DE2842736C3 - Kupplungsbetätigte Schallsperre für druckmittelbetätigte Schaltgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Kupplungsbetätigte Schallsperre für druckmittelbetätigte Schaltgetriebe, insbesondere für KraftfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine kupplungsbetätigte Schaltsperre
nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.
Mittels Druckluft direkt oder indirekt betätigbare Schaltgetriebe von Kraftfahrzeugen, welche mit mehreren
Schaltgruppen versehen sein können, unterliegen im allgemeinen einer starken Belastung, insbesondere
durch Fehlbedienung. Um eine Zerstörung des Getriebes — hervorgerufen durch Schaltung des Getriebes bei
eingerückter Kupplung — zu verhindern, hat man bisher am Kupplungsgestänge besondere Einrichtungen vorgesehen,
so in Form eines auf ein Auslöseventil einwirkenden Bets'.igungsgliedes (Prospekt: ZF-Vorschalt-Gruppengetriebe
GV 80. GV 90. GV 80/1. GV90/I: F42 447/RT3084-178). Das Betätigungsglied
ist bei derartigen Schaltgetrieben so angeordnet, daß nur im völlig ausgekuppelten Zustand durch ein
weiteres Herabtreten des Kupplungspedals das Auslöseventil für das Schaltgetriebe betätigt werden kann.
Der relativ große Weg am Kupplungspedal, welcher nacheinander zuerst eine Strecke für das Auskuppeln
und dann eine für das Betätigen des Auslöseventils beinhaltet, verführt /u einer unerwünschten Manipulation
seitens des Fahrers, um bereits ohne vollständiges Auskuppeln das Schaltgetriebe z» betätigen, was /u
dessen Zerstörung führen kann.
Zur Lösung des vorgenannte1! Problems wurden
bereits Schaltsperreinrichtungen der in Rede stehenden Art geschaffen (DLOS 17 55 271 und 20 36 858). bei
welchen mit Hilfe verhältnismäßig aufwendig konzipierter Schaltventilc und Nocken- b/w. Steuerkörper eine
Betätigung des Schaltgetriebes nur in Abhängigkeit von
einer Sperrelemente freigebenden direkten Druckbeaufschlagung möglich ist.
Davon ausgeher J. besteht die Aufgabe der Erfindung
dann, eine kupplungsbetätigte Schaltsperre der in Redestehenden
Art so auszugestalten, daß sic in baulich
einfacher Weise dem Kupplungsnehmerzylinder so zugeordnet werden kann, daß die Schaltung des
Getriebes absolut sicher nur dann erreicht wird, wenn
die Kupplung geöffnet ist: auch soll die Schaltsperre so ausgebildet sein, daß sie nicht ohne weiteres verstellbar
und demnach außer Funktion set/bar ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale nach dem Kenn/eiclinungsteil des Patentan
Spruches 1.
Das als Schiilteinrichtung vorgesehene }/2-Wege·
Schaltventil ist in baulich einfacher Weise dem Kupplungsnehmerzylinder zugeordnet, derart, daß es
nach Montage nicht mehr von außerhalb einstellbar, also manipulierbar ist. Mittels einer einfachen, am
Nachstellorgan des Kupplungsnehmerzylinders angreifenden
Schleppeinrichtung ist das Schaltventil — unter Unterstützung durch Federkräfte — betätigbar, um die
Druckmittelzufuhr am Getriebe erst dann freizugeben,
wenn die Kupplung ausgerückt ist. Das Betätigen der Kupplung und das Sperren oder Freigeben des
Getriebes geschehen also in zeitlich vorbestimmter Folge, ohne daß es möglich wäre, von außerhalb eine
nachteilige Verstellung vornehmen zu können. Dies erweist sich insbesondere von Vorteil, wenn derartige
Getriebe für Baustellenfahrzeuge, also Nutzfahrzeuge, eingesetzt wenden, welche häufig und damit verhältnismäßig
flüchtig, geschaltet werden.
Die Konstruktion des Schaltventils ist so ausgelegt,
daß die vom Kupplungsnehmerzyünder aufzubringenden Schleppkräfte sehr klein gehalten sind, was sich
positiv auf die Schallgeschwindigkeit beim Öffnen und Schließen der Druckmittelzuführung für das Getriebe
auswirkt und außerdem <ur Folge hat. daß die im Kupplungsnehmerzyünder vorgesehene, über einen
Stift am Schaltventil einwirkende Nachstellvorrichtung nicht zu stark belastet ist.
Das Schaltventil ist für Getriebe beliebiger Konstruktion verwendbar; es ist für Getriebe einset/bar, welche
eine Druckmittel-Schaltsperre besitzen, es '-ann auch für Schaltgetriebe pneumatischer oder hydraulischer
Wirkungsweise eingesetzt werden, welche durch Druckmittelbeaufschlagung
und nicht durch mechanische Einwirkung geschaltet werden. In jedem Fall wird durch
das Schaltventil sichergestellt, daß die Druckmittelversorgung
am Getriebe unterbrochen ist, solange sich die
Kupplung noch in eingerücktem Zustand befindet.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen
sind in weiteren Patentansprüchen aufgeführt.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung
erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht des an einem Kupplungsnehmerzylinder angeordneten Schaltvcntils
in seiner Zuordnung zu einem Schaltgetriebe:
Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Kupplungsnehmerzylinders und des daran befestigten
Schaltventil nach der Erfindung.
In Fig. 1 der Zeichnung ist eine mit dem Schaltventil
«ach der Erfindung versehene Getriebeschaltanord-■ung
dargestellt, welche an Kraftfahrzeugen. Arbeitsmaschinen etc. verwendbar ist. Gemäß Darstellung ist
eine Kupplung 1 vorgesehen, welche eine mit einem •notorischen Antrieb verbundene "VeIIe 3 mit einer
Welle 5 zu kuppeln vermag. Die Welle 5 steht mit einem Schaltgetriebe 7 in Verbindung, desspn Ausgangswelle 9
mit den Antriebsrädern eines Kraftfahrzeuges oder mit
anderen, anzutreibende Organen verbunden ist. Das Schaltgetriebe 7 kann in beliebiger Weise mit mehreren
(ibcrseizungsgruppen ausgebildet sein und wird durch
ein Schaltgestänge 11 betätigt. Das Schaltgestänge kann
Bur dann wirksam werden, wenn die in F ι g. I dargestellte Lcnn/ig IJ mit Druckmittel, bspw mit
Druckluft, versorgt ist.
Dem Schaltgetriebe 7 ist eine Baueinheit —
bestehend aus Kupplungsnehmer/ylinder 15 und Schalt
ventil 17 zugeordnet. Das Schaltventil i7 ist über eine
Leitung 19 an einen Druckluflvorrat 21 angeschlossen. In den Kuppllingsnehmerzylindef 15 mündet eine
Leitung 23, welche an einen durch ein Kupplungspedal 25 betätigbaren Geberzylinder 27 angeschlossen ist. Aus
dem in der Darstellung linken Ende des Kupplungsnehmcrzylinders 15 erstreckt sich eine Kolbenstange 29,
welche auf das Ende eines um einen Zapfen 31 verschwenkbaren Kupplungshebels 33 einwirkt. Der
Kupplungshebel 33 wirkt über einen Bügel auf die Kupplung 1 ein, derart, daß bei einer gemäß Darstellung
gegen den Uhrzeigersi in gerichteten Verschwenkung des Kupplungshebels 33 die Kupplung 1 eingcrucKi
wird.
In Fig.2 ist das Schaltventil (7 in seiner Zuordnung
zum Kupplungsnehmerzylinder 15 im einzelnen dargestellt. In Verlängerung der Kolbenstange 29 ist im
Inneren des Kupplungsnehmerzylinders ein zylindrischer Kolben 35 vorgesehen. Der Kolben ist an seinem
gemäß Darstellung rechten Ende durch eine Dichtung 37 abgedichtet, um das Entweichen des über die Leitung
23 und den Anschluß 85 zugeführten Druckmittels zu verhindern. Am gemäß Darstellung linken Ende des
Kolbens 35 ist auf diesen ein reibschlüssig wirkender Nachstellring 39 aufgeschoben. Der Nachstellring 39 ist
von an sich bekannter Konstruktion und stellt gegebenenfalls an der Kupplung auftretenden Verschleiß
etc. reibschlüssig wirkend nach. Der Nachstellring ist auf seinci Außenumfang mit einer Nut 41
versehen, in welche in nachfolgend be"-chriebener Weise
ein als Schleppeinrichtung wirkender Stift 43 des Schaltventils 17 eingreift. Am gemäß Darstellung
rechten Ende des Kolbens 35 ist eine Feder 45 vorgesehen, welche bei Betätigung des Kupplungspedals
25 die Wirkung des hydraulischen Fluids für die Verschiebung des Kolbens 35 unterstützt.
Das in der Darstellung auf dem Kupplungsnehmerzy
linder 15 angeordnete, auf diese Baulage jedoch nicht beschränkte Schaltventil 17 weist am gemäß Darstellung
linken Ende eine Kammer 47 auf. in welcher ein mit dem Stift 43 in Eingriff befindliches Gleitstück 49
verschiebbar angeordnet ist. Das Gleitstück 49 ist auf das Ende eines Bolzens 51 aufgeschraubt und kann in
seiner Position auf dem Bolzen 51 durch (nicht dargestellte) Sicherr.ngseletnente gesichert werden.
Am entgegengesetzten Ende ist der Bolzen 51 mittels eines erweiterten Fortsatzes 53 in einem Gehäuseteil
des Schaltventils 17 geführt. In das Schaltventil münden
ein Anschluß 55. welcher mit der Leitung 13 in Verbindung steht, die /um Schaltgetriebe 7 führt und ein
Anschluß 57. welcher an die Leitung 19 angeschlossen ist. die vom Druckluftvorrat 21 kommt. Ein weiterer
Anschluß 59. an welchem ein Spritzschiit/ vorgesehen
ist. ist mit der Außenluft in Verbindung. De: Bolzen 51
erstreckt s'ch zwischen Dichtungsnnjen 61 und 63
durch eine Kammer 65 und trägt am Übergang /um Fonsatz 53 einen Auslaßsit/ 67. Dieser Auslaßsit/
vermag einen Ventilteller 69 /u verschieben, welcher mit einem den Bolzen 51 konzentrisch umgebenden,
hülsenförmigen Fortsat/ 71 ausgestattet ist und unter der Einwirkung /v.'cier parallel an ihm angreifender
Federn 73 und 75 steht. Die Feder 73 stützt sich .n dargestellter Weise an der Schulter einer Erweiterung
iJer Kammer 65 ab. während sich die innere Feder 75 am
äußeren, linken Ende der Kammer 65 (nach F: g. 2)
abstützt. An dem rechten Ende des Venultellers 69 befindet sich eine Gummidichtung 77. welche in der
Darstellung nach Fig 2 an einem Finlaüsit/ 79 anliegt
In dieser Lage ■■ t eine Druckmittelverbindung vom
Anschluß 57 /um Anschluß 55 gesperrt, während die Verbindung vom Ahschliil.1 55 zu dem mit AulJenlüfl in
Verbindung stehenden Anschluß 59 frei ist.
Am linken (Fig. 2) Ende des Bolzens 51 stützt sich
eine Feder 81 am Gleitstück 49 und an der gegenüberliegende ι Innenwand des Ventilgehäuses ab,
derart, daß die Feder 81 eine gegen die Kraft der Federn 73 und 75 gerichtete Druckkraft ausübt. Die Kraft der
Feder 81 beträgt nach einem Ausführungsbeispiel etwa 30 N, wobei die gemeinsame Kraft der Federn 73 und 75
etwa 70 N beträgt. Die beiden Federn 73 und 75 sichern also dadurch die Nullstellung, d. h. diejenige Position, bei
welcher der Anschluß 55 nach Atmosphäre entlüftet ist und keine Verbindung zwischen dem Anschluß 57 und
dem Anschluß 55 besieht. Ein Sprengring 83 dient als Anschlag für den Nachstellring 39.
Die Funktionsweise des .Schaltventils ist wie folgt:
In der sog. Nullstellung ist der Anschluß 55 in vorstehend genannter Weise gegenüber Atmosphäre entlüftet:da die Leitung 13 nicht unter Druck steht, kann demnach das .Schaltgetriebe 7 durch Betätigung des .Schaltgestänge* 11 nicht betätigt werden. In dieser Position des .Schaltventils 17 ist die Kupplung I eingerückt, es besteht also Kraftübertragung /wischen der Welle 3 und der Ausgangswelle 9.
In der sog. Nullstellung ist der Anschluß 55 in vorstehend genannter Weise gegenüber Atmosphäre entlüftet:da die Leitung 13 nicht unter Druck steht, kann demnach das .Schaltgetriebe 7 durch Betätigung des .Schaltgestänge* 11 nicht betätigt werden. In dieser Position des .Schaltventils 17 ist die Kupplung I eingerückt, es besteht also Kraftübertragung /wischen der Welle 3 und der Ausgangswelle 9.
Wird nun das Kupplungspedal 25 betätigt, dann wird der Kupplungsnehmer/vlindcr 15 über die Leitung 23
beaufschlagt, so daß der Kolben 35 eine gemäß F ι g. 2
nach links gerichtete Bewegung vollführt. Die Kolbenstange 29 schwenkt den Kupplungshebel 33. so daß die
Kupplung I nach einem bestimmten Teilhub, dem Auskuppclweg. ausgekuppelt wird. Während dieser
nach links gerichteten Bewegung wirkt der Stift 43 als .Schlepporgan, derart, daß das Gleitstück 49 innerhalb
der Kammer 47 nach links gerichtet bewegt wird. Diese Bewegung wird durch die Einwirkung der Feder 81
unterstützt. Nach dem dem Auskuppelweg entsprechenden Teilhub legt sich der Auslaßsitz 67 an die am
Ventilteller 69 angeordnete Gummidichtung 77 an. d. h. der Auslaßsit/ wird geschlossen. Gleichzeitig wird der
F.inlaßsit/ 79 geöffnet, da der an dem Fortsatz 53 angeordnete Auslaßsit/ den Ventilteller 69 gegen die
Kraft der Federn 73 und 75 vom Einlaßsit/ abhebt. Die Bewegung des Bol/ens 51 erfolgt demnach gegen die
gemeinsame Kraft der Federn 73 und 75. während die Feder 81 — den Federn 73 und 75 entgegenwirkend —
die ßctätigungskraft vermindert. Dieser Minderung kommt cm besonderer Vorteil /u. da die über den Stift
43 auszuübende Betätigungskraft im Kupplungsnehmer/\linder
15 infolge der Verwendung des im Sinne
nunmehr geschaltet werden kann. Dieses Schalten geschieht demnach bei ausgerückter Kupplung. Hebt
der Auslaßsitz 67 während seiner nach links gerichteten Bewegung (Fig. 2) die Gummidichtung 77 vom
Einlaßsitz 79 ab, dann kann der über den Anschluß 57 anstehende Druck plötzlich auf einer größeren Fläche
der Gummidichtung 77 einwirken, da der Auslaßsit/ 67 einen kleineren Durchmesser besitzt als der Einlaßsit/
79. Die beiden Federn 73 und 75 verhindern jedoch, daß der Ventilteller 69 b/w. der Fortsatz 71 infolge dieser
plötzlichen Krafteinwirkung zu weit nach links verschoben werden, es ist also sichergestellt, daß der
Ventilteller 69 nicht bis auf Anschlag bewegt wird und in dieser Lage verbleibt.
Ist das Schaltgetriebe 7 geschaltet worden,dann kann
die Entlüftung des Schaltventils wieder herbeigeführt werden: wird das Kupplungspedal 25 freigegeben und
wird infolgedessen die Druckbeaufschlagung des Kolbens 35 beendet, dann kann die Kupplung 1 durch (nicht
dargestellte) Federeinrichtungen od. dgl. selbsttätige Betätigungsorgane wieder eingerückt werden. Dadurch
wird der Kupplungshebel 33 gegen den Uhrzeigersinn gerichtet verschwenkt, so daß der Kolben 35 gemäß
Darstellung nach F i g. 2 nach rechts gerichtet verschoben wird, Dis der Nachstellring 39 an der in F i g. 2
dargestellten Schulter anliegt. Über den Stift 43 überträgt sich diese Bewegung auf den Bolzen 51.
derart, daß vor dem Einrücken der Kupplung I der Einlaßsitz 79 geschlossen und der Auslaßsitz 67 zum
Zwecke der Entlüftung des Anschlusses 55 und der Leitung 13 geöffnet werden. Bei nunmehr eingerückter
Kupplung kann das Schaltgetriebe infolge der Entlüftung der Leitung 13 nicht mehr geschaltet werden. Eine
Zerstörung des Getriebes infolge von Schaltbetätigung bei eingerückter Kupplung ist somit ausgeschlossen.
Wie vorstehend erläutert wurde, wirkt der hiilscnförmige
Nachstellring 39 im Sinne einer Rutschkupplung automatisch, d. h. die Kolbenstange 29 liegt immer
spielfrei am Kupplungshebel 33 an. wodurch auch der Kupplungsverschleiß ausgeglichen wird. Der Hub des
U^-,- IC ..«Λ r„~
nicht /u groß werden darf.
Durch das vorgenannte Schließen des Auslaßsitzes 67 w ird die Verbindung vom Anschluß 55 zum Anschluß 59
unterbunden, während durch das Öffnen des Einlaßsitzes 79 die Verbindung /wischen dem Anschluß 57 und
dem Anschluß 55 hergestellt wird. Über den mit dem Druckluftvorrat 21 verbundenen Anschluß 57 gelangt
nunmehr Druckluft in den Anschluß 55 und über die Leitung 13 .in das Schaltgetriebe 7. so daß dieses
durch das Anliegen des Nachstellrings 39 an dem in F i g. 2 linksseitig dargestellten Sprengring 83 bestimmt.
Die Anordnung ist jedoch nicht auf die besondere Konstruktion des Kupplungsnehmerzylinders 15 beschränkt,
d. h. anstelle des Nachstcllrings 39 können auch andere, gegebenenfalls formschlüssig wirkende,
bzw. eine formschlüssige Sperre enthaltende Nachstelleinrichtungcn
verwendet werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. K.upplungsbetätigte Schaltsperre für druckmittelbetätigte
Schaltgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem bei Betätigung eines Kupp- ·>
lungspedals wirkenden Kupplungsnehmerzylinder zum Einrücken und Ausrücken der dem Schaltgetriebe
zugeordneten Kupplung und einer Einrichtung, die die Druckmittelzufuhr zum Schaltgetriebe
kupplungsabhängig derart steuert, daß ein Gang- u>
wechsel nur bei vollständig ausgerückter Kupplung möglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß
die Druckmittelzufuhr zum Schaltgetriebe durch ein am Kupplungsnehmerzylinder (15) angeordnetes,
über eine Schleppeinrichtung (Stift 43) mit diesem r. verbundenes Schaltventil (17) absperrbar ist.
2. Schaltsperre nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil über einen
ersten An^hluß (55) mit der Druckmittelzuführung des SchaUgetriebes, über einen zweiten Anschluß >(i
(57) mit einem Druckmittelvorrat (Druckluftvorrat 21) und über einen dritten Anschluß (59) mit der
Atmosphäre verbunden ist. daß ein innerhalb des Ventilgehäuses angeordneter Ventilteller (69) durch
Federkraft unter Abdichtung gegenüber einem j> Einlaßsitz (79) verspannt ist. derart, daß die
Druckmittelverbindung zwischen dem ersten Anschluß (55) und dem zweiten Anschluß (57) gesperrt
ist und der erste Anschluß (55) und dem zweiten Anschluß (57) gesperrt ist und der erste Anschluß m
(55) über den dritten Anschluß (59) entlüftet ist, daß
sich innerhalb des Ve.itilgeh jses in Längsrichtung
desselben ein einen Aus'aßsit/(67) tragender Bolzen
(51) erstreckt, welcher über ·η an einem Ende befestigtes Gleitstück (49) und einen Stift (43) r>
formschlüssig mn der Nachstelleinrichtung des Kupplungsnehmerzylinders(15)in Verbindung steht,
und daß der Auslaßsitz (67) durch Bewegung des Bolzens (51) in dichtender Anlage an den Ventilteller
(69) bewegbar ist, derart, daß der Auslaßsitz (67) bei ■»»
Verschiebung des Ventiltellers (69) die Verbindung zwischen dem ersten Anschluß und dem /weiten
Anschluß öffnet und die Entlüftungsverbindung zwischen dem ersten Anschluß und dem dritten
Anschluß sperrt. -r>
3. Schaltsperre nach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet. daU der Ventilteller (69) mittels
eines Fortsat/es (71) verschiebbar in einer Kammer (65) geführt ist. in welche die drei Anschlüsse (55, 57,
59) münden, wobei der Ventilteller durch I cdern (73, vi
75) in .Schließlage in Richtung des F.inlaßsitzes (79)
verspannt ist. daß sich der Bolzen (51) axialmittig
durch den rohrförmig ausgebildeten Fortsat/ (71). durch den Ventilteller (69) und durch den Kinlaßsit/
erstreckt, und daß der Auslaßsit/ (67) an einem v>
Tortsat/ (53) des Bol/ens geführt ist und sich radial
innerhalb des Finlaßsitzes — in Richtung des
Ventilteller* und von diesem abgewandt bewegbar — erstreckt
4. Schaltsperre nach Anspruch J, gekennzeichnet wi
durch zwei parallel wirkende, zwischen der Innenwand der Kammer (65) und dem Ventilteller (69)
verspannte Federn (73, 75), und eine gegen die Kraft der Federn (73, 75) wirkende, außerhalb der
Kammer (65) zwischen dem Gleitstück (49) und dem h'>
Ventilgehäuse verspannte Feder (81).
5. Schaltsperre nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil
achsparallel zum Kupplungsnehmerzylinder an dessen Außenseite befestigt ist, und daß sich der
Stift (43) von dem mit dem Bolzen (51) verbundenen Gleitstück (49) senkrecht zu den parallel verlaufenden
Achsen durch das Gehäuse des Kupplungsnehmerzylinders
(15) hindurch in eine Nut (41) erstreckt, welch? am Außenumfang des Narhstellorgans
(Nachstellring 39) des Kupplungsnehmer^ylinders angeordnet ist.
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