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Vorrichtung zur Steuerung des Druckmittelein- und -auslasses von
Servomotoren, insbesondere zum Ein- und Ausschalten der
Trennkupplung von Kraftfahrzeugantrieben
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung des Druckmittelein-und-auslasses von Servomo- toren, insbesondere zum Ein- und Ausschalten der Trennkupplung von Kraftfahrzeugantrieben.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art erfolgt die Steuerung des Druckmittelein- und -auslasses des Servomotors durch zwei fest miteinander verbundene und durch ein Pedal zu verstellende Kolbenschieber, von denen der eine den Anschluss einer Verbindungsleitung nach dem Saugrohr les Motors hin steuert, während der andere Kolbenschieber zwei Auslassöffnungen schliesst bzw. öffnet, von denen die eine über einen weiteren Steuerkolbenschieber und die andere über ein besonderes Auslassventil und eine diesem nachgeschaltete Drosselöffnung ins Freie führt. Eine solche Steuerung ist umständlich und kostspielig.
Es ist ferner bekannt, den Einlass eines Druckmittels in einen Servomotor, der zur Gangschaltung eines Zahnräderwechselgetriebes für Kraftfahrzeuge bestimmt ist, durch ein Ventil zu steuern, das mit Hilfe eines hohlen Stössels durch-ein von Hand zu betätigendes Schaltgetriebe geöffnet wird, wobei der hohle Stössel, wenn er vom Einlassventil fortbewegt ist, den Anlass des Druckmittels aus dem Servomotor vermittelt.
Man hat auch schon Elektromagnete zur Betätigung von Ventilen verwendet, um den Arbeitsraum eines Servomotors abwechselnd an die Kraftmittelleitung bzw. an den Auslass anzuschalten. Die Erfindung verfolgt das Ziel, die mannigfachen Forderungen, die an die Steuerung des Druckmittelein-und-aus- lasses von Servomotoren gestellt werden, durch eine einfache and sicher arbeitende Ventilanordnung zu erfüllen, aber dabei das Schliessen der Kupplung und das Einschalten des Motorantriebes in zwei Stufen zu ermöglichen, wobei der letzte Teil des Einschaltvorganges langsam und stossfrei erfolgt.
Zu diesem Zweck werden folgende zum Teil bereits in anderem Zusammenhang bekannte Merkmale miteinander kombiniert : a) Ein axial in einem Ventilgehäuse mittels eines Elektromagneten verschiebbares und durch eine Feder in die Ausgangsstellung gedrängtes Steuerorgan in Form eines Auslassrohres ist achsengleich zu einem Einlassventil angeordnet, besitzt aber in der Ausgangsstellung von diesem Einlassventil einen bestimmten Abstand ;
das Auslassrohr mündet an dem dem Einlassventil zugekehrten Ende in der Achsenrichtung offen aus, während sein anderes, dem Anker des Elektromagneten zugekehrtes Ende Durchlassöffnungen nach einer im Ventilgehäuse vorgesehenen Bohrung hin besitzt, die einerseits über ein Überdruckventil mit einstellbarer Schliesskraft und anderseits über ein von Hand einstellbares Drosselventil an die Aussenluft angeschlossen ist. b) Das steuernde Auslassrohr öffnet bei seiner durch den Elektromagneten zu bewirkenden Verschiebung stösselartig das Einlassventil, wobei sich das offene Ende des Auslassrohres an das freie Ende des Ventilschaftes anlegt und seinerseits durch dieses geschlossen wird.
c) Das steuernde Auslassrohr besitzt zwischen seinen beiden Ausmündungen einen Dichtungskolben, während zwischen diesem und dem Einlassventil im Ventilgehäuse die Anschlussöffnung nach dem Zylinder des Servomotors hin vorgesehen ist.
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Bei einer derartigen Ventilanordnung kann der Drucklufiein-und-auslass von Servomotoren in wei- ten Grenzen den jeweiligen Erfordernissen angepasst werden. Hiebei empfiehlt es sich, das Regelventil in Abhängigkeit von der Einstellung der Drosselklappe des Vergasers und gegebenenfalls unter Zwischenschal- tung einer Axialkurvenscheibe zu verstellen, deren Tragwelle in einer parallel zur Achse des Regelventils verstellbaren Lagerbuchse abgestützt ist, wobei auch der die Drehung der Tragwelle und der Axialkurvenscheibe vermittelnde Hebel lösbar und in Drehrichtung verstellbar mit der genannten Tragwelle verbunden ist.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Achsenschnitt durch die angegebene Ventilanordnung.
Das Ventilgehäuse 1 wird mittels der hohlen Anschlussschraube 2 an den Zylinder des Servomotors angeschlossen. In einer Bohrung 35 des Ventilgehäuses l ist das steuernde Aussenrohr 3 quer zur Achse der Anschlussschraube 2 verschiebbar gelagert. Durch einen am Auslassrohr 3 lose anliegenden Anker 4 kann das Auslassrohr 3 mittels des Elektromagneten 5 verschoben und sein offenes Ende entgegen der auf das Auslassrohr 3 einwirkenden Druckfeder 6 an das freie, kegelig oder ballig gestaltete Ende des Schaftes des Einlassventils 7 angedrückt werden, wodurch dieses geöffnet und das Auslassrohr 3 geschlossen wird.
Nach dem Abschalten des Elektromagneten 5 wird das Auslassrohr 3 durch die Druckfeder 6 von dem Einlassventil 7 fortbewegt und dieses durch die Druckfeder 8 an seinen Ventilsitz 9 angedrückt, der fest in
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baut ist, ist durch die hohle Anschlussschraube 10 abgeschlossen, an die die Zuleitung für die Druckluft angeschraubt wird, die ihrerseits zu der Druckmittelpumpe oder einem Druckmittelvorratsbehälter führt.
Das vom Einlassventil 7 abgekehrte Ende des Auslassrohres 3 ist in der Querrichtung durchbohrt undauf der Aussenseite mit einer Ringnut 12 versehen. Im Bereich der letzteren weist das Ventilgehäuse 1 eine quer zur Achse des Auslassrohres 3 gerichtete Auslassbohrung 13 auf. In deren Ende ist der Ventilsitz 14 für ein'Überdruckventil 15 eingesetzt. Dieses wird an seinen Sitz durch die Druckfeder 16 angedrückt, die in die Höhlung einer Stellschraube 17 hineinreicht, durch die die Druckkraft der Druckfeder 16 einstellbar ist. Durch eine Gegenmutter 18 wird die jeweilige Einstellung der Schraube 17 gesichert. Die durch das Überdruckventil 15 entweichende Druckluft gelangt durch die Bohrung 32 ins Freie.
Quer zur Auslassbohrung 13 ist eine weitere Bohrung in dem Ventilgehäuse 1 angeordnet. In diese Bohrung reicht das Regelventil19 mehr oder weniger hinein, an dessen kegeligen Teil sich nach der einen Seite hin der zylindrische Ventilschaft 20 und nach der andern Seite hin der Führungskopf 21 anschlie- ssen. Die Teile 20 und 21 sind in entsprechend grossen Bohrungen des Ventilgehäuses 1 geführt. In der dargestellten Lage ist zwischen dem Regelventil und der Bohrlochwand nur ein sehr enger Spalt als Drosselstelle für den Durchlass des vom Servomotor kommenden Druckmittels nach einer Bohrung 22 hin freigelassen, die ins Freie führt.
Wird das Regelventil 13 von der gezeigten Stellung aus mehr oder weniger. weit
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stellung der Drosselklappe ist diese Auslassöffnung klein und bei Vollaststellung grösser einzustellen, damit bei Leerlauf die Kupplung langsam und bei Vollast schnell eingerückt wird.
Um das Regelventil 19 verstellen zu können, wird das freie Ende des Ventilschaftes 20 durch die Druckfeder 23 an die Axialkurvenscheibe 24 angedrückt, wobei sich die Druckfeder 23 in die Ausnehmung einer Schliessschraube 25 abstützt, die in eine entsprechende Gewindeöffnung des Ventilgehäuses 1 eingeschraubt ist.
Um den Stellbereich des Regelventils 19 den jeweiligen Erfordernissen anpassen zu können, ist die Lagerbuchse 27, in der der Wellenstumpf 26 der Axialkurvenscheibe 24 abgestützt ist, mittels ihres Gewindes in dem Ventilgehäuse 1 verstellbar und in ihrer jeweiligen Lage durch die Gegenmutter 28 feststellbar. Dadurch kann der Verstellbereich des Regelventils 19 in dessen Achsenrichtung verlagert und die Grösse der Durchlassöffnung zwischen der Auslassbohrung 13 und der Bohrung 22 verändert werden.
Die Hin- und Herdrehung der Axialkurvenscheibe 24 erfolgt durch denjenigen Hebel, der die Drosselklappe des Vergasers verstellt. Dieser Hebel ist durch eine Koppelstange an den Kugelgelenkzapfen 29 angeschlossen, der in das freie Ende des Stellhebels 30 eingeschraubt ist. Die Nabe des letzteren ist gegabelt und durch Klemmwirkung mit dem Wellenstumpf 26 der Axialkurvenscheibe 24 verbunden. Die Klemmkraft wird durch eine Schraube 31 ausgeübt ; wird letztere gelockert und damit die Klemmverbindung zwischen dem Hebel 30 und dem Wellenstumpf 26 gelöst, kann dieser zusammen mit der Axialkurvenscheibe 24 gegenüber dem Hebel 30 um einen beliebigen Winkel gedreht und in der neuen Lage wieder mit dem Hebel 30 fest verbunden werden.
Hiedurch ist es möglich,. ein beliebiges, also ein steileres oder ein weniger steiles Stück der Axialkurvenscheibe 24 zur Verstellung des Regelventils 19 auszunutzen und dadurch dessen Einstellung, bezogen auf diejenige der Drosseklappe, zu verändern.
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Die Wirkungsweise der Ventilanordnung ergibt sich aus folgendem : Um das Druckmittel, insbesondere
Druckluft, in den Servomotor einströmen zu lassen, also die Trennkupplung eines Kraftfahrzeuges zu lö- sen, wird mittels des Elektromagneten 5 durch Schliessen eines Kontaktes, der beispielsweise an dem Ge- trieb'eschaltgestänge angeordnet sein kann, das Auslassrohr 3 an den Schaft des Einlassventils 7 angedrückt, wodurch der Auslass für die im Servomotor vorhandene Druckluft geschlossen und das Einlassventil 7 ge- öffnet wird, so dass dann durch die Anschlussschraube 10 hindurch die Druckluft von der Druckmittel- pumpe oder dem Vorratsbehälter aus in die Anschlussschraube 2 und von dieser weiter in den Zylinder des
Servomotors einströmen kann.
Um danach das Druckmittel aus diesem Zylinder wieder ausströmen zu lassen und dadurch die Trenn- kupplung einzuschalten, wird die elektrische Leitung, die den Strom dem Elektromagneten 5 zuführt, ab- geschaltet und dadurch der Feder 6 die Möglichkeit gegeben, das Auslassrohr 3 von dem Einlassventil 7 wegzudrücken, wodurch dieses geschlpssen und der Auslass für die Druckluft freigegeben wird. Die aus dem Zylinder des Servomotors austretende Druckluft strömt dann durch die Anschlussschraube 2 und das
Auslassrohr 3 hindurch in die Auslassbohrung 13 hinein.
Durch den Druck der ausströmenden Druckluft wird das Überdruckventil 15 entgegen der auf dieses von der Feder 16 ausgeübten Kraft geöffnet, so dass dann die Druckluft bei dem Überdruckventil 15 austreten und durch die seitliche Öffnung 32 des Gehäuseraumes, in dem das Überdruckventil 15 angeordnet ist, entweichen kann. Dadurch entspannt sich die Druckluft in dem Zylinder des Servomotors sehr rasch, so dass sich die Kupplungsscheiben schnell einander nähern, ohne aber die Kupplung zunächst zur Wirkung gelangen zu lassen.
Ist der Druck in der Aussenleitung 13 und damit auch im Zylinder des Servomotors auf einen vorher eingestellten Druck abgesunken, so wird das Überdruckventil 15 unter dem Einfluss der Druckfeder 16 geschlossen. Die Druckluft kann dann nur noch bei dem Regelventil 19 aus der Auslassbohrung 13 in die Bohrung 22 und ins Freie entweichen. Je nach der Einstellung des Regelventils 19 und der dadurch be- dingten Weite der Drosselöffnung erfolgt die restliche Entspannung der Druckluft mehr oder weniger schnell.
Die Geschwindigkeit der restlichen Entspannung der Druckluft bestimmt die Einkuppelgeschwindigkeit, die durch die jeweilige Einstellung der Drosselklappe und die davon abhängige Einstellung der Axialkurvenscheibe 24 einregelbar ist. Die Einkuppelgeschwindigkeit kann durch die axiale Verstellung des Lagers 27 und die Winkeleinstellung der Kurvenscheibe 24, bezogen auf den Hebel 30, den gewünschten Betriebsbedingungen angepasst werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Steuerung des Druckmittelein-und-auslasses von Servomotoren, insbesondere zum Ein- und Ausschalten der Trennkupplung von Kraftfahrzeugantrieben, gekennzeichnet durch die Kombination folgender zum Teil an sich bekannter Merkmale : a) Ein axial in einem Ventilgehäuse. l) mittels eines Elektromagneten (5) verschiebbares und durch eine Feder (6) in die Ausgangsstellung gedrängtes Steuerorgan in Form eines Auslassrohres (3) ist achsengleich zu einem Einlassventil (7) angeordnet, besitzt aber in der Ausgangsstellung von diesem Einlassven- til einen bestimmten Abstand ;
das Auslassrohr (3) mündet an dem dem Einlassventil (7) zugekehrten Ende in der Achsenrichtung offen aus, während sein anderes, dem Anker des Elektromagneten (5) zugekehrtes Ende Durchlassöffnungen (12) nach einer im Ventilgehäuse (1) vorgesehenen Bohrung (13) hin besitzt, die einerseits über ein Überdruckventil (15) mit einstellbarer Schliesskraft und anderseits über ein von Hand einstellbares Drosselventil (19) an die Aussenluft angeschlossen ist. b) Das steuernde Auslassrohr (3) öffnet bei seiner durch den Elektromagneten (5) zu bewirkenden Verschiebung stösselartig das Einlassventil (7), wobei sich das offene Ende des Auslassrohres (3) an das freie Ende des Ventilschaftes anlegt und seinerseits durch diesen geschlossen wird.
c) Das steuernde Auslassrohr (3) besitzt zwischen seinen beiden Ausmündungen einen Dichtungskolben, während zwischen diesem und dem Enlassventil (7) im Ventilgehäuse (1) die Anschlussöffnung nach dem Zylinder des Servomotors hin vorgesehen ist.