DE1118616B - Servo locking device for motor vehicles - Google Patents
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Description
Servo-Blockiervorrichtung für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Servo-Blockiervorrichtung für Kraftfahrzeuge zum Festlegen einer Welle, insbesondere der Getriebeabtriebswelle, bestehend aus einem Verriegelungsorgan, das unter der Wirkung einer Feder in eine auf die Welle aufgekeilte Rastenscheibe eingreift.Servo locking device for motor vehicles The invention relates on a servo locking device for motor vehicles to fix a shaft, in particular the transmission output shaft, consisting of a locking element, this under the action of a spring into a detent disk wedged onto the shaft intervenes.
Bei Kraftfahrzeugen mit einer zwischen dem Antriebsmotor und dem Wechselgetriebe geschalteten, durch Federn eingerückt gehaltenen Kupplung kann die von der Handbremse gebotene Sicherheit gegen das Abrollen des Fahrzeuges auf abschüssiger Bahn noch dadurch verstärkt werden, daß eine kleine Übersetzung des Wechselgetriebes, gewöhnlich der 1. Vorwärtsgang oder der Rückwärtsgang eingerückt wird, wodurch das Widerstandsmoment des Motors an der Blockierung des Fahrzeuges mitwirkt.In motor vehicles with a clutch connected between the drive motor and the change gear and kept engaged by springs, the safety provided by the handbrake against rolling the vehicle on a sloping track can be increased by using a small gear ratio of the change gear, usually the 1st forward gear or the reverse gear is engaged, whereby the moment of resistance of the engine contributes to the blocking of the vehicle.
Dies ist bei mit hilfskraftbetätigten Fliehkraft-, Flüssigkeitsdruck-, elektrischen oder ähnlichen Kupplungen ausgerüsteten Kraftfahrzeugen nicht mehr möglich, da diese beim Anhalten meist ausgekuppelt sind. Um bei Verwendung einer hilfskraftbefätigten Kupplung außer den Bremsen über eine zusätzliche Blockiervorrichtung für das Fahrzeug zu verfügen, ist es bekannt, eine Servo-Blockiervorrichtung der eingangs beschriebenen Art vorzusehen. Eine solche bekannte Servo-Blockiervorrichtung muß vom Fahrer über ein besonderes Gestänge ausgerückt werden. Hierzu bedarf es eines zuweilen erheblichen Kraftaufwandes, nämlich dann, wenn das Fahrzeug an einer Steigung abgestellt ist. Diese Kraft kann der Fahrer oft nur schwer aufbringen, und es ist außerdem erforderlich, daß das übersetzungsgestänge sehr kräftig gebaut ist. Ferner kann der Fahrer vergessen, die bekannte Blockiervorrichtung auszurücken, und versucht dann, anzufahren, während das Fahrzeug blockiert ist.This is the case with power-operated centrifugal, fluid pressure, electric or similar clutches equipped motor vehicles no longer possible, as these are usually disengaged when stopping. In order to use a Power-operated clutch apart from the brakes via an additional locking device for the vehicle, it is known to have a servo locking device of the Provide type described at the beginning. Such a known servo locking device must be disengaged by the driver using a special linkage. This requires a sometimes considerable effort, namely when the vehicle is on a Slope is turned off. It is often difficult for the driver to muster this force, and it is also required that the transmission linkage be built very sturdy is. Furthermore, the driver can forget to disengage the known locking device, and then tries to drive off while the vehicle is blocked.
Es ist auch bekannt, eine auf eine Getriebewelle einwirkende Bremse durch den Saugrohrunterdruck einzurücken. Diese Bremse soll bei Fahrzeugen mit Freilauf eine Bremsung während der Fahrt bewirken, wenn der Fahrer das Gaspedal freigibt. Die Bremse kann jedoch nicht als Blockiervorrichtung bei stehendem Fahrzeug verwendet werden.It is also known to have a brake acting on a transmission shaft to engage through the intake manifold vacuum. This brake should be used on vehicles with free wheeling cause braking while driving when the driver releases the accelerator pedal. However, the brake cannot be used as a locking device when the vehicle is stationary will.
Es ist außerdem eine Vorrichtung bekannt, mit der die Radbremsen eines Kraftfahrzeuges unter Zuhilfenahme des Saugrohrunterdruckes in dem Moment gelöst werden, in dem der Fahrer die Kupplung einrückt. Diese Vorrichtung dient dazu, das Anfahren am Berg zu erleichtern. Sie ist nicht als Blockiervorrichtung bei stehendem Fahrzeug solcher Art geeignet, das eine hilfskraftbetätigte Kupplung aufweist. Schließlich ist eine den Saugrohrunterdruck ausnutzende Sicherheitsvorrichtung bekannt, die ein selbsttätiges Anziehen der Bremsen eines Fahrzeuges bewirkt, wenn der Motor stehenbleibt. Diese dient hauptsächlich zum Einbau in Lastkraftwagen und soll die Motorbremsung ersetzen, wenn der Motor ausfällt. Als Servo-Blockiervorrichtung für stehende Kraftfahrzeuge ist die bekannte Vorrichtung nicht geeignet.It is also known a device with which the wheel brakes a Motor vehicle solved with the help of the intake manifold vacuum at the moment in which the driver engages the clutch. This device is used to To facilitate starting on the mountain. It is not used as a blocking device when standing Vehicle of this type suitable, which has a power-operated clutch. In the end a safety device utilizing the intake manifold vacuum is known which an automatic application of the brakes of a vehicle causes when the engine stop. This is mainly used for installation in trucks and should the Replace engine braking if engine fails. As a servo locking device for The known device is not suitable for stationary motor vehicles.
Zweck der Erfindung ist es, eine Servo-Blockiervorrichtung zu schaffen, durch die sowohl ein willkürliches als auch ein selbsttätiges Einrücken der Sperre in einfacher, betriebssicherer Weise erreicht wird. Die Servo-Blockiervorrichtung'ist dazu erfindungsgemäß zum Ausrücken. des Verriegelungsorgans mit einer an sich bekannten, über eine Drosselstelle und ein Rückschlagventil mit dem Ansaugstutzen des Motors verbundenen Servo-Unterdrucksteuerung versehen, und es ist zum willkürlichen Einrücken des Verriegelungsorgans die Unterdruckkammer der Unterdrucksteuerung mit der Außenluft über ein bedienbares, eine Öffnung von größerem Querschnitt als die Drosselstelle freigebendes Ventil verbindbar.The purpose of the invention is to create a servo locking device, through which both an arbitrary and an automatic engagement of the lock is achieved in a simple, reliable manner. The servo locking device 'is according to the invention for disengagement. of the locking member with a known per se, Via a throttle point and a check valve with the intake manifold of the engine connected servo vacuum control, and it is for arbitrary engagement of the locking member, the vacuum chamber of the vacuum control with the outside air via an operable, an opening with a larger cross-section than the throttle point releasing valve connectable.
Das Ausrücken des Veiriegelungsorgans erfordert keinerlei Kraftaufwand, wird vielmehr selbsttätig im Moment des Anlaufens des Motors durch den Saugrohrunterdruck bewirkt. Auch das willkürliche Einrücken stellt einen äußerst einfach durchzuführenden Vorgang dar, da hierzu lediglich vom Fahrer ein Ventil geöffnet zu werden braucht. Schließlich hat die Vorrichtung nach der Erfindung noch - den besonderen Vorteil, daß die Sperre auch dann einrückt, wenn der Fahrer beim Verlassen des Fahrzeuges vergißt, sie willkürlich einzulegen. Der Unterdruck in der Unterdruckkammer läßt nämlich in verhältnismäßig kurzer Zeit infolge der Undichtigkeiten an den Ventilen nach, so daß das Verriegelungsorgan unter der Wirkung seiner Feder selbsttätig einrückt.The disengagement of the locking device does not require any expenditure of force, rather it is brought about automatically by the intake manifold vacuum when the engine starts up. Arbitrary engagement is also an extremely simple process, since a valve only needs to be opened by the driver. Finally, the apparatus of the invention has yet - the particular advantage that the barrier also engages when the driver forgets when leaving the vehicle, inserting them arbitrarily. The negative pressure in the negative pressure chamber decreases in a relatively short time as a result of the leaks in the valves, so that the locking member automatically engages under the action of its spring.
Ein Ausführungsbeispiel. der Servo-Blockiervorrichtung gemäß der Erfindung ist in der einzigen Figur der Zeichnung schematisch veranschaulicht.An embodiment. the servo locking device according to the invention is illustrated schematically in the single figure of the drawing.
Wie an sich bekannt, besitzt die eigentliche Blockiervorrichtung einerseits eine mit Zähnen oder Rasten versehene Scheibe 1, die mit den Laufrädern des Fahrzeuges drehfest und im vorliegenden Falle auf die Haupt- oder Abtriebswelle 2 des Getriebes aufgekeilt ist. Andererseits trägt ein Hebel 3, der auf einem in bezug auf das Fahrzeug festen Zapfen 4 schwenkbar gelagert ist, eine Verriegelungsrolle 5, die beispielsweise mittels eines Nadellagerkäfigs auf einem Zapfen 6 lose gelagert ist. Eine Feder 7, die sich einerseits am Hebel 3 und andererseits bei 8 an einem festen Teil abstützt, hat ferner das dauernde Bestreben, den Hebel 3 an die Scheibe 1 heranzuschwenken.As is known, the actual locking device has on the one hand a disc 1 provided with teeth or notches, which is rotatably fixed to the running wheels of the vehicle and, in the present case, is keyed onto the main or output shaft 2 of the transmission. On the other hand, a lever 3, which is pivotably mounted on a pin 4 fixed with respect to the vehicle, carries a locking roller 5 which is loosely mounted on a pin 6 , for example by means of a needle bearing cage. A spring 7, which is supported on the one hand on the lever 3 and on the other hand at 8 on a fixed part, also has the constant tendency to pivot the lever 3 towards the disk 1 .
Der Boden la der Rasten der Scheibe 1 hat im wesentlichen eine halbkreisförmige Gestalt, um die Verriegelungsrolle 5 mit geringem Spiel aufnehmen zu können.The bottom la of the notches of the disc 1 has a substantially semicircular shape in order to be able to accommodate the locking roller 5 with little play.
Die übergangsprofile 1 b und 1 c vom Rastenboden zum Umfang der Scheibe sind derart ausgebildet, daß die Rolle 5 unter der Wirkung der Feder 7 nur dann in die Rasten einrücken kann, wenn die Umlaufgeschwindigkeit der Scheibe 1 Null oder sehr klein ist. Zu diesem Zweck sind die Kraft der Feder 7, die Masse des Hebels 3 und die Gestalt der übergangsprofile 1 b und 1 c derart bestimmt, daß von einer sehr klein gewordenen Umlaufgeschwindigkeit der Scheibe 1 ab die Verriegelungsrolle 5 vom Rand der Rasten abprallt, ohne in diese vollständig einzurücken und folglich ohne die Haupt- oder Abtriebswelle 2 anhalten zu können. Diese an sich bekannte Anordnung soll verhindern, daß die Blockiervorrichtung in Tätigkeit gesetzt werden kann, solange das Fahrzeug in Bewegung ist.The transition profiles 1 b and 1 c from the notch base to the periphery of the disc are designed such that the roller 5 can only move into the notches under the action of the spring 7 when the rotational speed of the disc 1 is zero or very low. For this purpose, the force of the spring 7, the mass of the lever 3 and the shape of the transition profiles 1 b and 1 c are determined in such a way that from a very low rotational speed of the disc 1 from the locking roller 5 bounces off the edge of the notches without in to engage them completely and consequently without being able to stop the main or output shaft 2. This arrangement, known per se, is intended to prevent the blocking device from being activated while the vehicle is in motion.
Gemäß der Erfindung besitzt die Servo-Blockiervorrichtung folgende Betätigungsmittel: Ein bei 10 am Hebel 3 angelenkter Lenker 9 ist mit zwei Scheiben 11 und 12 fest verbunden, die eine Membran 13, die auf eine glockenförmige Unterdruckkammer 14 abdichtend, z. B. durch Umbördeln oder Einfalzen aufgespannt ist, einklemmen.According to the invention, the servo-locking device has the following actuation means: A link 9 articulated at 10 on the lever 3 is firmly connected to two discs 11 and 12, which form a membrane 13 which seals onto a bell-shaped vacuum chamber 14, e.g. B. is clamped by flanging or crimping.
Der von der Unterdruckkammer 14 und der Membran 13 eingeschlossene Hohlraum läßt sich in Verbindung setzen einerseits mit dem Saugstutzen des Motors über eine Leitung 15, die mit einem Rückschlagventil 16 und mit einer kalibrierten Einschnürang als Drosselstelle 17 versehen ist, andererseits mit der Außenluft über eine öffnung 18, die von einem Ventil 19 abgesperrt wird. Die Betätigung des Ventils 19 kann über eine Stange oder ein Kabel 20 von einem nicht weiter dargestellten Bedienungsglied aus erfolgen, das in Reichweite des Fahrers angeordnet ist und der Schalthebel für die Gänge sein kann. Der Schalthebel kann dann beispielsweise eine »Parkstellung« aufweisen.The cavity enclosed by the vacuum chamber 14 and the membrane 13 can be connected on the one hand to the suction port of the motor via a line 15, which is provided with a check valve 16 and a calibrated constriction as a throttle point 17 , on the other hand to the outside air via an opening 18, which is shut off by a valve 19. The actuation of the valve 19 can take place via a rod or a cable 20 from an operating member, not shown, which is arranged within reach of the driver and can be the gearshift lever for the gears. The shift lever can then have a “park position”, for example.
Eine bei 22 am Hebel 3 angelenkte Zugstange oder ein biegsamer Kabelzug21 gestattet es endlich, den Hebel unter überwindung der Feder 7 aus der Scheibe 1 auszurücken. Die Bedienung des Kabelzuges 21 ist ebenfalls in Reichweite des Fahrers, doch ist dessen Benutzung grundsätzlich nur in Ausnahmefällen vorgesehen und braucht nicht so zugänglich wie das übliche Schaltglied zu sein.A pull rod articulated at 22 on the lever 3 or a flexible cable pull21 finally allows the lever to be disengaged from the disk 1 by overcoming the spring 7. The operation of the cable pull 21 is also within reach of the driver, but its use is in principle only intended in exceptional cases and does not need to be as accessible as the usual switching element.
Die Arbeitsweise der Blockiervorrichtung ist folcrende: Wünscht der Fahrer die Blockiervorrichtung wirksam zu machen, dann braucht er nur mittels des mit dem Kabel 20 verbundenen Schaltgliedes das Ventil 19 zu lüften, wodurch der Innenraum der Unterdruckkammer 14 mit der Außenluft in Verbindung gebracht wird, selbst wenn zu diesem Zeitpunkt der Motor läuft und in der Saugleitung einen Unterdruck erzeugt, denn der Durchlaßquerschnitt der öffnung 18 ist bedeutend größer als der der Drosselstelle 17. The function of the blocking device is as follows: If the driver wishes to make the blocking device effective, he only needs to ventilate the valve 19 by means of the switching element connected to the cable 20, whereby the interior of the vacuum chamber 14 is brought into communication with the outside air, even if At this point in time the engine is running and a negative pressure is generated in the suction line, because the passage cross-section of the opening 18 is significantly larger than that of the throttle point 17.
Unter diesen Verhältnissen steht die Membran 13 unter keinem nennenswerten Saugdruck, und der Hebel 3 kann sich unter der Wirkung der Feder 7 so weit zur Scheibe 1 hin verstellen, bis die Verriegelungsrolle 5 mit der Scheibe in Berührung gelangt.Under these conditions, the membrane 13 is under no significant suction pressure, and the lever 3 can move under the action of the spring 7 towards the disc 1 until the locking roller 5 comes into contact with the disc.
Steht in diesem Augenblick eine Raste der Scheibe 1 der Verriegelungsrolle 5 gegenüber, so dringt diese in die Raste vollständig ein.If at this moment there is a notch of the disc 1 opposite the locking roller 5 , it penetrates completely into the notch.
Tritt jedoch die Verriegelungsrolle 5 einem zwei Rasten der Scheibe 1 voneinander trennenden vollen Teil gegenüber, dann bleibt sie auf diesem liegen und fällt in eine der beiden Nachbarrasten nur dann ein, wenn das Fahrzeug leicht anfährt, die Scheibe 1 also eine Drehbewegung beginnt. Da dieses beginnende Anfahren nur mit geringer Geschwindigkeit eintreten kann, wird die Verriegelungsrolle bis auf den Boden der Raste einrücken, ohne an den Übergangsprofilen 1 b oder 1 c zurückzuspringen.If, however, the locking roller 5 faces a full part separating two notches of the disc 1 from one another, it remains on this and only falls into one of the two neighboring notches when the vehicle starts slightly, i.e. when the disc 1 begins to rotate. Since this incipient starting may occur only at low speed, the locking roller is engaging to the bottom of the notch, at the transition profiles 1 b without back or 1 c.
Sobald die Verriegelungsrolle 5 vollständig in eine der Rasten der Scheibe 1 eingerückt ist, bleibt das Fahrzeug blockiert.As soon as the locking roller 5 is fully engaged in one of the notches of the window 1 , the vehicle remains blocked.
Wie auf diese Weise zu sehen ist, erfolgt das sofortige Auslösen der Wirksamkeit der Blockiervorrichtung nur nach dem Willen des Fahrers, der zu diesem Zweck erst das mit dem Kabel 20 verbundene Schaltglied bedienen muß. Wenn jedoch das Fahrzeug längere Zeit stehenbleibt, kommt die Wirkung der Blockiervorrichtung von selbst zu der Wirkung der Handbremse hinzu, was erst nach Ablauf der mehr oder weniger langen Zeitspanne eintritt, die der Innenraum der Unterdruckkammer14 braucht, um auf atmosphärischen Druck zu kommen, und diese Zeitspanne hängt von der Abdichtung der beiden Ventile 16 und 19 ab.As can be seen in this way, the immediate triggering of the effectiveness of the blocking device takes place only at the will of the driver, who must first operate the switching element connected to the cable 20 for this purpose. If, however, the vehicle remains stationary for a long time, the effect of the locking device is added by itself to the effect of the handbrake, which only occurs after the more or less long period of time that the interior of the vacuum chamber 14 needs to come to atmospheric pressure, and this occurs The time depends on the sealing of the two valves 16 and 19 .
Beün Wiederanspringen des Fahrzeugmotors hebt der im Einlaßkrümmer des Motors herrschende Unterdruck ohne weiteres Hinzutun des Fahrers das Ventil 16 ab und greift auf den Innenraum der Unterdruckkammer 14 über. Die Membran 13 wird angezogen und hebt dabei unter Überwindung der Kraft der Feder 7 den Hebel 3 an, wodurch die Blockiervorrichtung entriegelt wird und auf diese Weise verhindert wird, daß ein Anfahren versucht werden kann, während das Fahrzeug versehentlich blockiert geblieben wäre. Wenn das mit dem Kabel 20 verbundene Schaltglied an eine »Parkstellung« des Schalthebels für die Gänge gebunden ist, tritt die selbsttätige Sicherheitsentriegelung auf jeden Fall ein, wenn der Motor läuft und der Hebel aus seiner »ParksteRung« herausgeschwenkt wird. Es muß bemerkt werden, daß eine einfache Unterdrucksteuerung des Hebels in Verbindung mit dem Saugstutzen des Motors natürlich eine selbsttätige, an die Drehung des Motors gebundene Wirkungsweise gewährleisten würde, jedoch den ernsten Nachteil hätte, daß bei plötzlichem Ausfallen des Motors und vor dem vollständigen Halten des Fahrzeuges das Einrücken der Blockiervorrichtung möglich wäre und zu einem schädlichen Ruck in der Kraftübertragung führen könnte. Im vorliegenden Falle ist dieses Risiko ausgeschlossen.When the vehicle engine starts up again, the negative pressure prevailing in the intake manifold of the engine lifts the valve 16 without further intervention by the driver and encompasses the interior of the negative pressure chamber 14. The diaphragm 13 is attracted and lifts the lever 3 , overcoming the force of the spring 7 , whereby the locking device is unlocked and in this way it is prevented that a start-up can be attempted while the vehicle would have accidentally remained blocked. If the switching element connected to the cable 20 is tied to a "park position" of the gearshift lever, the automatic safety release occurs in any case when the engine is running and the lever is swiveled out of its "park control". It should be noted that a simple vacuum control of the lever in connection with the suction port of the motor would of course ensure an automatic operation linked to the rotation of the motor, but would have the serious disadvantage that if the motor suddenly failed and before the motor stopped completely Vehicle the engagement of the locking device would be possible and could lead to a damaging jolt in the power transmission. In the present case, this risk is excluded.
Zur Berücksichtigung gewisser Ausnahmefälle in der Benutzung, z. B. beim Abschleppen des stehengebliebenen Kraftfahrzeuges hat der Fahrer die Möglichkeit, durch Bedienung des mit dem Kabel 21 verbundenen Schaltgliedes den Hebel 3 unter überwindung der Wirkung der Feder 7 von der Scheibe 1 abzurücken und folglich die Blockierung aufzuheben.To take into account certain exceptional cases in use, e.g. B. when towing the stopped motor vehicle, the driver has the opportunity to move the lever 3 by overcoming the action of the spring 7 from the disc 1 by operating the switching element connected to the cable 21 and consequently remove the blockage.
Die Unterdruckkammer 14 läßt sich selbstverständlich durch jede andere gleichwertige Unterdruckvorrichtung ersetzen, sofern diese unter den gleichen Bedingungen mit dem Saugstutzen des Motors und mit der Außenluft in Verbindung gesetzt werden kann.The vacuum chamber 14 can of course by any other Replace equivalent vacuum device, provided these are under the same conditions connected to the intake port of the motor and to the outside air can.
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