke eine Folge des Grades der Betätigung des Bremspedals ist.
In diesem Augenblick kann man den Motor abstellen (Zündschlüssel herausziehen), ohne dass die Sperrung der Bremsen, welche durch die mechanische Verriegelung des Ankers 3 aufrechterhalten wird, aufgehoben würde.
Es genügt jetzt, den Motor wieder in Gang zu setzen und seine Drehzahl über die Leerlaufdrehzahl zu steigern, um die Bremsen zu lösen, wobei das Relais 22 erregt ist und sein Anker sich auf den Kontakt 21 legt und so den Stromkreis der Lösewicklung 2'schliesst, was durch den beweglichen Kontakt 14' schon vorbereitet ist. Die Wicklung 2'zieht den Anker 3 nach links und öffnet das Ventil 6, wodurch der Öldruck in der Leitung 11 absinkt und die Bremsen freigibt.
Damit vermieden wird, dass die während des Stillstandes des Fahrzeuges eintretende Kühlung des Öls
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chem ein durch eine Feder 30 belasteter Kolben 29 unter Einwirkung der Öldruckschwankungen in der Bremsölleitung 11 bewegbar angeordnet ist. Die Spannung der Feder 30 kann durch die Überwurfmutter 31, welche die Stirnwand des Zylinders 28 bildet und durch welche die Kolbenstange 32 dicht hindurchtritt, eingestellt werden.
Die erfindungsgemässe selbsttätige Sperrvorrichtung für die Bremsen bietet einerseits eine grosse Einfachheit der Kraftwagensteuerung, insbesondere beim Ein- und Ausparken und beim Anfahren oder Anlassen am Berg, und gibt anderseits die Sicherheit beim Halten des Fahrzeuges am Berg, insbesondere auch beim Radwechsel, ohne dass die Stillegung von der Funktion der Handbremse abhängt und ohne dass die Notwendigkeit besteht, die Räder durch Unterlegen von Keilen, Steinen usw. festzulegen.
Es ist noch zu bemerken, dass man dann, wenn die Bremsen zuerst nach einer leichten Bremsung gesperrt worden sind, nachträglich die Bremswirkung verstärken kann, indem man kräftiger auf das Brems-
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pedal tritt, denn die Vergrösserung des Bremsöldruckes bewirkt, dass das Ventil 6 von seinem Sitz gedrückt wird und Öl über die Bohrung 7 in die Leitung 11 strömt ; der Öldruck wächst entsprechend dem Pedaldruck an und bleibt auch in der Leitung 11 dank der Schliessung des Ventils 6 durch die Feder 5 aufrecht, sobald man das Bremspedal loslässt.
Wie bereits angegeben, kann die Vorrichtung gemäss der Erfindung nicht nur ein Rückstauventil zur Wirkung bringen, sondern auch ein Organ für eine mechanische Verriegelung, um irgendeinen Teil der Kraftübertragung, wie beispielsweise das Getriebe, die Hinterachse oder die Kupplung zu blockieren.
PATENT ANSPRÜCHE :
1. Selbsttätig wirkende Sperrvorrichtung für mechanische oder hydraulische Kraftübertragungen von Kraftfahrzeugen, die eine zwischen oder in die Kraftübertragung eingeschaltete Sperre umfasst, z. B. ein Rückstauventil in einer hydraulischen Bremsvorrichtung. dessen Schliessen und Öffnen durch einen Elektromagnet mit von der Motordrehzahl abhängiger Erregung gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet zwei in entgegengesetzten Richtungen auf einen tauchkolbenartigen Anker (3) wirkende Wicklungen (2. 2') besitzt. die nur während des Umsteuems von einer Stellung zu der andern erregt sind, und dass der die Sperre (5,6, 7) betätigende Anker (3) eine z.
B. mit Kugeln (17) versehene Verrastung für seine beiden, dem Öffnen und Schliessen der Sperre (5, 6, 7) entsprechenden Endstellungen aufweist, durch die der Anker in den Endstellungen festgehalten wird.