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Hydrostatisches Kupplungsgestänge
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Die Erfindung bezieht sich auf ein hydrostatisches Kupplungsgestünge
mit zwei in einem gemeinsamen Zylindergehä@-se längsverschiebbar angeordneten Kolben,
von deren jeweils eine Stirnwand des Zylindergehäuses durchdringenden Kolbenstangen
eine an einem Hebel angelenkt und von deren Stirnflachen wenigstens Jeweils eIne
ven einem Druckmittel beaufschlagbar ist das dem Inneren des Zylindergehäuses über
ein Schaltventil zugeführt wird.
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I,s gibt einen Betätigungszylinder dieser Art für eine hydraullscn
betätigte Reibungskupplung1 der durch die deutsche Offenlegungsschrift 2 129 292
bekanntgeworden ist, Dieser Detätigungszylinder soll dafür sorgen, daß der Kupplungspunkt
bei einer Reibungskupplung auch beim Verschleiß der Kupplungslamellen stets an derselben
Stelle liegt.
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Im Gegensatz dazu hat die vorliegende Erfindung die Aufgabe, den Abstand
der beiden Anlenkptinkte der Kolbenstange voneinander bei einer oder mehreren Groren
genau zu fixieren oder auch durch Entkuppeln veränderbar zu machen. Hierdurch können
von einem an einem Anlonkpunkt einer Kolbenstange angelenkten hebel Kräfte und Bewegungen
auf einen Gulenkpunkt der anderen Kolbenstange angelenkten @@bel übertragen werden.
Im entkuppelten Falle kann aber auch die Bewegung des einen llebels ohne Wirkung
auf den anderen Jlebol soin. Derartige llcbelfibertragungen können insbesondere
im Zusammenhang mit Querrogelungseinrichtungen bei Omnibussen von Bcdellturlfr,
sein.
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Bei derartigen Einrichtungen wird ein Tastarm in der Fairzeugmitte
am vorderen Achskörpor befestigt und seine Bewegungen worden über eine Stange an
das Lenkgestänge bzw. die Spurhebel übertragen.
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Da solche quergeregelte Omnibusse nicht nur auf speziellen Fahrbahnen
geführt werden, wo ein Tastarm in einer FXlrungsschiene geführt wird, sondern auch
auf normalen Straßen, wird bei der letzteren Verwendung der Tastarm eingezogen.
Dann wird auch die erfindungsgemäß vorgesehene Kupplung ausgeschaltet, so daß die
Übertragung einer Bewegung von einem llebelarm auf den anderen llebelarm nicht erfolgt.
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Die gestellte Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß
auch die andere Kolbenstange an einem hebel angelenkt ist und zwischen den beiden
gegeneinander gerichteten Stirnflächen der Kolben eine Trennwand angeordnet ist,
während das Schaltventil den durch die Trennwand gebildeten beidon
Kammern
vor oder hinter weiiigstens oinom der beiden Kolben das Druckmittel zuzufiihren
vermag und/oder auch für dio Rückführung des Druclcmittels sorgt.
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Das hydrostatische Kupplungsgestänge, das im Zusammenhang mi einem
quergeführten Bus Verwendung finden soll, muß auch so ausgestaltet so iii, dall
es entkuppelt werden kann, so daß dio Bewegungen der Lenkung nicht mehr auf den
Tastarm übertragen werden. Im anderen Falle, wenn also dor Omnibus quergeführt ist
und dazu ein Tastarm in einer Führungsschieno verläuft, muß das hydrostatische Kupplungssgestänge
eine feste Mittellänge haben, so daß die Bewegungen des Tastarms voll auf die Lenkung
übertragen werden, die @ewegung des Eingangshebels also voll auf den Ausgangsbebel
Obertragen wird. Hierzu wird das hydrostatische Kupplungsgestänge so auseebildet,
daß am stangenseitigen Ende einer Kolbenkemmer eine Zuleitung und am kolbenseitigen
Ende derselben Kammer sowie am stangenseitigen Ende der anderen Kammer Rückleitungen
vorgesehen sind, die vom Schaltventil mit der Pumpe bzw. mit dem Vorratsbehälter
verbunden werden, und daß das Innere der ersten Kammer in der Stellung, in der der
zugehörige Kolben an der Trennwand anliegt, über eine Bohrung In der Kolbenstange
dIeses Kolbens und eine die Trennwand durchsto@ende Innenzuführung Verbindung mit
der zweiten Kammer hat. hierdurch liegt bei gesciliossener Kupplung, bei der der
einen Kammer ein Druck zugeführt wird, auf Jeweils derselben Seite der beiden Kolben
dieser Druck und druck beide Kolben in derselben Richtung gegen eine Kammerwand,
so daß dadurch die beiden Anienkpunkte der beiden Kolbenstangen einen festen Abstand
voneinander haben und das hydrostatl-scho Kupplungsgestänge als feste Gelenkstange
dient. Beim Lösen der JuppIung werden alle Zufülirtungen
in der
anderen Stellung des Schaltventils miteinander und mit dem Vorratsbehälter verbunden,
so daß die beiden Anlenkpunkte der Kolbenstangen sich gegeneinander frei bewegen
können.
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Bei einer anderen Ausführung eines hydrostatischen Kupplungsgestänges
lassen sih drei verschiedene Abstandslängen der Anlenkpunkte genau festlegen. hierzu
ist am stangenseitigen und am kolbenseitieen Ende jeder Kammer ein Leitungsanschluß
vorgesehen, und diese Leitungsanschlüsse können je nach dor Stellung des Schaltventils
mit einer Zuleitung des Druckmittels oder mit einer Ableitung in den Vorratsbehälter
verbunden sein. In einer ersten Stellung des Ventils können die beiden äußeren Anschlüsse
als Zuleitung und die beiden inneren Anschlüsse als Ableitung geschaltet sein. Es
kann aber auch in einer zweiten Schaltstellung umgekehrt sein. In der ersten Schaltstellung
nimmt die hydrostatische Kupplungsstange die minimale Schaltstangenlnge und in der
anderen Stellung die maximale Schaltstangenlänge ein.
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In einer dritten Stellung des Schaltventils können die auf einer Seite
jedes Kolbens liegenden Anschlüsse als Ableitung und die auf der anderen Seite jedes
Kolbens liegenden Anschlüsse als Zuleitung geschaltet sein. Dann nehmen die Anlenkpunkte
der Kolbenstange eine mittlere Stangenlange ein.
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Wenn auch dieses hydrostatische Kupplungsgestange entkuppelt werden
soll, werden in einer weiteren Schaltstellung des Schaltventils alle Anschlüsse
als Ableitung geschaltet. Auch dann sind die Anlenkpunkte der Kuppltlngsstangen
gegeneinander frei beweglich.
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Damit das Kupplungsgestänge gegen Verdrehung gesichert wird, kann
in 1agerböckc1Ien an der Zylindergehäuseaußenseite parallel zur Längsachse des Zylindergehäuses
eine Stange gelagert sein, deren Enden in zu den Kolbenstangen führonden Haltestegen
befestigt sind.
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Im falle des ersten Ausführungsbeispiels kann auf der Verdrehsicherungsstange
eine als Druckfeder ausgebildete Zentrierfedor zwischen einem Lagerböckchen und
einem llaltesteg angeordnet sein, dor an der zugehörigen Kolbens tange befestigt
ist.
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Für das zweite Ausführungsbeispiel können die Ilaltestege mit Gleitsitzen
auf den Kolbenstangen geführt sein.
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Der Vorteil einer solchen hydraulischen Kupplungsstange ist, daß Kräfte
entsprechend der Kolbenwirkfläche übertragen werden können, die dem mit den Leitungen
übertragenen Druck entsprechen. Werden diese Kräfte überschritten, dann kann wenigstens
ein Kolben in einer Richtung nachgeben, so daß die Grenze der Übertragungskräfte
eingestellt werden kann und es beim Überschreiten dieser Kräfte nicht zum Bruch
von angeschlossenen Teilen kommt. Wird ein solches hydrostatisches Kupplungselement
zwischen Tastarm und Lenkung bei mechanischall Querregelungseinrchtungen verwendet,
dann wird auf diese Weise vermieden, daß harte Stöße am Tastarm auf das Lenksystem
des Fahrzeugs übertragen werden. Außerdem wirkt in diesem Falle die Kupplungsstange
gleichzeitig als Lenkungsdämpfer, weil eine verzögerte Flüssigkeitsverschiebung
durch eine in der Ableitung vorgesehene Drossel möglich ist.
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Im übrigen kann das hydrostatische Kupplungsgestänge in jede Art von
kinematischen Viergelenkgetriebe eingesetzt werden und ersetzt dort die Koppelstange
des kinematischen Viergelenks. Der für dieses sonst benötigte Raum wird durch die
Erfindung wesentlich eingeschränkt und es werden auch koine zusätzlichen flefestigungselemente
benötigt.
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Weiterhin ist es möglich, mit einer Sonderkonstruktion der Erfindung
drei verschiedene Stangenlängen hydraulisch zu fixieren.
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Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Beispielen
in der folgenden Beschreibung näher erläutert, der auch weitere Einzelheiten des
Gegenstandos der Erfindung entnommen werden können. Es zeigon: Fig. 1 ein hydraulisches
Kupplungsgestänge mit Mittellängenzen trierung, Fig. 2 ein hydraulisches Kupplungsgestänge,
mit dem drei Stangenlängen hydraulisch fixiert werden können.
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Das in Fig. 1 dargestellte hydrostatische Kupplungsgestänge weist
ein Zylindergehäuse 1 auf, in dem zwei Kolben 2 und 3 längsverschiebbar angeordnet
sind. Die Stirnwände 4 und 5 des Zylindergehäuses 1 werden von den Kolbenstangen
G und 7 durchdrungen, an deren freien Enden 8 bzw. 9 einerseits ein Eingangshebel
11 und andererseits ein Ausgangshebel 12 angelenkt sind. Diese beiden hebel sind
jeweils um einen festen Punkt mit einem Lager 13 bzw. 14 schwenkbar gelagert und
können
als ein- oder zweiarmige Jlebel ausgebildet sein und dementsprechend weitere Gelenkstellen
zum Anschluß weiterer Gelenkgestänge tragen.
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In der Mitte des Zylindergeii'iijses ist eino Trennwand 15 0311-gezogen,
die das Innoro des Zyli:idergehäuses 1 in zwei Kammern 1G und 17 aufteilt, in denen
sich jeweils ein Kolben 2 bzw. 3 hin- und herbewegen kann.
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Am stangenseitigen Ende der Kammer 1G ist ein Anschluß 18 für eino
Zuleitung 19 vorgese1ien, durch die von einer Pumpe 21 iiber ein Schaltventil 22
ein Druckmittel zugeführt werden kann. Am kolbenseitigen Ende derselben Kammer 1G
ist ein Anschluß 23 für eine Rückleitung 24 vorgesehen. Ein weiterer Anschluß 25
ist am stangonseitigen Ende dor anderen Kammer 17 vorgesehen, an dem auch eine Rückleitung
26 angeschlossen ist. Die Rückleitungen 24 und 26 vereinigen sich zu einer Leitung
27, in der ein Drossolventil 28 angeordnet ist. Die Leitung 27 ist ebenfalls an
dem Schaltventil 22 angesclilossen und führt danach zu einem Vorratsbehälter 29,
in den das Druckmittel nach Durchgang durch das Zylindergehäuse 1 zurückgeführt
wird.
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Das Innere der ersten Kammer 1G ist in der Stellung, in der der zugehörige
Kolben 2, wie in Fig. 1 gezeichnet, an der Trennwand 15 anliegt, über eine Ausnehmung
31 in der Stirnwand 4, eine kleine Querbolirung 32 in der Kolbenstange G und oine
größere Längsbohrung 33 in dieser Kolbenstange sowie über eine die Trennwand 15
durchstoßende und in ihr befestigte rohrförmige Innenzuführung 34 mit der zweiten
Kammer 17 verbunden Der Innendurchmesser der größeren Längsbohrung
33
und der Außendurchmesser der rohrförmigen Innenzufiihrung 34 sind so aufeinander
abgestimmt, daß der bewogliche Kolben 2 mit der Kolbenstange G über der rolirförmigen
Innenzuführung 34 gleiton kann. Zur Abdichtung zwischen der Längsbohrung 33 und
dem Außendurchmesser der rohrförmigen Innenzuführung 34 ist im Kolben 2 und in der
Kolbenstange G eine ringförmige Vertiefung 35 angebracht, in die ein Dichtring 36
eingelegt ist.
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In Lagerböckchen 37 und 38 an der Zylindergehäuseaußenwand ist parallel
zur Längsachse des Zylindergelläuses 1 eine als Verdrehsicherung dienende Stange
39 gelagert. Diese Verdrehsicherungsstange ist an ihren Enden in zwei zu den Kolbenstangen
6 und 7 führenden llaltestegen 41 und 2 geführt. Der lialtesteg 41 ist nur an der
Kolbenstange 6 befestigt und kann auf der Verdrehsicherungsstange 39 gleiten, während
der llaltesteg 42 sowohl an der Kolbenstange 7 als auch an der Verdrehsicherungsstange
39 befestigt ist. Zwischen dem Lagerböckchen 38 und dem 1;haltesteg 42 befindet
sich auf der Verdrehsicherungsstange 39 eine Zentrierfeder 43, die bei Drucklosigkeit
im Zylindergehäuse 1 dieses und den Kolben 3 mit der Kolbenstange 7 immer in die
in Fig. 1 dargestellte Lage bringt. Lediglich dor Kolben 2 mit dem an seiner Kolbenstange
6 angelenkten Bingangshebel 11 können sich dann in ihren Grenzen frei bewegen.
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Zum Kuppeln des Ausgangshebels 12 an die Bewegungen des Eingangshebels
11 wird das hydraulische Schaltventil 22 in die in Fig. 1 dargestellte Lage gebracht.
Dadurch kommt vom hydraulischen Versorgungssystem über die Pumpe 21 das Druckmittel
in
die Arbeitskammer 16 und von dort über die Innenzuführung 34 auch in die Arbeitskammer
17, so daß in beiden Kammer ein Systemdruck aufgebaut wird. Dadurch werden die beiden
Arbeitskammerii jeweils gegen ihren Anschlag, und zwar der Arbeitskolben 2 gegen
die Trennwand 1,5 und der Arbeitskolben 3 gegen die Stirnwand 5 geschoben. Auf diese
Weise werden die Enden 8 und 9 der beiden Kolbenstangen 6 und 7 in einem genau definierten
festen Abstand L gehalten, so m daß jede Bewegung, die der Eingangshebel 11 macht,
auf den Ausgangshebel 12 übertragen wird. Kräfte vom Eingangshebel 11 können somit
auf den Ausgangshebel 12 übertragen werden. llöhere Kräfte, die auf die Kupplungsstange
einwirken, und die den spezifischen Flüssigkeitsdruck multipliziert mit den Kolbenflächen
überschreiten, werden nur teilweise übertragen, weil dabei die Kolbenstange zusammengedrückt,
d. ii. die Enden 8 und 9 der Kolbens tangen G und 7 dabei einander angenähert werden.
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Zum Lösen der mechanischen Verbindung wird das Schaltventil 22 in
die andere Schaltstellung gebracht. In dieser werden alle Arbeitskammern über das
Schaltventil 22 mit dem Vorratsbehälter 29 verbunden. In den einzelnen Arbeitskammern
wird kein Druck mehr aufgebaut. Infolgedessen kann die Kupplungsstange keine Kräfte
mehr übertragen. Die Bewegungen des Eingangshebels 11 verschieben in dieser Stellung
dos Schaltventils nur noch die Arbeitskolben 2 und u. U. auch 3 im Zylindergehäuse
1, ohne daß der in der Mittellage fixierte Ausgangshebel 12 mitverstellt wird, da
die an ihm angelenkten Kräfte größer sind als die Reibungskräfte an seinen Anlenkstellen
und im Zylindergehäuse.
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Bei einem quergeführten Omnibus kann nun das Schaltventil zusammen
mit einer Einrichtung gekoppelt werden, die dio Führungsräder in die Leitschiene
absenken und wieder anheben, so daß beim Absenken der Führungsräder das Schaltventil
22 in die in Fig. 1 gezeigte Stellung gebracht wird und beim Anheben der Führungsräder
die hydraulische Kupplungsstange dadurch gelöst wird, daß das Schaltventil 22 in
die andere Lage gebracht wird.
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Elit der in Fig. 2 dargestollten hydraulischen Kupplungsstango können
drei Stangenlängen Lmax, Lm und Lmin eingestellt werden.
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Auch hier sind ein Eingangshebel 44 und ein Ausgangshebel 45 mit festen
Lagern 4G und 47 schwenkbar gelagert. Die Enden des Eingangshebels 44 und des Ausgangshebels
45 sind mit den freien Enden 48 und 49 von Kolbenstangen 51 und 52 geleiikig verbunden.
Die zu den Kolbenstangen 51 und 52 gehörigen Nolben 53 und 54 befinden sich in Kammern
55 und 5G eines Zylindergehäuses 57,das in seiner Mitte eine Trennwand 58 aufweist.
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Jeweils an den beiden Enden der Kammer 55 und 56 befinden sich Anschlüsse
59, G1, 62 und 63,die über Leitungen G4, 65, (;G und G7 durch ein Schaltventil 68
entwedor mit einer pumpe G9 oder mit einem Vorratsbehälter 70 verbunden werden können.
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Das Schaltventil 68 zoigt drei Schaltstellungen A, B und C. In der
Schaltstellung A wird die minimale Stangenlänge Lmin eindienen gestellt, dann /
die Leitungen G4 und G7 als Zuleitungen Z, die die Anschlüsse 59 und 63 mit der
Pumpe 69 verbinden, während die Leitungen 65 und GG als Wegleitungen W dienen, über
die das Druckmittel in den Vorratsbehälter 70 zurückgeführt wird.
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Auch in diesem Falle ist wieder eine Stange 71 als Verdrehsischerung
vorgesehen, die in zwei Lagerböckchen 72 un<i 73 geführt ist. An den Enden der
Stange 71 sind Haltestege 74 nnd 75 befestigt. Sie sind im Bereich der Kolbenstangen
51 und 52 mit Ibhrungen versehen, in denen diese Kolbenstangerl gleiten. Im übrigen
ist die Verdrehsicherungsstange 71 am Lagerböckchen 73 befestigt.
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L e e r s e i t e