DE2428195A1 - Drucksteuerventil zum vor- und zurueckbewegen von fahrzeugen - Google Patents

Description

Kabushiki Kaisha Daikin Seisakusho

: 250, 1-choiae, Kida-Motomiya,

Neyagawa-Shi

j Osaka / JAPAN L 10.373/L/ost

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Drucksteuerventil zum Vor- und Zurückbewegen von Fahrzeugen

Die Erfindung betrifft Drucksteuerventile ("inching valves", siehe auch US-PS 2786368, Spalte 1, Zeile 67 und 70) zur Verwendung in Fahrzeugen, wie z.B. Hubwagen für die Industrie, die mit vorwärts und rückwärts arbeitenden ölkupplungen ausgestattet sind. Das erfindungsgemäße Ventil ist so ausgebildet, daß es Flüssigkeitsdrücke steuert und regelt, und auch Flüssigkeitsdurchläßwege schaltet oder wählt, die eine Quelle von unter Druck stehender Flüssigkeit zu einer vorwärts und einer rückwärts arbeitenden Kupplung führen. Bei dieser Erfindung wird weiterhin eine im Kreisurnfang verlaufende Drehbewegung eines Kolbenventils getrennt verwendet zur Druckregulierung und zum langsamen Weiterbewegen ("inching").

Bei den bisherigen Kraftübertragungs-Steuersystemen zur Vervendung in Fahrzeugen mit eingebauter Vorwärts-, und Rückwärtskupplung, werden zwei Ventile, d.h. ein Umschaltventil zum Schalten der vorwärts und rückwärts verlaufenden Flüssigkeitsdurchlaßwege, und ein Drucksteuerventil, um das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts zu bewegen verwendet, je nachdem was ge-

{ wünscht wird, um für seine Lageanordnung und die Behandlung von Material Sorge zu tragen, wie dies zum Beispiel im US-Patent 2786368 veranschaulicht ist. Gemäß dem vorerwähnten ■ System wird das Umschaltventil manuell betätigt, um drei

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Stallungen zu wählen. Diese sind eine Vorwärtsstellung, welche unter Druck stehendes öl zur vorwärts arbeitenden Ölkupplung leitet (zu der Zeit wird die rückwärts arbeitende ölkupplung zu einer Abführleitung geführt) und eine Rückwärtsstellung, die Öl zur rückwärts arbeitenden ölkupplung leitet (wenn die vorj wärts arbeitende Kupplung entleert ist) und eine neutrale

Stellung, in welcher das unter Druck stehende Öl einfach abgezogen wird, wobei die beiden Kupplungen frei gehalten werden. Andererseits wirkt das Drucksteuerventil zusammen mit einem ) Bremspedal und zwar in der Weise, daß das Drucksteuerventil ; die Ölversorgung zu irgendeiner der Kupplungen unterbindet,

; wobei die Stellung des besagten Umschaltventils unberücksich-

; tigt belassen wird, in der ersten Stufe des Bremspedaldruckes, j nämlich bevor die Bremsung anfängt, wirksam zu arbeiten.

Daher wird, während der Vorwärtsbetätigung, wobei das ümschaltj ventil in die Vorwärtsstellung verschoben wird, wenn Druck auf das Bremspedal ausgeübt wird, die vorwärts arbeitende Ölkupplung automatisch gelöst, bevor die Bremsung erfolgt, sogar wenn ein Vorwärts-Rückwärts-Umschalthebel in der Vorwärtsstellung belassen wird. Nach der vorerwähnten Bremsbetätigung wird die Bremse gelöst, wenn der auf das Bremspedal ausgeübte Druck allmählich verringert wird, und danach greift die Kupplung allmählich ein, und stellt damit einen gleitenden Kontakt her, der ein Fahrzeug in die Lage versetzt, sich langsam zu bewegen (to inch). Dieser Vorgang ist auch möglich - falls erwünscht indem das Bremspedal nach unten gedrückt wird.

j Bei der oben erwähnten Ausbildung nach dem Stande der Technik ι

sind zwei Ventile unvermeidlich. Daher ist es wahrscheinlich,

daß sich diese Ausbildung sowie die Leitungen kompliziert ge-} stalten. Es ist auch viel Arbeit und Geschick erforderlich bei j der Regulierung und Betätigung der Vorrichtung. Um die oben genannten Nachteile zu beseitigen, wurde ein System mit einem

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"! einzigen Ventil zum Beispiel in dem japanischen Patent 47-46735 ] offenbart. Aber in diesem System mit einem Ventil muß ein j axial verschiebbares Umschalt-Kolbenventil unbedingt in die Γ neutrale Stellung zurückgebracht werden, und zwar jedes Mal, j Wenn die Bremse verwendet wird. Daher ist diese Ausbildung j komplizierter und erfordert viel Körperkraft für die Betätigung derselben* Außerdem ist es lästig, den Flüssigkeitsdruck in Bezug auf den Bremspedaldrück zu regulieren, so daß ein paar '■■

A Druckreguliermittel notwendig werden und zwar an den beiden

! axial beabstandeten Enden des Umschaltventils. ί

j Die vorliegende Erfindung vermeidet die oben besprochenem I Nachteile, unter Anwendung der Tatsache, daß ein Zylinder und

j ein innerhalb des Zylinders verschiebbarer Kolben eine sylin-I drische Ventiloberfläche zur Verfügung stellen, und daß die ■ !-■- Ventiloberfläche geeignet sein kann, ein um Umfangskreis dreh-I bares und ein axial verschiebbares Ventil für das besagte Umschalt- und Drucksteuerventil vorzusehen.

j Eine Hauptaufgabe der Erfindung ist es, ein Drucksteuerventil

j (inching valve) mit nur einem Kolben zu schaffen, welches eine

j Ausbildung aufweist, die günstig ist für niedere Herstellungs-

i kosten.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Drucksteuerj ventil"zur- Verfugung zu stellen, das wenig Raum einnimmt und '■■ durch geringe Kraft betätigt werden kann.

Weitere Aufgaben der Erfindung werden anhand der Zeichnungen in

der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. j Es zeigt:

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! Fig. 1 eine Schemazeichnung einer Ausführungsform des er-■■" - findungsgemäßen Ventils in einem Hubwagen, wobei

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der Mechanismus des Drucksteuerventils nach Fig.2 in Anwendung kommt;

Fig. 2 eine Längsschnittansicht des Mechanismus des Drucksteuerventils;

Fig. 3 eine weiterentwickelte Schnittansicht^ eines Kolbenventils entlang der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 " eine perspektivische Ansicht der innerhalb des Ventils vorgesehenen Elemente; und

Fig. 5 ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen Durchlaß (line), Druck und "inching"-Wellen-Hub veranschaulicht.

Die Abtriebswelle 2 eines Motors 1 ist mit einem Drehmomentwandler 3 verbunden und die Abtriebswelle 4 des Drehmomentwandlers ist mit einer Antriebswelle 7 mittels einer vorwärts arbeitenden Ölkupplung 5 und einer rückwärts arbeitenden Ölkupplung 6 verbunden. Diese Kupplungen sind mit Mehrfach-Friktionsscheiben versehen. Die Antriebswelle 7 ist z.B. mit einer nicht gezeigten Hinterachse eines Hubwagens mittels einer herkömmlichen Differentialvorrichtung verbunden. Die Bezugsziffer 8 bezeichnet im allgemeinen ein Drucksteuerventil zum Schalten einer der Kupplungen 5,6 und zur Regulierung des Flüssigkeitsdruckes, um den Hubwagen langsam vorwärts zu treiben (to inch), wie dies im folgenden noch im einzelnen erklärt wird.

Die Arbeitsflüssigkeit in einem Sammeltank 10 wird durch eine Pumpe 9 unter Druck gesetzt und in einen Durchlaß innerhalb des Ventiles 8 durch eine Leitung 11 eingeführt, wobei der Durchlaß mit der vorwärts arbeitenden Kupplung 5 über die Rohrleitung 13 , mit der rückwärts arbeitenden Kupplung 6 über

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die Rohrleitung 14 oder mit dem Sammeltank 10 über die Abführleitung 15 verbindbar ist. In diesem Beispiel wird dieses Wählen durch eine in Kreisumfangsrichtung erfolgende Drehbewegung eines Kolbenventils bewirkt, was durch den einen '. Umschaltarm 12 veranlaßt werden kann, der am Schalthebel neben dem Fahrersitz angeordnet ist. An einem Anlenkpunkt 17 ist ein Bremspedal 16 festgelegt, das mit der Ventilwelle 19 durch einen Stift 18 verbunden ist. Wenn das Pedal nach unten gedrückt wird und sich die Ventilwelle 19 nach links bewegt, wie dies durch einen Pfeil (Fig. 1) angedeutet ist, wird die Verbindung . zwischen der Leitung 11 und der Rohrleitung 13 gelöst und zwar in der ersten Stufe des nach links gehenden Zuges der ; Welle 19, und zur gleichen Zeit wird die Rohrleitung 13 (oder 14) mit der Abzugsleitung 15 verbunden. Die Rohrleitung 20 überführt die Flüssigkeit bei reguliertem Druck zum Drehmomentwandler 3. I

Gemäß Fig. 2 wirkt ein Kolbenventil 22 sowohl als Umschaltven-I" til als auch als Drucksteuerventil (inching valve). Das j Kolbenventil 22 besteht aus einem Rohrstück, dessen äußere ! Oberfläche einen guten Sitz auf der zylindrischen inneren ί Oberfläche 23 zur Verfügung stellt, die im Ventilkörper ausgebildet ist, um eine axiale und eine Drehbewegung bei Wasserdichtheit zu gestatten. Das Kolbenventil 22 ist an einer Umschaltwelle 25 festgelegt und nur deren relative Drehbewegung wird durch einen Keil 24 gestoppt. Die Bezugsziffer 26 bezeichnet eine Keilnut, die an der Innenfläche des Ventils 22 aus- ; gebildet ist. Die Umschaltwelle 25 hält die Drucksteuerv/elle 19 an ihrer inneren Oberfläche und ist in einer öffnung 27a der Abdeckung 27 festgelegt, die am äußeren rechten Ende des Ven- ; tilkörpers 8a angeordnet ist. Der Umschaltarm (Wähiarm) 12 j ist über eine Keilverbindung 25a festgelegt, ein axiales Abgleiten wird durch einen Schnappring 25b gestoppt. Der Schnappring 28 verhindert, daß die Umschaltwelle 25 nach rechts gleitet. Quer angeordnet auf der Welle 19 ist ein Stift 29, der

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auf beiden Seiten der Welle 19 herausragt und jeder hervorstehende Teil des Stiftes 29 verläuft durch eine Fensteröffnung 3O, die auf der rohrförmigen Umschaltwelle 25 ausgebildet
ist und greift in einen im Kreisumfang angeordneten Schlitz
31 ein, der am rechten Ende des Kolbenventils 22 ausgebildet
ist. Auf diese Weise wird die durch Bremsbetätigung verursachte
Bewegung der Welle 19 auf das Kolbenventil 22 durch den Stift
29 und den Schlitz 31 übertragen. Andererseits, wenn die Umschaltwelle 25 durch den Umschalthebel mittels des Umschaltarmes
12 gedreht wird, wird das Kolbenventil 22 durch den Keil 24
im gleichen Winkel in die gleiche Richtung getrieben, während
welcher Bewegung die Fensterdurchgangsöffnung 30 und der auf der Welle 25 ausgebildete Schlitz 31 sowie das Kolbenventil 22 je- i I weils miteinander umlaufen, ohne irgendeine Rotationskraft [ i auf den "inching"-Stift 29 zu übertragen, wobei der Stift 29 S

j i

j ohne Bewegung belassen wird. * j

j An der zylindrischen Ventilkörperoberfläche 23 geöffnet, sind

i eine Einlaßöffnung 33, die mit der Pumpe 9 verbunden ist, Aus- !

! laßöffnungen 34,35 (Fig. 3), die mit den vorwärts und rück- ·

I wärts arbeitenden Kupplungsleitungen 13,14 jeweils verbunden :

I sind und einer Abführöffnung 36, die mit der Abführleitung 15 ·

i in Verbindung steht. Andererseits ist das Kolbenventil 22 mit ■

: axial verlaufenden Nuten 37 (Fig. 2), 38,39; 40,41 (Fig. 3) !

j versehen und mit einer ringförmigen Nut 42, welche die Nuten j

j 37, 38 verbindet. Die axiale Nute 37 ist lang genug und ver-

• fügt über genügende Umfangsbreite, um die Verbindung mit der ■

I Durchlaßöffnung 33 offen zu halten, um die Arbeitsflüssigkeit .

j aufzunehmen, und zwar immer, wenn das Kolbenventil 22 umläuft I

! und in seinen vollen Anschlag verschoben wird. {

j Die Nuten 38, 39 sind axial ausgerichtet und ein herausragender

; Teil 42' mit der Länge 1 ist dazwischen angeordnet.Abzugsnuten

j 40, 41 sind im Kreisumfang beabstandet von der Nut 38 angeord-

} net und zwar durch I₀ (Fig.3) und deren_umfangsbreite.^/ird

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bestimmt in der Weise, daß in der Vorwärtsstellung, wie in Fig. 3 veranschaulicht, in welcher die Nut 38 und die Durchlaßöffnung 34 auf axial gemeinsamer Linie angeordnet sind, der Durchlaß 35 für die rückwärts arbeitende Kupplung völlig mit der Abzugsnut 41 verbunden ist. Andererseits wird in der Rückwärtsstellung, in welcher die Nut 38 und die Öffnung 35 axial ausgerichtet sind, die Öffnung 34 für die vorwärts arbeitende Kupplung völlig mit einer weiteren Abzugsnut 40 verbunden.

in Fig. 2 ist das Drucksteuerventil 8 so dargestellt, daß der Arm 12 sich in der Vorwärtsfahrtstellung befindet, und die Welle 19 ist zum linken Ende ihres Anschlages verschoben, der durch das Bremspedal verursacht wird, das ganz nach unten bis zum Anschlag gedrückt wird. Unter diesen Umständen dringt ; komprimierte Flüssigkeit von der Pumpe 9 zur Nut 38 durch die Leitung 11, den Durchlaß 33 und die Nuten 37, 42, wobei der Druck der Flüssigkeit in der Regulierkammer 48 reguliert wird und zwar durch eine Überdruckfeder (relief pressure spring) und einen Überdruckkolben 46, was noch im folgenden näher erläutert wird. In der Zwischenzeit wird die Öffnung 34 für die ; vorwärts arbeitende Kupplung mit der Abführleitung 15 durch die Leitung 39 verbunden, wodurch somit eine Kammer 23a innerhalb des Zylinders 23 und die Öffnung 36 die vorwärts arbeitende Kupplung in ihrer gelösten Stellung belassen. j

Wenn das Bremspedal gelöst wird, und die Drucksteuerwelle 18 sich nach rechts bewegt, wird das Kolbenventil 22 in die gleiche Richtung getrieben, durch den Stift 29; der vorstehende Teil 42' verläuft auf der öffnung 34 nach rechts, und schließlich beginnen die Nut 38 und die Öffnung 34 sich miteinander zu verbinden und regulierter Flüssigkeitsdruck in Bezug auf die Stellung des Bremspedal-es wird der vorwärts arbeitenden Kupplung zugeführt. Wenn das Bremspedal seine obere wirkungslose Stellung erreicht, öffnet sich der Durchlaß 34 völlig zur Nut 38 und zu

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ι gleicher Zeit fährt der Flüssigkeitsdruck fort, sich zu er- ', höhen und die Kupplung ist weich im Eingriff, wenn die :

; Bremse völlig gelöst wird.

Um den Flüssigkeitsdruck in Bezug auf die Stellung des Brειπεί pedales zu regulieren, sind im Beispiel die tiberdruckf ed er 44 ! und die Feder 45 vorgesehen. Der überdruckkolben 46 greift in I einen Zylinder 47 ein, der im Ventilkörper wasserdicht ausgefoilj det ist, wobei auf diese Weise eine Regulierkammer 48 gebildet i

• wird. Ein Kolben 49, der mit dem Kolben 46 eine Einheit bildet,

paßt in den Rohrleitungsabschnitt 50, der in der Weile 19 aus- ; gebildet ist und die Feder 45 wird zwischen den Kolben 49 und ; die Welle 19 gepreßt. Die Durchlaßöffnung 51 der Kammer 48 : ist verbunden mit der Einlaßöffnung 33 über die Rohrleitung \ Die Bezugsziffer 52 bezeichnet eine Überdrucköffnung, 53 ist I ein Absperrstift und 54 ist eine Abdeckung. ;

• In Übereinstimmung mit dieser Konstruktion variiert das Verhältnis zwischen dem Bremsdruck, d.h. dem Zug der Druck-

\ steuerwelle 19 und dem Leitungsdruck, wie dies in Fig. 5 veranschaulicht ist. Der Punkt A in Fig. 5 entspricht dem in Fig.2

: veranschaulichten Zustand, bei welchem die Drucksteuerwelle 19

in ihrer linken Stellung verbleibt und der Flüssigkeitsdruck : wird dadurch auf den niederen Wert "a" reguliert, daß die ; zusammengedrückte Feder 45 die Federung der Überdruckfeder 44 ■ zunichte macht, wodurch die Überdrucköffnung 52 zur Regulierkainmer/nin offen gehalten wird. Gemäß dem vorstehend Erwähnten ist es so, daß, wenn die Bremse gelöst wird, und die Welle 19 sich nach rechts bewegt, sich die Anspannung der Feder 45 in \ Bezug auf die Größenordnung der Bewegungen der Welle verringert, ! und sich der Flüssigkeitsdruck entlang dem in Fig. 5 veranschau- ^; lichten Pfeil erhöht auf den Wert "b", der bei einem Druck '■

von Null gegeben ist. Der zur Verfugung stehende Druckbereich ; I₃ in Fig. 5 hängt natürlich von der Stellung und Länge des j Teils 42', der Stellung der Durchlaßöffnungen 34,35 usw. ab«

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Um die vorwärts oder rückwärts arbeitende Kupplung zu wählen, wird das Kolbenventil 22 gedreht durch den Umschalthebel mittels des Umschaltarmes 12, die Nut 38 (Fig. 3), die auf dem Kolbenventil 22 ausgebildet ist, ist mit der unter Druck stehenden Flüssigkeitsquelle verbunden, und ist axial zur Öffnung 34 ausgerichtet zum Zwecke des Vorwärtstfeibens oder zur Öffnung 35 zum Zwecke des Rückwärtsantriebes. Wenn dcis Bremspedal nach unten gedrückt wird, wird die Kupplung im Betrieb gelöst, bevor die Bremsung bewirkt wird, dadurch daß das Kolbenventil 22 nach links gleitet, wodurch die Nut 38 von der Öffnung 34 abgeschnitten wird (oder der Öffnung 35), und die Öffnung 34 (oder 35) mit der Abführöffnung 36 verbunden wird* "Inching" (langsames Vorwärtsbewegen) wird durch die Regulierung der An/Aus~Geschwindigkeit zwischen der Nut 38 und den Öffnungen 34,35 bewirkt und durch die Regulierung des Flüssigkeitsdruckes in Bezug auf die Stellung des Bremspedales.

Erfindungsgemäß arbeitet ein einziges Ventil (Drucksteuerventil 22) wie zwei Ventile, da eine gleitende Oberfläche zwischen dem Kolbenventil 22 und dem Zylinder 23 wirksam angewandt wird, und die Vorwärts-Rückwärts-Schaltung zum Beispiel durch die Drehbewegung des Kolbenventils bewirkt wird und das "inching" zum Beispiel durch die axiale Bewegung des Kolbenventils erfolgt. Daher ist die Konstruktion sehr einfach. Die Kosten verringern sich. Darüberhinaus sind beide Funktionen völlig voneinander unabhängig, wodurch ein sicherer und stabiler Betrieb sichergestellt wird. Da eine Druckregulier-Vorrichtung, wie z.B. ein Überdruckkolben 46 nur an einem Ende des Ventilkörpers eingebaut ist, ist es leicht, das Ventil kompakt zu gestalten.

ANSPRÜCHE

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Claims (3)

ί .- PATENTANSPRÜCHE

1.\ Drucksteuerventil (8) mit einem Zylinder (23) und einem Kolbenventil (22), das genau in den Zylinder (23) eingepaßt ist, der mit einer Auslaßöffnung (34) versehen ist, die mit einer vorwärts arbeitenden Kupplung (5) verbunden ist und mit einer Auslaßöffnung (35), die mit einer rückwärts arbeitenden Kupplung (6) verbunden ist, wobei das Kolbenventil (22) mit einem Flüssigkeitsdurchlaßweg (38) versehen ist, der mit einer unter Druck stehenden Flüssigkeitsquelle (9) verbunden ist, wobei die Form und Stellung der Auslaßöffnungen (34,35) und des Durchlaßweges (38) geeignet sind, ein Vorwärts-Rückwärts-Umschaltventil und ein Drucksteuerventil zu bilden, das unabhängig wirksam wird, durch die Rotations— und Axialbewegung

des Koibenventils (22). \

2. Drucksteuerventil nach Anspruch 1, dadurch j

gekennzeichnet , daß der Durchlaßweg (38) Vor- . : wärts- und RückwärtsStellungen einnimmt und zwar in Ausrichtung mit den Auslaßöffnungen (34.35) und auch eine neutrale ; Stellung, wobei der besagte Durchlaß (38) nicht in Verbindung mit irgendweichen der Auslaßöffnungen (34,35) steht, wenn ein Bremspedal über einen bestimmten Anschlag hinaus niedergedrückt wird. j

3. Drucksteuerventil nach Anspruch 1, dadurch ge- |

j kennzeichnet, daß das Kolbenventil (22) mit einem ! Umschalthebel zur Drehbewegung verbunden ist und bei welchem

! das Kolbenventil mit dem Bremspedal zur axialen Drucksteuerbewegung (langsamen Bewegung) verbunden ist.