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Einrichtung zum zeitlich zueinander abhängigen Betätigen der druckmittelbetätigten
Bremse und Kupplung eines Fahrzeuges Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung
zum zeitlich zueinander abhängigen Betätigen der druckmittelbetätigten Kupplung
und Bremse eines Fahrzeuges, denen je ein in sich geschlossenes Druckmittelsystem
zugeordnet ist, mittels eines gemeinsamen Bedienungshebels, durch den in Zylindern
geführte Kolben und Steuerschieber gegen die Kraft von Rückstellfedern verstellt
werden.
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Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art ist der als Doppelhebel
ausgebildete Bedienungshebel mit einem Arm an ein Zugglied angeschlossen, welches
beim Betätigen des Hebels ein in der Druckmittelleitung zur Kupplung angeordnetes
Ventil auf Entlüften des Kupplungsstellmotors umschaltet. Mit dem anderen Arm trifft
hierbei der Bedienungshebel verzögert auf einen Anschlag, über den ein Steuerschieber
in der Bremsmitteldruckleitung umgeschaltet wird. Zwischen den frei liegenden Hebel
und den ebenfalls frei liegenden Anschlag können Fremdkörper gelangen, die selbst
dann, wenn sie nicht eine Beschädigung der äußeren und als Folge der inneren mechanischen
Einrichtung bewirken, eine zu frühzeitige Betätigung der Bremse und damit eine Störung
in der gesamten Betätigungseinrichtung zur Folge haben.
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Bei einer anderen bekannten Einrichtung, welche, sich einer Druckölsteuerung
bedient, sind zwischen den Zylindern der unter Federwirkung stehenden Steuerkolben
des Kupplungs- sowie des Bremsgestänges und der Ölumlaufleitung Ventile eingeschaltet,
die mittels eines Fußhebels eingestellt werden, wobei die beiden Steuerzylinder
so miteinander verbunden sind, daß der Steuerkolben des Kupplungszylinders den ölzufluß
zu dem Bremszylinder erst nach erfolgter Kupplung freigibt. Bei dieser Einrichtung
ist unter anderem die Notwendigkeit eines umfangreichen Gestänges und einer Hilfskraft
von Nachteil, wodurch ein sehr großer Aufwand an Konstruktionselementen und Raum
sowie Energieverbrauch für die Hilfskraft bedingt ist. Die Einrichtung an sich ist
gegen Verschmutzungen und Beschädigungen nicht geschützt und damit störanfällig.
Sie bedarf einer ständigen Wartung.
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Es sind auch mehrere Einrichtungen zum zeitlich zueinander abhängigen
Betätigen der druckmittelbetätigten Kupplung und Bremse eines Fahrzeuges bekannt,
bei denen die Kolben und Steuerschieber in dem empfangenden Stellmotor angeordnet
sind. Bei einer Einrichtung wird das durch einen mit dem Bedienungshebel verbundenen
Kolben aus einem Zylinder gedrückte Druckmittel über eine sich verzweigende Leitung
einer Kolben-Zylinder-Einrichtung, welche über ein Hebelgestänge und einen Steuerschieber
die Druckmittelzufuhr zur Kupplung steuert, und einem überdruckventil zugeführt,
das erst von einem bestimmten Druck an die Druckmittelzufuhr zur Bremse freigibt.
Eine andere Vorrichtung sieht die Steuerung eines Ventils durch einen Fliehkraftregler
zur Steuerung einer auf eine Kupplung wirkenden Hilfskraft vor, wobei nach oder
bei Auskuppeln ein zuvor druckbeaufschlagter Kolben entlastet wird und dadurch die
in der Belastungsfeder des Kolbens gespeicherte Kraft zur Einwirkung auf die Bremse
gebracht wird. Die bekannten Einrichtungen sind konstruktiv sehr aufwendig und erfordern
insbesondere ein umfangreiches Gestänge, welches eine große Störanfälligkeit bedingt.
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Weiterhin sind Einrichtungen bekannt, bei denen die parallel zueinander
angeordneten Geberzylinder für die Steuerung der Kupplung und der Bremse mit
je einem eigenen mechanischen Bedienungsorgan versehen sind. Diese Einrichtungen
berühren die Erfindung nicht, da bei ihnen die Betätigung von Kupplung und Bremse
nicht zeitlich zueinander abhängig erfolgt.
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Den bekanntgewordenen Einrichtungen ist neben anderen Nachteilen insbesondere
der Nachteil gemeinsain, daß eine überdeckung des Kuppel- und Bremsvorganges nicht
oder nicht ausreichend und einstellbar für die jeweiligen Betriebsbedingungen vorgesehen
ist. Eine Überdeckung dieser Vorgänge in einem bestimmten Maß ist aber dann erforderlich,
wenn ein Fahrzeug auf einer geneigten Fahrbahn angehalten oder angefahren werden
soll.
Dies Erfordernis besteht insbesondere bei mobilen Arbeitsmaschinen,
wie Gabelstaplem, weil bei solchen Geräten gleichzeitig zum Betätigen von Gas, Bremse
und Kupplung weitere Einrichtungen, wie z. B. die Hub- und/oder Schwenkeinrichtung
sowie Anbaugeräte des Gabelstaplers, bedient werden müssen.
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Die Erfindung behebt nicht nur die vorstehend aufgeführten Nachteile,
sondern ergibt auch eine Einrichtung, die den besonderen Erfordernissen mobiler
Arbeitsmaschinen genügt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs
genannten Art derart auszubilden, daß eine überdeckung des Kuppel- und Bremsvorganges
unter Vermeidung eines umfangreichen Gestänges möglich ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist nach der Erfindung in einem Hauptzylinder
ein in Richtung gegen den Zylinderboden mittels einer Rückstellfeder abgestützter,
beide Druckmittelsysteme trennender Steuerschieber angeordnet, der zugleich einer
Rückholfeder für einen Kolben als Widerlager dienen kann, wobei in dem Hauptzylinder
zum Druckmittelsystem der Bremse gehörig ein durch ein Rückschlagventil gegen Durchfließen
des Druckmittels vom Hauptzylinder her gesperrter und im Bereich zwischen dem Kolben
und dem Steuerschieber mündender Durchtrittskanal und in dem Bereich zwischen den
Dichtungen des Steuerschiebers bei dessen Ruhestellung zueinander versetzt ein Durchtrittskanal
zu den Bremszylindern und ein Durchtrittskanal zum Nachlaufbehälter vorgesehen sind
und dem Druckmittelsystem der Kupplung ein Volumenspeicher unmittelbar oder mittelbar
zugeordnet ist.
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Vorteilhaft sind der Durchtrittskanal zu den Bremszylindern und der
Durchtrittskanal zum Nachlaufbehälter mittels eines Durchlasses des Steuerschiebers
während dessen Ruhestellung miteinander verbunden, bei vorgeschobenem Steuerschieber
durch dessen zum Kolben gelegene Dichtung getrennt.
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Das Aufnahmevermögen des Volumenspeichers kann - wie für sich
bekannt - druckabhängig einsteHbar sein, wodurch die Möglichkeit geschaffen
ist, jederzeit das Maß der überdeckung von Kupplungsbetätigung und Bremsbetätigung
wechselnden Betriebsverhältnissen auf einfache Weise anzupassen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der
Durchlaß des Steuerschiebers in an sich bekannter Weise als Ringkanal ausgebildet.
Dies ist fertigungstechnisch besonders günstig.
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Auch kann zwischen dem Steuerschieber und dem Druckmittelsystern der
Kupplung, gegen dieses durch einen selbstfedemden und/oder federbeaufschlagten Druckübertrager
getrennt, ein Druckraum, an den der Volumenspeicher angeschlossen sein kann, vorgesehen
sein, wodurch sich ein besonders großer Spielraum für das Maß der überdeckung ergibt.
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Der Druckübertrager läßt sich als Faltenbalg ausbilden, der, als Formteil
hergestellt, keiner Bearbeitung bedarf und bei dessen Verwendung zugleich die Bearbeitung
des Bereiches des Hauptzylinders, in dem der Faltenbalg angeordnet ist, eingespart
wird. Außerdem erübrigt sich bei entsprechend gewählter Federkennlinie des Faltenbalges
die Verwendung einer besonderen Vorspannfeder.
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Nach der Erfindung kann das Druckmittelsystem der Bremse und das Druckmittelsystern
der Kupplung mittels eines ein Rückschlagventil aufweisenden Füllkanals verbunden
sein, wodurch, falls sich in den Druckmittelsystemen der Kupplung und der Bremse
das gleiche Druckmittel verwenden läßt, eine Versorgung beider Druckmittelsysteme
aus einem gemeinsamen Nachlaufbehälter ermöglicht ist und ein selbsttätiger Ausgleich
von Leckölverlusten im Druckmittelsystem der Kupplung erreicht wird.
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In den Zeichnungen sind in der nachfolgenden Beschreibung näher erläuterte
Ausführungsbeispiele der Einrichtung nach der Erfindung schematisch dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 eine Ausführungsform der Einrichtung gemäß der Erfindung
mit einem unmittelbar dem Druckmittelsystem zugeordneten Volumenspeicher, F i
g. 2 eine gegenüber F i g. 1 abgewandelte Ausführungsform der Einrichtung
nach der Erfindung mit einem mittelbar dem Druckmittelsystem zugeordneten Volumenspeicher
und einem Faltenbalg.
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Nach F i g. 1 sind in einem Durchtrittskanäle 1, 2,
3, 4 und 5, Anschläge 6 und 7 und einen Zylinderboden
8 mit öffnung 9 aufweisenden Hauptzylinder 10 ein Kolben
11 mit Dichtungen 12 und 13, eine Rückholfeder14 und einmit einer
Rückstellfeder15 belasteter Steuerschieber 16 angeordnet.
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Der Steuerschieber 16 ist mit Dichtungen 17 und
18 sowie einem Ringkanal 19 und einem eine Dichtung 20 tragenden Kolbenteil
21 versehen.
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Weiter befinden sich an diese angeschlossen ein Nachlaufbehälter 22
über den Durchtrittskanälen 1
und 4 und ein Nachlaufbehälter 23 über
dem Durchtrittskanal 5.
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An eine zu einem nicht weiter dargestellten Stellmotor der Kupplung
führende Rohrleitung 24 ist ein Volumenspeicher 25 mit einer Einstellschraube
26,
einer Feder 27, einem Kolben 28 und einem Druckraum 29 angeschlossen.
Eine zu nicht weiter dargestellten Bremszylindern einer Bremse führende Rohrleitung
30 ist mit dem Durchtrittskanal 3 direkt und mit dem Durchtrittskanal
2 unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils 31 verbunden.
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Schließlich sind durch die vorbeschriebene Anordnung in dem Hauptzylinder
10 Druckräume 32 und 33 gebildet.
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Nach dem Ausführungsbeispiel der F i g. 2 sind in einem Durchtrittskanäle
34, 35, 36, 37 und 38, einen Anschlag 39, einen ringförmigen
Anschlag 40 mit einem Durchlaß 41 und einen Zylinderboden 42 mit Öffnung 43 aufweisenden
Hauptzylinder 44 ein Kolben 45 mit Dichtungen 46 und 47, eine Rückholfeder 48, ein
Steuerschieber 49 und ein Faltenbalg 50 mit einem in dem ringförmigen Anschlag
40 in dem Steuerschieber 49 gleitenden Bolzen 51 angeordnet.
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Der Steuerschieber 49 ist mit Dichtungen 52 und 53,
einem Ringkanal 54, einer Dichtung 55 und einer Bohrung 56 versehen.
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Der an dem Faltenbalg 50 befestigte Bolzen 51
weist innen
einen Füllkanal 57 mit einem Rückschlagventil 58, eine Durchströmöffnung
59 sowie einen Anschlag 60 auf und trägt eine Feder 61.
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Oberhalb der Durchtrittskanäle 34 und 37 befindet sich an diese
angeschlossen ein Nachlaufbehälter 62,
während eine zu nicht weiter dargestellten
Bremszylindern einer Bremse führende Rohrleitung 63 mit dem Durchtrittskanal
36 direkt und mit dem Durchtrittskanal 35 unter Zwischenschaltung
eines Rückschlagventils 64 verbunden ist.
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Durch die vorbesehriebene Anordnung sind in dem Hauptzylinder 44 ein
Druckraum 65 und ein aus über
den Durchlaß 41 verbundenen
Kammern 66 und 67
bestehender Druckraum 68 gebildet.
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Schließlich ist an den Druckraum 68 ein Volumenspeicher
69 mit einer Einstellschraube 70, einer Feder 71, einem Kolben
72 und einem Druckraum 73 angeschlossen.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung nach der Erfindung ist folgende:
Wird nach F i g. 1 zum Betätigen der Einrichtung der Kolben 11 in
Richtung auf den Zylinderboden 8
bewegt, so verschließt die Dichtung 12 zunächst
den zu dem Nachlaufbehälter 22 führenden Durchtrittskanal 1, während über
das in dem Druckraum 32 befindliche Druckmittel der Steuerschieber
16 mit seinem hier stufen- oder differentialkolbenartig ausgebildeten Kolbenteil
21 mittels der Dichtung 20 den zu dem Nachlaufbehälter 23 führenden Durchtrittskanal
5 verschließt und durch Verdrängen des in dem Druckraum 33 befindlichen
Druckmittels durch die Öffnung 9 und die Rohrleitung 24 zu einem nicht weiter
dargestellten Stellmotor der Kupplung das Auskuppeln derselben bewirkt.
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Bei bereits völlig betätigter Kupplung trennt noch die Dichtung
18 des Steuerschiebers 16 die über den Durchtrittskanal
3 und die Rohrleitung 30 angeschlossene Bremsanlage von dem in dem
Druckraum 32 befindlichen Druckmittel.
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Erst durch weitere Beaufschlagung des Kolbens 11
und einen damit
verbundenen weiteren Druckanstieg in dem Druckraum 32 gelangt durch die dadurch
bedingte weitere Bewegung des Steuerschiebers 16 die Dichtung 18 über
den Durchtrittskanal 3 hinaus, und das in dem Druckraum 32 befindliche
Druckmittel wird durch den Durchtrittskanal 3 und die Rohrleitung
30 in nicht weiter dargestellte eigentliche Bremszylinder zum Betätigen der
Bremse unter weiterer Steigerung des Druckes im Druckmittelsystem der Bremse verdrängt.
Das bei diesem Vorgang gleichzeitig durch den Steuerschieber 16 mit seinem
Kolbenteil 21 aus dem Druckraum 33 weiter verdrängte Druckmittel wird gegen
die Federkraft der Feder 27
des Volumenspeichers 25 in dessen Druckraum
29
aufgenommen. Es kann der Bremsdruck durch weitere Beaufschlagung des Kolbens
11 nach Bedarf gesteigert werden, ohne daß in dem Druckmittelsystem der Kupplung
ein nicht zulässiger und unerwünschter weiterer Druck aufgebaut wird.
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Zum Ausrücken der Bremse wird der Kolben 11
entlastet, wodurch
bei gleichzeitigem Druckabbau im Druckmittelsystem der Bremse das darin befindliche
Druckmittel durch den Durchtrittskanal 3 und über das Rückschlagventil
31 durch den Durchtrittskanal 2 bei gleichzeitiger Entlastung der Rückholfeder
14 in den Druckraum 32 zurückfließt. Erst nachdem die Bremse auf diese Weise
gelöst wird, folgt der Steuerschieber16 zufolge der Entspannung der Rückstellfeder
15 dem Kolben 11 in gleicher Richtung. Dadurch wird gleichzeitig der
Feder 27 des Volumenspeichers ermöglicht, das in dessen Druckraum
29 aufgenommene Druckmittel mittels des Kolbens 28 durch die öffnung
9 in den Druckraum 33 zurückzudrängen, während die Kupplung noch ausgerückt
ist. Bei weiterer Entlastung des Kolbens 11 bewegen sich dieser und der Steuerschieber
16
weiter in Richtung auf den Anschlag 6, wobei die Dichtung
18 zwar den Durchtrittskanal 3 schließt, das Druckmittel aus dem Druckmittelsystem
der Bremse aber weiterhin durch das Rückschlagventil 31 und den Durchtrittskanal
2 zurückfließt. Bei fortschreitender Bewegung des Kolbens 11 und des Steuerschiebers
16, wobei auf diesen bzw. dessen Kolbenteil 21 die Rückstellfeder
15 wirkt, wird, nachdem die Bremse völlig gelöst ist, durch Zurückfließen
des Druckmittels aus der Kupplungsbetätigung in den Druck-raum 33 eingekuppelt.
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In der so erlangten Ruhestellung ist der Ausgleich von Druckmittelverlusten,
beispielsweise entstanden durch Leckstellen, Volumenverringerung durch
Ab-
kühlung oder Druckmittelüberschuß, beispielsweise entstanden durch Erwärmung,
in dem Druckmittelsystem der Kupplung durch Freistellung des Durchtrittskanals
5 zu dem Nachlaufbehälter 23 und in dem Druckmittelsystem der Bremse
durch Herstellung einer Verbindung von der Rohrleitung 30 über den Durchtrittskanal
3, den an dem Steuerschieber 16 dafür vorgesehenen Ringkanal
19 und den Durchtrittskanal 4 zu dem Nachlaufbehälter 22 und, soweit es sich
um eine Vergrößerung des Volumens handelt, einer Verbindung von der Rohrleitung
30 über das Rückschlagventil 31, den Durchtrittskanal 2, den Druckraum
32 und über den Durchtrittskanal 1 zu ebenfalls dem Nachlaufbehälter
22 ermöglicht. Druckmittelverluste in dem Druckraum. 32 werden durch Nachfließen
von Druckmittel aus dem Nachlaufbehälter 22 durch den Durchtrittskanal
1 ausgeglichen.
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Soll eine begrenzte überdeckung von Kupplungs-und Bremsbetätigung
erzielt werden, so ist es lediglich erforderlich, die Feder 27 mittels der
Einstellschraube 26 weicher einzustellen. Auf diese Weise wird, bei Betätigung
wie oben beschrieben, innerhalb des Druckinittelsystems der Kupplung von dem Volumenspeicher
25 Druckmittel schon eher aufgenommen und somit der Auskuppelvorgang enger
an oder bereits in teilweise Überdeckung mit dem Bremsvorgang gebracht. Wie bereits
dargelegt, liegt gerade in dieser Möglichkeit der Sinn der Erfindung. Schließlich
ist besonders darauf hinzuweisen, daß Bedingung für die Funktion im Sinne der beschriebenen
Wirkungsweise ist, daß der Axialabstand von dem Durchtrittskanal 3 zu dem
Durchtrittskanal 4 für den gesamten Beaufschlagungsbereich der Bremse keine Verbindung
über den Ringkanal 19 zuläßt.
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Während bei der Einrichtung nach F i g. 1 das Druckmittelsystem
der Kupplung und der daran angeschlossene Volumenspeicher, wenn auch mit einstellbar
unterschiedlichem Maß, stets zugleich beaufschlagt werden, entspricht die Einrichtung
nach F ig.2 den Bedingungen des Betriebsfalles, daß der Volumenspeicher nicht stets
zugleich mit dem Druckmittelsystem, der Kupplung beaufschlagt wird.
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Bei der Einrichtung nach F i g. 2 entspricht zunächst die Wirkungsweise
der zu F i g. 1 geschilderten. Sie gestattet jedoch eine ungleich weitere
überdeckung von Kupplungs- und Bremsbetätigung dadurch, daß hinter dem Steuerschieber
49 ein aus den Kammern 66 und 67 gebildeter Druckraum 68 vorgesehen
ist, an den auch über den Durchtrittskanal 38
der Volumenspeicher
69 angeschlossen ist. Durch entsprechende Einstellung der Feder
71 mittels der Einstellschraube70 kann genau der Punkt bestimmt werden, in
dem eine Beaufschlagung des Druckmittelsystems der Kupplung durch Wirkung auf den
Faltenbalg 50 beginnt.
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Weiter veranschaulicht F i g. 2 den Vorteil, daß dank der Verwendung
des einer mechanischen Bearbeitung
nicht bedürfenden Faltenbalges
50 auch eine Bearbeitung des ihn umgebenden Bereichs des Hauptzylinders 44
nicht erforderlich ist.
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Nach F i g. 2 ist weiter angenommen, daß in beiden Druckmittelsystemen
das gleiche Druckmittel benutzt werden kann, weshalb nur ein gemeinsamer, in der
Ruhestellung über den Durchtrittskanal 37,
den Ringkanal 54 des Steuerschiebers
49, den Durchtrittskanal 36 und die Rohrleitung 63 mit der eigentlichen
Bremsbetätigung bzw. dem oder den Bremszylindem, also dem Druckmittelsystem der
Bremse, und mit dem Druckmittelsystem der Kupplung über den Durchtrittskanal 34,
den Druckraum 65 und den in dem Bolzen 51 befindlichen Füllkanal
57 mit dem Rückschlagventil 58 verbunden ist. Weiter ist in der Ruhestellung
über den Füllkanal 57 und die Durchströmöffnung 59 eine Verbindung
zu dem Druckraum 68 hergestellt, die bei Betätigung der Einrichtung durch
Herübergleiten der Dichtung 55 über die Durchströmöffnung 59 unterbrochen
ist.
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Falls dies aus besonderen Gründen angebracht oder notwendig erscheint,
kann auch der Hauptzylinder mit den darin enthaltenen Elementen zum Betätigen der
Kupplung einerseits und zum Betätigen der Bremse andererseits baulich getrennt werden.
Die so entstandenen Einheiten bedürfen dann lediglich einer druckmittelführenden
Verbindung.
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Obwohl die konstruktive Ausbildung der gezeigten Beispiele mit Differenzierung
der Innendurchmesser des Hauptzylinders von Vorteil ist, kann aber auch der Querschnitt
beider Stufen gleichgehalten sein.