DE2036858A1

DE2036858A1 - Druckmittelbetatigbare Schalteinrichtung

Info

Publication number: DE2036858A1
Application number: DE19702036858
Authority: DE
Inventors: Austin Sidney Harpenden Hertford Burrows Roy Wolverton Buckingham Beech, (Großbritannien)
Original assignee: Austin S Beech & Co Ltd , Leigh ton Buzzard, Bedford (Großbritannien)
Priority date: 1969-07-24
Filing date: 1970-07-24
Publication date: 1971-02-04
Also published as: BE753318A; GB1307068A; CA920897A; US3664470A; AU1775170A; NL7010362A; FR2053117A1; ZA704253B

Description

Austin S. Beech & Company Limited Energy-Works, Leighton Buzzard Bedfordshire, England

Druckmittelbetätigbare Schalteinrichtung

Die Erfindung betrifft druckmittelbetätigbare Schalteinrichtungen und ist auf die Schaffung einer solchen Einrichtung zum Schalten einer Vorrichtung gerichtet, welche ein B«*tätigungsglied erfordert, das längs einer Bahn beweglich ist, aus welcher in bestimmten Stellungen in der Bahn das Betätigungsglied in und aus Betriebsstellungen in ™ einer Richtung quer zu der Bahn beweglich ist. Ein Beispiel einer solchen Vorrichtung ist ein Wechselgetriebe für ein Kraftfahrzeug, bei welchem ein Gangschalthebel längs einer H-förmigen oder im wesentlichen H-förmigen Bahn zur Gangschaltung beweglich ist,

Bei Getrieben für schwerere Fahrzeuge ist von Seiten des Fahrers ein beträchtlicher Kraftaufwand zur Betätigung des Schalthebels notwendig, was in der Vergangenheit zur Ver-

wenduag von Servoeinrichtungen geführt hat ₉ um die Gangschalthebelbetätigung zu erleichtern.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten druckmittelbetätigbaren Schalteinrichtung, bei welcher die Bewegung des Betätigungsgliedes voll durch die, Wirkung eines Druckmittels erfolgt» Dies wird erfindungsgemäB durch eine druckmittelbetätigbare Schalteinrichtung mit einem Betätigungsglied erreicht ₉ das in einer ersten Richtung längs einer Bahn beweglich ist„ aus welche? in bestimmten Stellungen in dieser» Bahn es in und aus Betriebsstellungen in einer zweiten Richtung₈ d„h_e Querrichtung beweglich ist₉ wobei ein erstes und ein zweites Druckmittelbetätigungsörgan mit dem Glied verbunden ist und dieses in den beiden erwähnten Richtungen verlagern kann₈ und S ehalt ventile«, die mit den Betätigungsorganen verbunden sind_s und mit dem Druckmittelvorrat verbunden werden können₉ wodurch das Betätigungsglied zwischen zwei seiner Betriebsstellungen bewegt werden kann»

Eine solche Einrichtung aur Anwendung für das Schalten eines Wechselgetriebes ist aus der britischen Patentan-*. meldung Nr. 653*690 und aus den USA Patenten 2„226,66O. und 2 «.479· 18 3 bekannt ₉ bei welcher, das erste Betätigungsorgan durch einen Gangwählzylinder und das zweite- Betätigungsorgan durch einen Gangschaltzylinder gebildet wird» Die bekannten Einrichtungen haben jedoch d@a Machteil$ daß sie keine angemessenen Mittel aufweisen₈ durch welche ein fehlerhaftes Arbeitendes Gangwähl- und d@s■QangschaXtzylii&ders verhindert wird«, Unter fehlerhaftem Arbeiten ist in diesem MIe ein · Bestreben der Stange" des Gangwählzylinders zu verstehen_g sich zu bewegen₈ wenn aim Stange des Gangschaltzylinders sieh ia einer aadere^ Stellung als in der Leerlaufstellung befindet, und ein Bestreben der Stange des Gangschaltzylinders ^ -sich zu bewegen₉ w@sa die

Stange des Gangwählzylinders sich in einer anderen als in einer Gangwählstellung befindet*

Die britische Patentanmeldung Hr. 653.690 und das USA-Patent 2,1+79.183 beschreiben die Verwendung eines Ventils, welches auf die Betätigung des Gangwählzylinders anspricht, und dazu dient, das Schalten eines Ganges zu verhindern, bis der Gangwählzylinder in der richtigen Weise einen Gang gewählt hat. Bei keinem der Systeme besteht jedoch ein zufriedenstellender Schutz gegen die Möglichkeit, daß der Gangwählzylinder betätigt wird, bevor die Stange ties Gangschaltzylinders in eine Heutralstellung zurück- g

geführt worden ist.'Ferner beschreibt das USA-Patent 2.226.660 die Verwendung eines Ventils, das auf die Betätigung eines Gangschaltzylinders anspricht und das mittels eines weiteren Ventils, weiches durch eine*Hauptsehältst ange- betätigt wird, die den Gangschaltzylinder und den Gangwählzylinder steuernde Ventile betätigt, die Betätigung des Gangwähl- und des Gangschaltzylinders verhindert, bis die Stange des Gangs ehalt Zylinders in eine ileutralstellung bewegt worden ist. Jedoch ist die Schaltung bei diesem System des Gangwähl- und des Gangschaltzylinders durch das auf den Gangschaltzylinder ansprechende Ventil nicht direkt, was zu einem fehlerhaften Arbeiten führen kann.

Durch die Erfindung soll ferner ein System geschaffen werden, bei welchem das vorerwähnte fehlerhafte Arbeiten nicht auftreten kann und bei welchem Mittel vorgesehen sind, die ein fehlerhaftes Arbeiten des Gangwähl- und des Gangschaltzylinders verhindert wird.

Die erfindungsgemässe druckmittelbetätigbare Schalteinrichtung unterscheidet sich dadurch, daß die Schaltventile zwei Verriegelungsventile aufweisen, von denen jedes auf die Betätigung eines der Betätigungsorgane anspricht und mit der Zufuhr zum anderen verbunden ist, so daß das zweite Be-

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tätigungsorgan nur betätigt werden kann, wenn das Betätigungsglied sich in einer der erwähnten bestimmten Stel lungen befindet·, während das erste Betätigungsorgan nur betätigt werden kann, wenn sich das Betätigungsglied in einer Ruhestellung befindet. "

Vorzugsweise ist die Einrichtung eine Getriebeschalteinrichtung, bei welcher eine Bewegung des Betätigungsgliedes in der ersten Richtung eine Gangwählbewegung ist und eine Betätigungsgliedbewegung in der zweiten Richtung eine Gangeinrück- bzw· Ausrückbewegung ist.

Infolge der Verwendung der Verriegelungsventile kann der Gangschaltzylinder erst betätigt werden, wenn sich der Gangwählzylinder richtig in einer Gangwählstellung befindet und der Gangwählzylinder kann erst betätigt werden, wenn der Gangsehaltzylinder die Gangwähleinrichtung in die neutralstellung bewegt hat.

Die Schalteinrichtung kann eine druckmittelbetätigbare Kupplungsschaltvorrichtung umfassen, die mit den Schaltventilen und einer Verriegelungsanordnung verbunden ist, so daß Druckmittel dem ersten und dem zweiten Betätigungsorgan zum Einrücken oder Ausrücken eines Ganges erst zugeführt werden kann, wenn die Kupplungsschaltvorrichtung voll zum Ausrücken der Kupplung betätigt worden ist.

Zweckmässig ist ein Gangwählhebel, der nach Art eines Führungsschlitz-Getriebeschalthebels beweglich ist, zur Betätigung der Schaltventile vorgesehen, wobei die Verriegelungsanordnung ein druckmittelbetätigbares Verriegelungsglied aufweist, das in meöianische Anlage an dem Hebel belastet werden kann und die Zufuhr von Druckmittel zum Zurückziehen vom Hebel erforderte

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Das Verriegelungsglied kann, wenn es am Schalthebel anliegt, eine begrenzte Schalthebelbewegung zulassen, die nicht ausreicht, einen Gangwechsel herbeizuführen, und die Kupplungsschaltvorrichtung ist so angeordnet, daß sie durch den Gangschalthebel so geschaltet werden kann, daß die Betätigung des Hebels Über seine begrenzte Bewegung das Ausrücken der Kupplung bewirkt.

Der Hebel ist vorzugsweise" innerhalb des Bereiches seiner begrenzten Bewegung über jede Gangeinrückstellung hinaus beweglich, so daß durch die Kupplungsschaltvorrichtung

die Kupplung ausgerückt wird, welche bei der Rückführung |

des Hebels zur Gangeinrückstellung von neuem eingerückt

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird eine bevorzugte druckmittelbetätigbare Schalteinrichtung in Anwendung auf das Schalten eines Getriebes mit fünf Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang beispielsweise in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und zwar zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Anordnung;

Fig. la eine Schnittansicht durch einen Teil der Einrichtung ™ in schematischer Darstellungj

Fig. 2 die Schaltstellungen des Gangschalthebels mit Fig. 3 die Schaltstellungen des Getriebes,

Die in der Zeichnung dargestellte Einrichtung weist eine Getriebeschalteinheit auf, die aus einem Gangwählzylinder sowie aus einem Gangsehaltzylinder 2 bestehend dargestellt ist. In der Praxis sind die Zylinder 1 und 2 zu einer ein-

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zigan Betätigungseinheit kombiniert. Die Aufgabe des Zylinders 1 besteht darin₉ einen Betätigungsarm 3₉ der sich -in das Getriebegehäuse erstreckt und an der Gangwähleinrichtung angreift, längs einer Sahn zu verlagern« welches die Linie neutraler Bewegung des Betätigungsarms ist. Die Aufgabe des Zylinders 2 besteht darin, die Stange *l·, auf der der Betätigungsarm angeordnet ist₈ in .besondere Stellungen längs der durch den Zylinder 1 bestimmten neutralen Linie zu drehen, damit der Betätigungsarm 3 einen besonderen Gang einrückt« Wie dargestellt₉ besitzt der Zylinder 1 awei Zylinderkammern'? und S₉ in denen sich Kolben 5 und 6· befinden.; Die Längen der Zylinder sind so gewählt, daß drei Stellungen für d©n Betätigungsarm 3 erhalten werden. Die erste Stellung wird von dem Betätigungsarm eingenommen9 wenn die Kolben sich in den gezeigten Stellungen befinden« die zweite Stellung.₈. wenn sich der Kolben

5 am anderen Ende seines Zylinders befindet und der Kolben

6 dann zwischen seinen beiden Endstellungen ist» während der Betätigungsarm die dritte Stellung einnimmt.» wenn sich der Kolben 6 in seiner* anderen Endstellung befindet«. Diese Stellungen sind* wie in der Zeichnung angegeben, für den Rückwärts« und den ersten Gang_s für den vierten und den fünften Gang bzw« für den zweiten und .dritten Saag« In der Zeichnung sind diese Stellungen mit ^8lBä% ^M% 5" bzw, "2 3" bezeichnet. Die Zylinderkammern, die dureh Druckluft betätigt werden können;, sind mit drei Öffnungen A⁵ „ B^f und C versehen, wobei die öffnungen A' und B⁸ dazu verwendet werden, die Stellungen R, 1 und 2_a 3 zu wählen ₉ während die beiden öffnungen A⁸ und C^? verwendet werden_δ um die Stel<lung t·, 5 zu erhalten ₉ wobei zu-.erwähnen ist, daß von'den wirksamen Kolbenquerschnittsflächen, di@ den öffnungen A¹¹ und C* dargeboten werden, diejenige d®$ Kolbens 5 grosser ist, Druckluft wird wahlweise den dvä. öffnungen o«K»ch Ventile A₉ B bzw. C zugeführt j wobei die Zufutaleitungess. zwischen den

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Ventilen Λ und C und den zugehörigen öffnungen A¹ und C* durch ein Selbstwählventil 11 miteinander verbunden sind, das zwei Einlasse und einen Auslau besitzt, welcher gewährleistet, da,'6 Druckluft in der Zufuhrleitung C, C* in die Zuführleitung A¹ gelangt, um die Kanunern 7 und 8 in der erforderlichen V'eise zu beliefern, wenn die Stellung 1, gewünscht.wird* Die Art und Weise, in welcher die Ventile A, :: und C arbeiten und die Mittel zur Betätigung derselben werden nachfolgend mit näheren Einzelheiten beschrieben.

Der Zylinder 1 besitzt ferner ein Gangsteilung-Verriegelungsventil 9, das mit drei Einlaßöffnungen "1 & R", "4 & 5" und "2 & 3" versehen, die mit den Zufuhrleitungen A- A', C-C¹ | und 3 - B¹ verbunden sind. Das Ventil weist eine einzige Auslaiöffnung auf. Ferner besitzt es eine Ventilspindel, die eine Verlängerung der Stange 4 bildet oder in anderer V?eise'mit-dieser verbunden ist, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß in einer der drei Stellungen des Betätigungsarms 3 die jeweilige Einüßöffnung; mit der Auslassöffnung zur Abgabe eines Schaltsignals verbunden wird, wie nachfolgend näher beschrieben wird.

Der Zylinder 2 ist ebenfalls ein Zylinder mit drei Stellungen und enthält einen Kolben 12 mit einem verhältnismässxg ^rossen Durchmesser in einer Kammer 13 sowie einen Kolben lh von verhältnismässig kleinen Durchmesser in einer Kammer 16, welch letzterer Kolben sich in Anlage an einem Arm 17 befindet. Drei Winkelstellungen des Arms 17 werden durch die beiden Hndstellungen des Kolbens I¹+ und durch die andere Endstellung des Kotens 12, die nicht gezeigt ist, bestimmt. Diese Stellungen sind die Stellungen für den ersten, dritten und fünften Gang, die Leerlaufstellung und die Stellungen für den Rückwärtsgang, den zweiten Gang und den vierten Gang, welche in der Zeichnung mit "R, 2,,4",¹¹NEUTRAL" und mit "1, 3, 5" bezeichnet. Um diese Stellungen zu erhalten, ist der Zylinder mit drei öffnungen F¹, F", G" versehen, von

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denen die öffnungen F' und F" mit einem Schaltventil F verbunden sind und die öffnung G⁸ mit einem Schaltventil G verbunden ist. Um eine Verriegelung zu erhalten, wie nachfolgend näher erläutert wird₉ ist der Zylinder 2 über eine lineare Kurve am Kolben 14 mit einem Dreistellungs-Umsehaltventil X verbunden, dessen Ventilelement in die eine Endstellung in der Neutralstellung des Arms 17 bewegt wird und in seine andere Endstellung entweder in der Stellung R, 2, 4 oder in der Stellung 1, 3* 5, d.h. wenn ein Gang eingerückt ist, wobei es durch eine dritte bzw. Zwischenstellung beim Schalten zwischen der Leerlaufstellung und der Stellung für einen eingerückten Gang hindurchgeht.

Zum Schalten der Zylinder 1 und 2 ist eine Schalthebel-Ventilwähleinheit 18 vorgesehen, die in Seitenansicht und in Endansicht in Fig. 1 gezeigt ist und einen Schalthebel bzw. Gangwählhebel 19 aufweist, der auf einer Welle 21 angeordnet ist. Die Welle 21 ist sowohl axial als auch winkelig verlagerbar, wobei die axiale Bewegung der WeIIe₉ die in einer mittleren Winkelstellung etattfindet, die normale Gangwählbewegung in der Heutralstellung ist, während die Uinkelbewegung, die in eine von vier axialen Stellungen der V/elle stattfindet, die Gangeinrückbewegung ist.

Fig. 2 zeigt die tatsächlichen Schalthebelstellungen und Fig. 3 die entsprechenden Gangstellungen der Getriebewähleinrichtung. Die Ventile A, 3 und C sind durch die Welle 21 kurvengesteuert und die Anordnung ist so getroffen, daß das Ventil A betätigt wird, wenn entweder der Rückwärtsgang oder der erste Vorwärtsgäng gewählt.-wird, das Ventil B, wenn entweder der zweite oder der* dritte Gang gewählt wird, und das Ventil C, wenn entweder der

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vierte oder der fünfte Gang gewählt wird. Die .Welle' 21 trägt ferner eine Kurvenscheibe 22 zum Schalten der beiden Ventile F und G. Der Kolben des Ventils F wird durch die Kurvenscheibe 22 in jeder Stellung des Schalthebels eingedrückt, die nicht die Stellung R, 2, 4 ist, wenn die Schaltdruckluft aus dem Verriegelungsventil 9 das Ventil umschalten kann. Das Ventil G arbeitet in ähnlicher Weise, kann jedoch nur in der Gangstellung 1, 3, 5 durch die Schaltdruckluft umgeschaltet werden. Die Kurvenscheibe 22 dient ferner dazu, den Kolben eines weiteren Ventils, d.h. des Hauptventils H einzudrücken, welcher durch die Schaltdruckluft zurückgeführt werden kann. Der Gangschalthebel ä trägt an seinem oberen Ende einen Griffknopf, der mit einem Daumenknopf 23 versehen ist, welcher über einen federbelasteten Hebel mit einem federbelasteten Umschaltventil K verbunden ist. Der federbelastete Hebel ist mit dem Ventil K nur in der Leerlauf-Schalthebelstellung verbunden und steht mit dem Ventil K nicht in Verbindung, wenn'sich der Schaltte>el in der Stellung 1» 3, 5 bzw. R₉ 2, U befindet. Der gleiche federbelastete Hebel wirkt auch als Sperrvorrichtung durch den Eingriff mit einer von drei nicht gezeigten Ausnehmungen, welche die drei Winkelstellungen der Welle 21 bestimmen. Der Daumenknopf muß gedrückt werden, bevor der Gangschalthebel aus einer seiner Stellungen bewegt werden kann. Wenn sich der Gangschalthebel in seiner Leerlaufstel- f lung befindet, ermöglicht das Niederdrücken des Daümenknopfes 23 das Umschalten des Ventils K unter der Wirkung der Ventilfeder.

Zur Schaffung einer zusätzlichen Söhalthebelsperrung ist ein weiterer Schaltzylinder 24 vorgesehen, dessen Kolbenstange 2Ha mit einer von drei Einkerbungen in einem Segment 22a in Eingriff gebracht werden kann, das von der Kurvenscheibe 22 befestigt ist. Hierbei ist zu erwähnen, daß, obwohl die Stange 24a eine Bewegung des Schalthebels aus einem ein-

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gerückten Gang in die Leerlaufstellung (sowie eine Schalthebelbewegung aus dem Leerlauf in eine Gangschaltstellung) verhindert, ermöglicht sie eine Schalthebelbewegung in Richtung zur Leerlaufstellung von 7 1/2° sowie- eine Schalthebelbewegung von 6° über die normale Gangschaltstellung hinaus für einen nachstehend näher beschriebenen Zweck. Die Kolbenstange 24a ist so angeordnet, daß sie vom Segment durch Druckluft surückgezogen werden kann, vorausgesetzt;, daß der Luftdruck eine Mindesthöhe von 3„5 atü (50 psig) hat. Der'Kolben ist mit einem timschalt •»Kupplungsventil 25 verbunden, das federbelastet ist» wobei die Feder die Kraft liefert, die notwendig ist₉ um die Kolbenstange mit dem Segment beim Ableiten des Zylinders 2k in Eingriff zu bringen. Das Ventil 25 ist pneumatisch zwischen das Ventil H und einen Kupplungsschaitzylinder 26 geschaltet«, der bei seiner Betätigung auf dag Kupplungspedal 27 des Fahrzeugs wirkt, um die Kupplung auszurücken.» Der Kolben des Zylinders 26 ist federbelastet, um eine Rückbewegung zum Einrücken der Kupplung zu erhalten«

Die verschiedenen pneumatischen Verbindungen des Systems sind wie dargestellt und es ist ersichtltbh, daß ein weiteres Umschaltventil J in eine Leitung awisshen den Ventilen H und X geschaltet, welches Ventil J in beiden Richtungen durch Schaltdruckluft betätigbar ist„ Das Ventil H besitzt eine Hauptzufuhröffnung S und Ableitöffnungen E^ und E₂ sowie zwei Auslaßöffnungen C₁ und C₂. Die Druckluftzufuhr wird von einem Hilfsdruckluftvorrat, der in das Fahrzeug eingebaut XSt₃₁ abgeleitet«, In der gezeigten Stellung des Ventilkolbens ist die öffnung C« über die öffnung E₄ und das DrehzalnlregelventiX R abgeleitet, während C₁ mit Druckluft beliefert wird» wie dargestellt, jedoch wird beim Eindrücken. des Kolbens Cg beliefert und C₁ über E~ abgeleitet. Die Ventile F und G haben je zwei Auslaßöffnungen C^ und C₂ sowie

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cine ZufunrÖffnung 3, wobei die Anordnung so getroffen ist, da.'i das Eindrücken des Kolbens zur Folge hat, daß C₀ mit der Zufuhröffnung verbunden wird^ während beim Umschalten des Ventils C₁ mit der öffnung S verbunden wire und C₂ abgeleitet wird. In der Tat wird beim Ventil G die C'ffnung C₁ verschlossen, so daß das Ventil als Ventil nit drei öffnungen verwendet wird. Das Ventil X verschließt in seiner lleutralstellung eine Zufuhröffnung S₁ und verbindet eine Ableitöffnung £ mit einer ersten Auslaßöffnung C₁ sowie eine zweite Zuführöffnung S~ mit ei.ner zweiten Aüslaßöffnung C₂. Im aweitbeschriebenen Zustand des obigen Ventils ist die Zuihröffnung S₁ mit der Auslaßöffnunr C₁ verbunden, die Auslaiöffnung C^ abgeleitet und die Zufuhröffnung Sg gesperrt. In der Zwischenstellung der Ventilspindel sind die Ausla£öffnungen C₁ und C₂ beide mit der Ableitung verbunden. Das VenüL K besitzt zwei Einlaßöffnungen 1 und 3 und eine Auslaßöffnunj 2. Wenn der Daumen- bzw. Druckknopf freigegeben wird, wird die öffnung 1 mit der öffnung 2 verbunden und die öffnung 3 geschlossen. Durch das Niederdrücken de» Druckknopfes wird die öffnung 3 mit der öffnung 2 des Ventils K verbunden. Das Ventil J ist ein Umschaltventil, das dazu dient, die Einlaßöffnung 1 abzusperren und eine Auslaßöffnung

2 über eine dritte öffnung abzuleiten, was bei dem gezeigten Zustand dadurch erreicht wird, daß der linken Schaltöffnung B Sehaltdruckluft zugeführt wird und eine Verbindung zwischen den beiden öffnungen 1 und 2 bei der Zufuhr von Schaltdruckluft zur rechten Schaltöffnung A hergestellt wird. Das Ventil 25 dient zur Verbindung der öffnung C« des Ventils K mit dem Kupplungszylinder 26 in der gezeigten Stellung und einer Hilfsdruckluftzufuhr mit dem Kupplungszylinder, wenn die Stange 24a voll zurückgezogen ist, worauf die ersterwähnte Zufuhröffnung geschaltet wird. Wenn sich die Stange 2Ha in Eingriff mit dem Segment 22a befindet, sind die öffnungen 2 und

3 des Ventils 25 verbunden. Wenn die Stange 24a vom Segment zurückgezogen ist, sind die öffnungen 1 und 2 verbunden.

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Die Ventile A-C sind ebenfalls Umsehaltventile, welche dazu dienen, die Öffnungen A¹, B¹ und C des Zylinders 1 in den gezeigten Stellungen abzuleiten und diese Öffnungen mit dem Ventil X zu verbinden, wenn die jeweiligen Kolben eingedrückt werden. Die Ventile A bis C sind je mit ihren Öffnungen 1 und 2 verbunden, wenn ihre Kolben eingedrückt sind» während ihre Öffnungen 2 und 3 verbunden sind, wenn ihre Kolben freigegeben sind. ^v

In den Leerlaufs.tellungen des Schalthebels bewirkt bei freigegebenem Daumenknopf das Ventil H die Ableitung des Einlasse s zu den Ventilen F und G₉ dem Wählsperrzylinder 24, dem Kupplungszylinder 26, den Zufuhrleitungen zu den Ventilen A - C (über das Ventil X), die Schartdruckluftöffnung des Ventils H über das Ventil K und die rechte Schaltöffnung A des Ventils J. Druckluft wird dem Ventil E zur linken Schaltöffnung 3 des Ventils J zugeführt, jedoch dient dies lediglich zur Ableitung der öffnung S^ des Ventils X, das geschlossen ist. Der Arm 17 des Zylinders 2 befindet sich in der Tat in seiner Ueutralsteilung ebenso wie der Hebel 19, jedoch sind diese in Fig. 1 in der Stellung 1, 3, 5 gezeigt, um die nächste Stufe darzustellen, die bei der Wahl des ersten Ganges eingenommen wird. Zum. Bewegen des Schalthebels muß der Daumenknopf zuerst gedrückt werden, um dadurch die vorangehend beschriebene mechanische Sperrung aufzuheben, und ferner das Ventil K umgeschaltet werden, welches die Schaltöffnung des Ventils K mit einer unabhängigen Ableitung am Ventil X verbindet. Der Schalthebel wird nun längs der neutralen Linie, falls erforderlich, bewegt, was für sich keine Wirkung auf die Zylinder 1 und 2 hat, und um etwa 7 1/2° in die Stellung des ersten Ganges bewegt. Dies hat zur Folge, da£ das Ventil H die Öffnung C. ableitet und Druckluft aus seiner Öffnung Cg zuführt» Durch das Ableiten der öffnung Ca wird die linke Sehaltöffnung B

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des Ventils J abgeleitet» Obwohl Druckluft über die Ventile F und G den öffnungen F" und G" zugeführt wird, bleibt der Zylinder 2 in der neutralen Stellung, da der Kolben 12 einen grösseren wirksamen Flächeninhalt als der Kolben 16 hat und daher in seiner Wirkung überwiegt. Druckluft wird ferner dem Zylinder 2H sowie dem Kupplungszylinder 26 und den Ventilen A - C zugeführt, jedoch schliessen sie immer noch ihre Zufuhrleitungen. Ferner wird Druckluft der rechten Schaltöffnung A des Ventils J zugeführt, so daß dieses die öffnung S. des Ventils X mit dieser Druckluftzufuhr

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verbindet. Wenn sich ein Druck von 3,50 kg/cm ' (50 psi) in dem System aufgebaut hat, wodurch die Kupplung voll aüsgerückt worden ist, wird die Stange 24a vom Segment 22a zurückgezogen, wodurch der Schalthebel freigegeben wird* Bei der weiteren Bewegung des Hebels in die Stellung für den ersten Sang wird das Ventil A betätigt, so daß Druckluft zur Öffnung A' des Zylinders 1 gelangt. Ferner wird der Kolben des Ventils G freigegeben. Der Zylinder 1 bewegt den Arm 3 in die Stellung Rl, wodurch gleichzeitig die Öffnung 1 - & R des Verriegelungsventils 9 mit der Auslaßöffnung dieses Ventils verbunden wird. Die SehaltÖffnungen der Ventile F und G werden daher mit Druckluft beliefert, jedoch wird nur das Ventil G umgeschaltet, da nur bei diesem Ventil der Kolben durch die Kurvenscheibe 22 freigegeben wird. g

Hierdurch wird die Öffnung G" des Zylinders 2 abgeleitet, was zur Folge hat, daß der Arm 17 in die Stellung 1,3,5 bewegt wird. Auf diese Weise wird der erste Gang eingerückt. Das Ventil X verbindet seine Einlaßöffnung S^ (welche, wie in Erinnerung gebracht wird, mit Druckluft über das Ventil J beliefert wird) mit ihrer Öffnung C₁, welche über das Ventil K mit der Schaltöffnung des Ventils H verbunden ist. Hierdurch wird das Ventil H in seine ursprüngliche Stellung zurückgebracht, so daß eine geregelte Ableitung der verschiedenen Zylinder stattfinden kann. Die Kupplung wird

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von neuem eingerückt und die Wähleröperffstangei^a kommt von neuem mit dem Segment 22a in Eingi'ifii Ba^ fentii X verbindet ferner die Einlasse der Ventile A ~ ·*/Q mit der Ableitung. Druckluft wird der linken Soiialtöffnung B dies Ventils J zur Umschaltung dieses Ventils zugeführt. Der Daumenknopf kann freigegeben werden, sobald der Schalthebel sich in einer der Winkelstellungen 1, 3,6 und R, 2, befindet, ohne daß irgendeine Änderung in der nun eingeleiteten Folge herbeigeführt wird.

Zum Schalten vom ersten zum zweiten Gang wird der Daumenknopf wieder gedrückt und die Kupplung ausgerückt, wie vor. Durch die Bewegung des Hebels 19 in die Leerlaufstellung wird jedoch der Kolben des Ventils G eingedrückt, welches die öffnung G" mit Druckluft beliefert, wodurch der Arm 17 in die Leerlaufstellung bewegt wird. Wie ersichtlich, wird keine Druckluft den Ventilen A - C zugeführt, bis sich der Arm 17 in die Leerlaufstellung bewegt, da die öffnung S₂ des Ventils X gesperrt ist, bis die Leerlaufstellung erreicht wird. Es findet keine Betätigung des Zylinders 1 statt, so lange der Schalthebel längs der neutralen Linie bewegt wird, jedoch wird, sobald er in die Stellung für den zweiten Sang eintritt, das Ventil B betätigt und das Ventil F durch die Kurvenscheibe 22 freigegeben. Druckluftzufuhr zur öffnung B¹ hat zur Folge, daib der Arm 3 zur Stellung 2, 3 bewegt wird, und erst v/enn diese Stellung erreicht worden ist, läßt das Verriegelungs ventil 9 eine Schaltluftzufuhr zu den beiden Ventilen F und G zu. Das Ventil F wird umgeschaltet, wodurch die öffnung F" abgeleitet und die öffnung F¹ mit Druckluft beliefert wird (zusätzlich zur öffnung G", die vom Ventil G beliefert wird. Hierdurch wird der zweite Gang eingerückt, wobei das Ventil X die Umschaltung des Ventils H wie vor bewirkt, um ein geregeltes Einrücken der Kupplung, den

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■£ingrlii der Gangt-iähler-Sperrstange 24a und das Umschalten des Ventils J nerbeizuführen. '.^Tenn die Kupplung in der Leerlaufs teilung von neue® für Doppelentkupplunrisstrecke einserückt werden soll, ist es lediglich erforderlieh, den Dauraenknopf freizugeben, so dafi Druckluft aus der öffnung C₂ des Ventils K, welche durch das Ventil 1* hinuurchtritt, das Ventil K umschaltet« Das Ventil J wird ebenfalls umgeschaltet. 21 um Ausrücken der Kupplung muß der Daumenknopf gedrückt werden und der Schalthebel um 7 1/2° bewegt werden, um das zurückziehen der Kupplung einzuleiten. Wenn der Qau&enknopf bei in der Leer lauf stellung befindlichem Schalthebel und bevor sich das Getriebe £n der Leerlauf- |

stellung befindet, freigegeben wird, wird die Kupplung nicht von neuem eingerückt, da das Ventil X verhindert, daß Schaltpult der. Ventil H über das Ventil K zugeführt wird. ·

v'enn ohne ausrücken des gewählten Ganges ausgekuppelt werden soll, WXi¹G der Schalthebel ujt. weitere 6 über die Gang-Stellung hinausbewegt und in dieser Stellung gehalten, bis die Kupplung gelöst werden soll. Dies bewirkt das Umschalten des Ventils 25durch das Mndrveken der Sperrstange 2^a durch die Kurvenscheibe 22a, was das Zurückziehen der Kupplung zur Folge hat, ohne da,V der Kolben des Ventils H eingedrückt wird und welches der beiden Ventile F und G freigegeben und durch Schaltdruckluft umgeschaltet worden " ist.

Die Arbeitsweise der Einrichtung beim Schalten weiterer Gänge ergibt sich aus der Arbeitsweise der vorangehend beschriebenen beiden Schaltvorgänge.

Die vorangehend beschriebene Anordnung ergibt eine voll pneumatisch gesteuerte Getriebeschalteinrichtung. Ferner weist die Einrichtung geeignete Sicherungen und Sperrungen auf.

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Diese sind:

1. Der Schaltkreis wird nur wirksam, wenn der Daumenknopf gedrückt wird und der Gangsehalthebel um 7 1/2° entweder zur Leerlauf-Schalthebelstellung oder aus dieser bewegt wird und erst dann, wenn Druckluft mit einem Mindestdruck

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von 3,50 kg/cm (50 psi) zur Verfügung steht.

2. Der Gangschalthebel kann erst in eine Gangeinrückstellung gebracht werden, wenn er durch die Leerlaufstellung hindurchgeführt worden ist.

3. Der Gangschalthebel ist in jeder Gangstellung und in der Leerlauf stellung gesperrt und v?ird nur durch das Drücken des Daumenknopfes freigegeben und wenn Druckluft mit einem

steht.

2 einem Mindestdruck von 3,50 kg/cm (50 psi) zur Verfügung

4. Lin Gang kann nur gewählt v/erden, wenn der Wählerarm 3 sich in der richtigen Führungsstellung unter der Wirkung des Verriegelungsventils 9 befindet.

5. Druckluftzufuhr zum Bewegen des V/ählarms längs der neutralen Linie steht erst zur Verfügung, wenn der Gangwählerarm 17 sich wegen des Ventils λ in der Leerlaufstellung befindet.

6. Der Wählarm 3 folgt der Bewegung des Gangschalthebels unabhängig von dessen Bewegungsgeschwindigkeit, d.h. die Gangschalthebelbewegungen können schneller sein als die Bewegungen des Wählarns 3.

7. Die Geschwindigkeit der Kupplungsbewegung kann auf einen sicheren maximalen VJert eingestellt werden,

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8, Da der Druck in den Zufuhrleitungen zu den verschiedenen Zylindern auf den atmosphärischen Druck durch das Hauptschaltventil herabgesetzt wird, ausgenommen, wenn eine Gangschaltung durchgeführt oder die Kupplung betätigt wird, hat ein Druckverlust im System nicht zur Folge, daß ein Schaltvorgang stattfindet.

Bei einer anderen Anordnung können das Getriebe und die Kupplung durch druckknopfbetätigte Ventile von der Ferne geschaltet werden. '

Ein Druckknopf kann für jeden Gang verwendet werden und ein Druckknopf zur Rückführung des Getriebes zur "kein Antrieb" ■ " Leerlaufsteilung. Dieser letztere Druckknopf wird nur beim Schalten aus der "Gang eingerückt"- zur "Leerlauf-Stellung gedruckt und nicht beim Schalten von Gang zu Gang.

Beispielsweise wird, wenn sich das Getriebe im Leerlauf befindet und der erste Gang eingerückt werden soll, der Druckknopf für den ersten Gang gedrückt. Das Getriebe schaltet dann in den ersten Gang, wobei die Kupplung selbsttätig zu den richtigen Zeiten ausgerückt und wiedat* eingerückt wird.

Zum Schalten aus dem ersten Gang in den zweiten Gang ist es dann erforderlich, einen weiteren Druckknopf zu drücken, λ der nur für den zweiten Gang verwendet wird und das Schalten vom ersten zum zweiten Gang einschließlich der Kupplungsbetätigung würde dann, wie erwähnt, selbsttätig erfolgen.

Durch das Drücken des Leerlaufknopfes wird von dem letztgewählten Gang in die Leerlaufstellung des Getriebes geschaltet, wodurch die Kraftübertragung vollständig unterbrochen wird.

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Die Sicherheitsverriegelungen und die Betätigung das Getriebes sind wie für das schalthebelgesteuerte System beschrieben.

Ferner wäre eine Anzeige des zuletzt eingerückten Ganges vorzusehen, so daß der Fahrer nicht darüber in Zweifel steht, welcher Gang jeweils in Gebrauch ist.

Patentansprüche: 0 0 988fr/1625

Claims

t e η t a η s ρ r ü c h e :

1. Druckrnittelbet-ätigbare Schalteinrichtung mit einem ^et'lti'ungsglied, das in einer ersten Richtung längs einer !sahn beweglich ist, aus welcher es in bestimmten Zuteilungen' in dieser Bahn in und aus Betriebsstellungen in einer zweiten, d.h. Querrichtung beweglich ist, ·

eine:;, ersten und einer, zweiten Druckmittelbetätigungs- f

crjar., Jajv nit den¹ I?etäti-;unj:3giied verbunden ist und dieses in den erwähnten beiden Richtungen verlagern kann, und Schaltventilen, die mit den Betätigungsorganen verbunden ^ir.-d und dazu dienen, die Verbindung mit einer 3ruckr.ittel.2ufuhr herzustellen, durch welche das Betätigungsglied zwischen zwei von seinen Betriebsstellungen bewegt werden kann, caaurch gekennzeichnet, da£ die Schaltventile zwei Verrie^.elungsventiie (9 und X) aufweist, von denen jedes auf die Betätigung eines der iietätigungsorgane anspricht und ir.it der Zufuhr zum anderen verbunden ist, so da.l das zweite Betätigungsorgan (2) nur betätigt werden kann, wenn das setätigungs- _Λ glied (3) sich in der einen der erwähnten bestimmten ■

Stellungen befindet, und das erste Betätigungsorgan (1) nur betätigt werden kann, wenn"sich das Betätigungsglied (3) in einer Ruhestellung befindet.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Getriebeschalteinrichtung ist derart, daß die Bexvegung des Betätigungsgliedes in der er-

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■·■ Zu —

sten Richtung die Gangwählbewegung und die Betätigungsgliedbewegung in der zweiten Richtung die Gangeinrückoder -Ausrückbewegung ist. '

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine druckmittelbetätigbare KupplungsschäLtvorrichtung C26), die mit den Schaltventilen (A - C₉ F, G, H, J₉ K₉.. X₁ 9 und 25) verbunden ist, und eine Verriegelungsanordnung (22a, 24), so daß Druckmittel dem ersten und dem zweiten Betätigungsorgan Cl und 2) zum Einrücken oder Ausrücken eines Ganges erst zugeführt werden kann, wenn die Kupplungsschaltvorrichtung voll zum Ausrücken. der Kupplung betätigt worden ist.

4. Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gangwählhebel (19), der nach Art eines Führungsschlitz-Gangschalthebels beweglich ist, zur Betätigung der Schaltventile vorgesehen ist, die Verriegelungsanordnung ein druckmittelbetätigbares Verriegelungsglied (24a) aufweist, das in mechanischen Eingriff mit dem Hebel (19, 22) belastet ist und die Zufuhr von Druckmittel zum Zurückziehen des Hebels erfordert, wobei der Druck des Druckmittels, der zum Zurückziehen des Verriegelungsgliedes (24a) erforderlich ist, höher als derjenige ist, welcher zum vollen Ausrücken der Kupplung durch die Kupplungsschaltvorrichtüng (26) notwendig ist.

5, Schalteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß das Verriegelungsglied (24a) beim Einrücken

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des Sehalthebels eine begrenzte Schalthebelbewegung zuläßt, die nicht ausreicht, einen Gangwechsel zu bewirken, und die Kupplungsschaltvorrichtung (26) durch den Schalthebel (19) so geschaltet ve?den kann, daß eine Betätigung des Hebels (19) mit seiner begrenzten Bewegung ein Ausrücken der Kupplung und eine Druckmittelzufuhr zum Gangverriegelungsglied (2Ha) zur Folge hat, um dieses zurückzuziehen. -

Schalteinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich- . λ net, daß der Hebel (19) innerhalb des Bereiches der erwähnten begrenzten Bewegung über jede Gangeinrückstellung hinaus beweglich ist und dann bewirkt, daß die Kupplungsschaltvorrichtung (26) die Kupplung ausrückt, die bei der Rückführung des Hebels in die Gangeinrückstellung wieder eingerückt wird. "

Schalteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile ein Hauptventil (H) umfassen, welches durch den Hebel (19) geschaltet wird, sowie ein Kupplungsventil (25), das durch das Verriegelungsglied (2Ha) geschaltet wird, welch letzteres Ventil zwischen das Haupt- f ventil (H) und die Kupplungsschaltvorrichtung (26) geschaltet ist und mit einem Hilfsdruckmittelvorrat verbunden werden kann.

8. Schalteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Haujtventil (H) und das Verriegelungsventil (X), welches auf das zweite Betätigungsorgan (2) anspricht, miteinander so verbunden sind, daß die Kupplung nach

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einem Gangwechselvorgang und bei in einer Gangeinrückstellung befindlichem Schalthebel (19) von neuem eingerückt wird, wenn ein Signal vom Verriegelungsventil (X) anzeigt, daß tatsächlich ein Gang eingerückt ist.

9. Schalteinrichtung nach den Ansprüchen 5-8, gekennzeichnet durch ein von Hand bedienbares Ventil (K) mit einem von Hand betätigbaren Schaltelement (23), das vom Gangschalthebel (19) getragen wird und gedrückt werden muß, bevor |) der Hebel (19) aus einer Gangeinrückstellung herausbewegt werden kann, während die Freigabe des Elements (2 3) in der Leerlaufstellung des Hebels (19) das Einrücken der Kupplung bewirkt und das Drücken des Elements (2 3) und eine Bewegung des Gangschalthebels über seine begrenzte Bewegung zu einer Gangeinrückstellung das Ausrücken der Kupplung und eine Druckmittelzufuhr zum Ganghebelsperrglied (24a) bewirken, um diesen zurückzuziehen.

10. Schalteinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Betätigungsorgan (1) durch eine Mehrstellungs-Gangwähl-Kolben- und Zylindervorrichtung gebildet wird und die Ventile Wählzylinder-Betätigungsvontile (A-C) aufweisen, welche durch den Gangschalthebel (19) geschaltet werden, damit der Wählerkolben (5, 6) der Uählbewegung des Hebels (19) folgt.

11. Schalteinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Betätigungsorgan (2) durch eine Dreistellungs-Gangeinrückkolben- und -Zylindervorrichtung ge-

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bildet wird und die erwähnten Ventile Betätigungsventile (F und 6) für denGAngeinrückzylinder aufweisen, die durch den Hebel (19) geschaltet werden, damit der Gangeinrückzylinder der¹ Einrück- bzw. Ausrückbewegung des Hebels (19) folgt.

12. Schalteinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptventil (H) ein Schaltrückführungs-Umsehaltventil ist, das eine Einlaßöffnung be- _

sitzt, welche mit einer Hauptdruckmittelzufuhr verbun- " den werden kann, und zwei Ableiüffnungen, sowie einen ersten und einen zweiten Auslaß, die abgeleitet werden und mit der Druckmittelzufuhr bei der Bewegung des Hebels (19) über seine erwähnte begrenzte Bewegung verbunden werden und die mit der Zufuhr und mit der Ableitung bei der Rückführung des Ventils verbünden werden, wobei das Ganghebe1-Sperrglied (2^a), das Kupplungsschaltventil (25) und die Gangeinrückventile (F und G) mit dem zweiten Auslaß verbunden sind.

13. Schalteinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsventil (X), welches auf den'Gangeinrückzylinder anspricht, einen ersten Einlaß besitzt, der mit dem zweiten Auslaß des Hauptventils (H) Über ein weiteres Ventil (J) verbunden ist, ein zweiter Einlaß unmittelbar mit dem zweiten Auslaß des Hauptventils (H) verbunden ist, ein erster Auslaß mit einem ersten Einlaß des von Hand bedienbaren Ventils (K) verbunden ist und ein zweiter Auslaß mit einem zweiten Einlaß des von Hand bedienbaren Ventils

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(K) und mit den Gangwählventilen (A - C) verbunden ist, wobei das Ventil (X) dazu dient, den ersten Einlaß mit dem ersten Auslaß in einer Gangeinrückstellung des Zylinders zu verbinden und den zweiten Einlaß mit dem zweiten Auslaß in der Leerlaufstellung des Zylinders, der andere Auslaß in jedem KLIe abgeleitet ist, und das von Hand bedienbare Ventil (K) einen gemeinsamen Auslaß hat, der mit der Schaltrückführung des Hauptventils (H) verbunden ist.

It. Schalteinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte weitere Ventil (J) ein schaltdruckbetätigbares Ventil mit drei öffnungen ist, das einen ersten Schalteinlaß besitzt, der mit dem ersten Auslaß des Hauptventils (H) verbunden ist, und einen zweiten Schalteinlaß, der mit dem zweiten Auslaß des Verriegelungsventils (X) verbunden ist, welches auf den Gangeinrückzylinder anspricht, wobei der Druck am ersten bzw. am zweiten Schalteinlaß das Ventil schließt bzw. öffnet.

15. Schalteinrichtung nach Anspruch It, dadurch gekennzeichnet, daß die Gangeinrückventile (F und G) durch ein SchaltrÜckführungs-Umschaltventil (F) und ein Schaltrückführungs-Ventil (G) mit drei öffnungen gebildet werden, von welchen Ventilen jedes einen Einlaß besitzt, der mit dem zweiten Auslaß des Hauptventils (H) verbunden ist, und eine Schaltrückführung, die mit dem AusIaA des Verriegelungsventile (9) verbunden ist, welches auf den Gangwählzylinder anspricht.

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16. Schalteinrichtung nach den Ansprüchen 4 - 15,, dadurch gekennzeichnet, daß das Gangschalthebel-Sperrglied (2Ha) eine durch einen Kolben mit Zylinder (240 gesteuerte Verriegelungsstange ist, die mit einem am Gangschalthebel befestigten Segment (22a) in Eingriff gebracht werden kann.

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