DE2747642A1

DE2747642A1 - Vorrichtung zum abschalten der hydraulischen antriebsuebertragungskupplung in fahrzeugen mit durch fluessigkeit betaetigten bremsen

Info

Publication number: DE2747642A1
Application number: DE19772747642
Authority: DE
Inventors: Frederick R Goode
Original assignee: International Harverster Corp
Current assignee: Navistar Inc
Priority date: 1976-10-26
Filing date: 1977-10-24
Publication date: 1978-04-27
Also published as: DE7732748U1; US4088208A; PL201751A1; PL115210B1

Description

Vorrichtung zum Abschalten der hydraulischen Antriebsübertragungskupplung in Fahrzeugen mit durch Flüssigkeit

betätigten Bremsen

Vorrichtungen zum Trennen oder Abschalten des Fahrantriebs kommen seit einiger Zeit, wie die US-PS 3 o5o 165 zeigt, in Baumaschinen, insbesondere in auf Rädern laufenden Schaufelladern zur Verwendung. Die in solchen Maschinen verfügbare Kraft dienS°wohl zur Betätigung des Antriebs für die Fortbewegung der Maschine als auch zum Betrieb von hydraulischen Pumpen, die Druckflüssigkeit zum Steuern des Fahrzeugs und zur Betätigung der vom Fahrzeug getragenen Arbeitsgeräte liefern.

In gewissen fällen wünscht der Fahrer die Antriebsübertragung abzuschalten, um die vorhandene Kraft voll für die hydraulischen Pumpen einsetzen zu können. Dies ist der Fall, wenn die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs gering und die hydraulische Belastung hoch ist, etwa dann, wenn ein Schaufellader mit voller Schaufel an einen Lastwagen heranfährt. In einem solchen Fall wird die Motorleistung verringert, was aber auch zur Folge hat, daß auch die Förderleistung der Pumpen sinkt. Zum schnellen Anheben der Schaufel und auch zum Steuern des Fahrzeugs wird aber gerade eine hohe Motorleistung gewünscht. Ist ein Bremspedal vorhanden, über welches die übertragung getrennt oder abgeschaltet werden kann, während die Fahrgeschwindigkeit gleichzeitig verlangsamt wird, ist es möglich, die Motorleistung beizubehalten oder noch zu steigern, um die benötigte Förderleistung der Pumpen beizubehalten.

In anderen Fällen ist es nicht erwünscht, die Antriebsübertragung beim Bremsen abzuschalten, so, wenn das Fahrzeug rollt.

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Sehr wünschenswert ist daher eine Vorrichtung, welche es dem Fahrer ermöglicht, wahlweise entweder die Bremsen anzulegen, während automatisch die Antriebsübertragung abgeschaltet wird, oder die Bremsen bei Aufrechterhaltung des Fahrantriebes zu betätigen.

Da das Gelände, auf dem solche Fahrzeuge tätig sind, oft nicht eben ist, wird auch verlangt, daß das Fahrzeug nicht unbeabsichtigt abrollt. Befindet sich der Fahrer in einer Situation, welche ein Abbremsen mit abgeschalteter Antriebsübertragung verlangt, wünscht man die Bremsen anzulegen, bevor diese übertragungsvorrichtung abgeschaltet wird. Andernfalls könnte das Fahrzeug, falls es auf einem abschüssigen Gelände arbeitet, während eines kurzen Zeitabschnittes abrollen und zwar in dem Zeitabstand zwischen Abschaltung der übertragung und Anlegung der Bremse.

Die wahlweise Steuerung für die Bremsen allein oder für Bremsen mit automatischer Übertragungsabschaltung muß von der Fahrerkabine her erfolgen, während die übertragungsvorrichtung sich davon entfernt befindet. Bei Schaufelladern mit einknickbarem Rahmengestell können sich sogar die Kabine und die übertragungsvorrichtung auf verschiedenen Rahmengestellteilen befinden. Um auf ein von der Kabine ausgehendes Signal,die übertragungsvorrichtung abzuschalten, muß zwischen dem Bremspedal und der übertragung irgend eine Verbindung bestehen. Früher wurden für diese Verbindung hydraulische Schläuche oder luftschläuche manchmal auch mechanische Gestänge vorgesehen. Solche Verbindungen sind kostspielig, erfordern eine größere Anzahl mechanischer Einzelteile und für den Zusammenbau viel Zeit. Bei mit einem Knickgelenk versehenen Rahmengestellen müssen solche Schläuche, wie auch die Gelenkverbindungen sich durch den Gelenkbereich des einknickbaren Rahmengestells erstrecken, was wegen der schon durch diesen Bereich geführten, sich zwischen den Pumpen und den hydraulisch betriebenen Teilen erstreckenden

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hydraulischen leitungen kompliziert ist·

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, welche die Trennung oder Abschaltung der Antriebsübertragungsvorrichtung eines Fahrzeuges bei automatischer Anlegung der Bremsen herbeiführt, wirtschaftlich ist, weniger mechanische Einzelteile benötigt und verhältnismäßig leicht einzubauen und zu unterhalten ist; welche weder mechanische Gelenkverbindungen noch sich zwischen Kabine und übertragungsvorrichtung erstreckende Plüssigkeits- oder Luftschläuche benötigt, ferner ein unbeabsichtigtes Abrollen des Fahrzeuges ausschließt und sicherstellt, daß die Bremsen angezogenen sind, bevor die Antriebsübertragung unterbrochen ist.

Ausgehend von einer Vorrichtung zum Abschalten der hydraulisch betätigbaren Antriebsübertragungskupplung in Fahrzeugen mit bei Beätigung eines Bremspedals durch Flüssigkeitsdruck betätigten Bremsen und mit in den Flüssigkeitskreislauf zum Lösen der Kupplung eingeschaltetem Zweiwegeventil, welches durch Federdruck in die eine, die Kupplung einlegende lage verschiebbar ist, besteht die Lösung der vorgenannten Aufgabe gemäß der Erfindung darin, daß das Zweiwegeventil in einen elektrischen Stromkreis eingeschaltet ist, der ein Solenoid-Ventil und einen normalerweise offenen Schalter enthält, der bei Druck auf ein zweites Bremspedal das Solenoid erregt, das Zweiwegeventil in die andere, die Kupplung lösende Lage verschiebt und dadurch Druckflüssigkeit zu den Bremsen zufließen läßt und diese anlegt· Weiter ist in den elektrischen Stromkreis, in Reihe mit dem erwähnten Schalter ein auf Druck ansprechender weiterer Schalter eingeschaltet, der normalerweise offen und nur geschlossen ist, wenn in den Bremsen ein vorbestimmter Druck herrscht, wodurch die übertragungsvorrichtung nur nach Einleitung der Bremsbetätigung abzuschalten ist.

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In die Abflußleitung des mit einem durch eine Feder vorgespannten Schiebers versehenen Solenoid-Ventils kann ein Servo-Zylinder eingeschaltet sein, dessen Kolben mit dem Zweiwegeventil verbunden ist, über welches die von der Pumpe geförderte Druckflüssigkeit der Antriebsübertragungskupplung über ein die Druckflüssigkeit steuerndes Ventil zugeleitet wird, wobei der Schieber des Solenoidventils entsprechend der Druckbeaufschiagung des Kolbens durch Servozylinder in eine Lage verschoben wird, in welcher die Druckflüssigkeit kurzgeschlossen ist. Hierbei steuert das erwähnte Ventil in seiner Normalstellung das Einlegen und Lösen der Kupplung, ist aber unwirksam, wenn es durch Erregung des Solenoid-Ventils verschoben ist.

Zweckmäßig ist in den Flüssigkeitsstromkreis ein Zylinder eingeschaltet, dessen darin verschieblicher Kolben über ein Schwenkgestänge mit einem Bügel verbunden ist, der zwei Bremspedale trägt, wobei nur bei Druck auf das eine Pedal der das Solenoid erregende Schalter und damit der elektrische Stromkreis geschlossen wird.

Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Vorrichtung zur Unterbrechung bzw. zur Abschaltung der Antriebsübertragung ist auf der Zeichnung in einem AusfUhrungsbeispiel teilweise schematisch veranschaulicht.

Nit Io ist allgemein ein konventionelles Bremssystem dargestellt, daß entweder hydraulisch oder pneumatisch arbeitet und bei dem Scheiben oder Trommeln oder eine Kombination derselben zur Verwendung gelangen. Ein Zylinder 12 mit einem darin verschiebliehen Kolben 14 ist in einen geschlossenen Kreislauf aufgenommen, in dem durch eine Leitung 16 Druckflüssigkeit zu den Bremsen gleitet wird, von denen eine schematisch bei 18 dargestellt ist.

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Mit der leitung 16 sind die jedem Rad zugeordneten Zylinder verbunden, von denen einer bei 2o veranschaulicht ist und über welche die Bremsen bei Einwirkung der hydraulischen Druckflüssigkeit betätigt werden.

über einen Arm 22 ist der Kolben 14 mit einer Welle 24 verbunden, die in der Fahrerkabine oder in deren Nähe beidendig in lagern 26 abgestützt ist. Ein gleichfalls mit der Welle 2¹» verbundener Arm 28 erstreckt sich in einer zum Arm 22 entgegengesetzten Richtung. Am Arm 28 ist ein U-förmig gestalteter Bügel 3o befestigt, dessen einer Schenkel über ein Verbindungseisen 34 mit einem Bremspedal 32 verbunden ist. Beim Niederdrücken dieses Pedals wird über den Arm 28 die Welle 24 in ihren lagern entgegen dem Uhrzeigersinn (bei Blick auf die Zeichnung) verdreht. Dabei wird der Arm 22 mitverschwenkt und dadurch der Kolben 14 j η den Zylinder 12 hineingestoßen. An den Arm 22 greift eine Zugfeder 39 an, welche den Kolben in die in der Zeichnung veranschaulichte Ausgangslage zurückzieht und dadurch die Bremsen freigibt. Am anderen Schenkel des Eisens 3o ist ein Stützglied 36 befestigt, das ein zweites Bremspedal 38 trägt. An diesem Pedal ist ein normalerweise offener Schalter 4o angebracht, der durch Fußdruck des Fahrers geschlossen wird, wenn dieser Druck größer ist als die Kraft der Feder 39.

An den Schalter to schließt eine elektrische leitung an, die zu einer Klemme eines normalerweise offenen, auf Druck ansprechenden Schalters 44 führt. Auf den Schalter wird der Druck in der hydraulischen leitung 16 über ein T-Stück 46 und einen Nippel 48 ausgeübt. Erreicht der Druck in der leitung 16 einen vorbestimmten Wert, schließt der Schalter 44 und er öffnet wieder, wenn der Druck unter diesen Wert absinkt. Der Schalter 44 kann der übliche, mit Schachstrom betriebene Schalter sein, wie er auf Fahr-

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zeugen verwendet wird; er is t über eine Leitung 5o an die eine Klemme einer Batterie 52 angeschlossen. Eine mit Schwachstrom betriebene Lampe 54 ist über eine Leitung 56 an die Klemme des Schalters 44 wie an die leitung 42 angeschlossen. Die Fassunp der Lampe 54 ist über die leitung 58 an Erde gelegt. Wenn also der Schalter 44 entsprechend dem Druck in der leitung 16 geschlossen ist, ist der Stromkreis über die Batterie 52 geschlossen und die lampe 54 brennt.

über eine leitung 60 ist der Schalter 4o mit der Spule eines allgemein mit 6¹J bezeichneten Solenoid-Ventils verbunden. Dieses Ventil enthält einen Schieber 66, der in einer Bohrung 68 des Ventilkttrpers 7o verschieblich angeordnet ist. Durch eine Feder 72 wird der Schieber gegen den Boden der Bohrung gedrückt. Im Ventilkörper 7o sind drei Einlasse bzw. Auslässe 74, 76 und 78 vorgesehen, die in Verbindung mit der Bohrung 68 stehen. Mit dem Einlaß 7^ steht eine leitung 82 in Verbindung, die eine Pumpe enthält und mit einer Abzweigung 83 versehen ist, über welche Druckflüssigkeit für andere am Fahrzeug vorzunehmende Funktionen, wie die Schmierung, weitergeleitet.wird. Die öffnung 76 steht über eine leitung 86 mit dem Behälter und die öffnung 78 über eine leitung 9o mit einem allgemein mit 88 bezeichneten Servozylinder in Verbindung. Im Innern weist der Schieber 66 Durchgänge 92 auf, die eine Verbindung zwischen den öffnungen 78 und 76 herstellen, während die öffnung 74 gesperrt ist, wenn der Schieber gegen den Boden der Bohrung 68 anliegt. Wird der Schieber in der Zeichnung nach links verschoben, wird eine Durchlaßverbindung zwischen den öffnungen 74 und 78 geschaffen und gleichzeitig die öffnung 76 gesperrt.

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Der Servozylinder 88 enthält einen durch eine Feder 96 vorgespannten, in der Zeichnung nach rechts gedrückten Kolben 94. läuft dem Zylinder 88 durch die leitung 9o Druckflüssigkeit zu, wird dieser Kolben entgegen der Kraft der Feder 96 nach linke gedrückt. Mit dem Kolben 94 ist ein Zweiwegeventil 98 körperlich verbunden. Bei der in der Zeichnung wiedergegebenen Stellung des Kolbens 9** wird durch eine Pumpe loo Druckflüssigkeit durch eine leitung Io2 zum Ventil 98, durch dieses hindurch in eine Leitung Io3 gefördert. Die zweite durch dieses Ventil hindurchführende leitung Io5, Io4 führt zum Behälter 84. Wird dem Servozylinder 88 durch die leitung 9o Druckflüssigkeit zugeleitet, verschiebt das Ventil 98 sich in der Zeichnung nach links, wonach die leitungen Io2, Io3, lot und Io5 mit dem Behälger 84 in Verbindung stehen. Die leitungen Io3 und Io5 sind mit einem allgemein mit 112 bezeichneten Steuerventil verbunden, das ein Dreiwegeventil ist, das in der Mitte seine Neutralstellung hat. über leitungen I06, Io7 ist dieses Ventil mit einer allgemein mit Ho bezeichneten übertragungsvorrichtung verbunden, in der eine Kupplung I08 für den Vorwärtsantrieb und eine Kupplung Io9 für den Rückwärtsantrieb enthalten sind. Wird das Ventil 112 aus seiner Neutralstellung nach links verschoben, erlangen die Leitungen Io3 und I06 Durchlaßverbindung, wodurch über die Kupplung I08 der Vorwärtsantrieb eingeschaltet bzw. gesteuert wird, während über die dann verbundenen leitungen Io5 und Io7 die Kupplung Io9 mit dem Behälter 84 verbunden ist. Wird das Ventil 112 aus seiner Neutralstellung nach rechts verschoben, erlangen die Leitungen I03 und Io7 Durchlaßverbindung, wodurch über die Kupplung Io9 der Rückwärtsantrieb eingeschaltet bzw. gesteuert wird, während die an die Kupplung I08 anschließenden leitungen I06 und Io5 dann Verbindung zum Behälter 84 haben.

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Aus dieser Erläuterung folgt, daß bei Druck auf das Pedal 38 der Schalter 4o geschlossen wird und der Druck in der leitung l6 anzusteigen beginnt. Der Solenoid 62 bleibt solange nicht erregt, als der Druck in der leitung ausreicht, den Schalter 44 zu schließen und auch ausreicht, den Radzylinder 22 auszustoßen, um durch die Bremse l8 einen bestimmten Bremseffekt zu erreichen. Bei geschlossenem Schalter 44 ist der von der Batterie 52 gespeiste Stromkreis geschlossen und der Schieber 66 des Ventils 64 ist soweit verlagert, daß eine Durchlaßverbindung zum Servozylinder 88 besteht, um die übertragungsvorrichtung abzuschalten. Da eine gewisse Bremswirkung schon erreicht wird, bevor der Solenoid 62 erregt wird, wird das Fahrzeug bei Druck auf das Pedal }8 nicht unbeabsichtigt abrollen. Der Grad des Überschneidens, d.h. eine wie starke Bremswirkung erreicht wird, bevor die übertragungsvorrichtung abgeschaltet ist, kann kontrolliert und wahlweise dadurch eingestellt werden, daß für den Schalter 44 ein auf einen unterschiedlichen Druck ansprechender Schalter ausgewählt wird. Dadurch, daß an die Stelle des Schalters 44 ein solcher eingefügt, der bei einem höheren oder niedrigeren Druck schließt, kann das überschneiden variiert werden, wobei von der Tatsache ausgegangen wird, daß Herstellungstoleranzen beim Einbau in eine Vielzahl von Fahrzeugen statt einem genauen Punkt einen Überschneidungsbereich erzeugen. Es ist zu beachten, daß, wenn das Pedal 38 freigegeben wird, der Schalter 4o öffnet, wonach das Solenoid 62 nicht «ehr erregt wird. Durch die Feder 72 wird der Schieber 66 in die in der Zeichnung dargestellte lage verschoben, wodurch auch im Servozylinder 88 das Ventil 98 durch die Feder in die gezeigte' lage verstellt wird. Die übertragungsvorrichtung Ho wird daher in den Betriebszustand zurückgeführt, der bestand, bevor das Pedal 38 eingedrückt wurde, dies unter der Voraussetzung daß der Fahrer die Stellung des Steuerventils 112 inzwischen nicht geändert hat.

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Durch einen Druck auf das andere Pedal 32 werden die Bremsen 18 angelegt und durch den resultierenden Druck in der leitung 16 wird der Schalter HH geschlossen. Doch bleibt der Schalter Ίο offen und das Solenoid 62 wird nicht erregt. Polglich bleibt die übertragungsvorrichtung Ho durch Druck auf das Pedal 32 unbeeinflußt. Jedenfalls wird das Solenoidventil 64 nur dann erregt, wenn sowohl der mechanisch betätigbare Schalter Ho als auch der auf Druck ansprechende Schalter 11 geschlossen sind. Solange das Solenoid nicht erregt ist, kann die Antriebsübertragungskupplung betätigt werden; ist dagegen das Solenoid erregt, ist sichergestellt, daß die Kupplung gelöst ist.

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e r s e i t e

Claims

MOOO MQndim S, 24. October 1977 D-97M3

Telefon (OM) 240675

International Harvester Company,Chicago

Patentansprüche

Vorrichtung zum Abschalten der hydraulisch betätigbaren Antriebsübertragungskupplung in Fahrzeugen mit bei Betätigung eines Bremspedals durch Flüssigkeitsdruck anlegbaren Bremsen und mit in den Flüssigkeitskreislauf zum lösen der Kupplung eingeschaltetem Zweiwegeventil, welches durch Federdruck in die eine, die Kupplung ainlegende lage verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zweiwegeventil (98) in einen elektrischen Stromkreis eingeschaltet 13t, der ein Solenoid-Ventil (64) und einen normalerweise offenen Schalter (4o) enthält, der bei Druck auf ein zweites Bremspedal (38) das Solenoid erregt, das Zweiwegeventil in die andere, die Kupplung lösende lage verschiebt und dadurch Druckflüssigkeit zu den Bremsen zufließen läßt und diese anlegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den elektrischen Stromkreis in Reihe mit dem Schalter (4ο) ein auf Druck ansprechender Schalter (44) eingeschaltet ist, der normalerweise offen und nur geschlossen ist, wenn in den Bremsen ein vorbestimmter Druck herrscht, wodurch die übertragungsvorrichtung nur nach Einleitung der Bremsbetätigung abgeschaltet wird,

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (44) in einen das Bremslicht enthaltenden Stromkreis eingeschaltet ist, dessen Glühbirne nur bei geschlossenem Schalter aufleuchtet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Abflußleitung (9o) des mit einem durch eine Feder (72) vorgespannten Schieber (66) versehenen Solenoid-Ventils (64) ein Servozylinder (88) eingeschaltet ist, dessen Kolben (94) mit dem Zweiwegeventil (98) verbunden ist, über welches die von der Pumpe (loo) geförderte Druckflüssigkeit der Antriebsübertragungskupplung über oin die Druckflüssigkeit steuerndes Ventil (112) zuleitet v/ird, wobei der Schieber (66) entsprechend der Druckbeaufschlagung des Kolbens (9*0 in eine lage verschoben wird, in welcher die Druckflflssigkeit kurzgeschlossen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (112) in seiner Normalstellung das Einlegen und lösen der Kupplung steuert, aber unwirksam ist, wenn es durch Erregung des Solenoid-Ventils verschoben ist.
6. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß in den FlUssigkeitsstromkreis ein Zylinder (12) eingeschaltet ist, dessen darin verschieblicher Kolben (14) über ein Schwenkgestänge (22, 24) mit einem Bügel (3o) verbunden ist, der zwei Bremspedale (32, 38) trägt, und daß nur bei Druck auf das Pedal

(38) der Schalter (4o) betätigt und damit der elektrische Stromkreis geschlossen wird.

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