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Vorrichtung zum hydraulischen oder pneumatischen Schalten verschiedener
Schaltglieder von Kraftfahrzeugen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schalten
verschiedener Betriebsgruppen an Kraftfahrzeugen mittels eines einzigen Luft- oder
Flüssigkeitsdruckgliedes.
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Bei gewissen Bauarten von Fahrzeugen mit ßrennkraftmaschinenantrieb,
insbesondere bei Fahrzeugen, deren Antriebsmaschinen in einem oder mehreren ihrer
Räder eingebaut sind, ist es vorteilhaft bzw. erwünscht, die Schaltvorgänge zu vereinfachen
und die einzelnen angetriebenen Glieder in einer bestimmten zwangsläufigen Reihenfolge
zu schalten, und zwar die Umkehrung der Laufrichtung, das Lösen einer beim Halten
des Fahrzeuges selbsttätig festgekeilten Bremse, das Auskuppeln, ein Geschwindigkeitswechsel
und die Entspannung der Zylinder. Es wurde bereits vorgeschlagen, mehrere einzelne
Glieder eines verwickelten mechanischen Gebildes mittels eines einzigen, durch Druckluft
oder Drucl~flüssigkeit angetriebenen Gliedes zu steuern. In solchen bekanntgewordenen
Einrichtungen aber kommt die Antriebsluft bzw. Antriebsflüssigkeit auf den verschiedenen
zusteuernden Vorrichtungen gleichzeitig zur Wirkung. Es ist also nicht möglich,
die richtige Betätigungsreihenfolge der vorerwähnten Vorrichtungen genau einzuhalten.
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Erfindungsgemäß sind dagegen die einzelnen gesteuerten Vorrichtungen
mit einer einzigen Druckluft- bzw. Flüssigkeitsvorrichtung gekuppelt, wobei die
verschiedenen Arbeitsvorrichtungen derart angeordnet sind, daß sie dann ansprechen,
wenn.
der :darin. angenommene Druck zwischen zwei bestimmten Grenzwerten liegt, von denen
der obere Arbeitsgrenzwert einer Vorrichtung höchstens dem unteren Arbeitsgrenzwert
:der darauffölgenden Vorrichtung gleich ist. @-Dadurch, daß, die einzelnen Arbeitsvorrichtungen
mit nur einer durch das gemeinsame Steuerorgan gespeisten Rohrleitung in Verbindung
stehen, werden die einzelnen Arbeitsorgane sowie die mit diesen Organen gekuppelten
Vorrichtungen in dem richtigen Zeitpunkt selbsttätig arbeiten, ohne da;B, der Bedienungsmann
eine andere Handhabung auszuführen hat, als einen einzigen Steuerhandgriff nach
dem gleichen Sinn stetig zu betätigen.
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Die Erfindung bezieht sich auch. darauf, in dem Sonderfall der Steuerung
der einzelnen Vorrichtungen eines Motorblocks die besonderen Einrichtungen der einzelnen
gesteuerten Organe derart einzurichten, daß diese durch Druckluft bzw. Druckflüssigkeit
angetrieben werden können.
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In der Zeichnung wird eine besondere Ausführung der Erfindung beispielsweise
schematisch veranschaulicht.
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Es wird angenommen, daß die erfindungsgemäß gestaltete Einrichtung
bei einer Brennkraftmaschine 'angewendet wird, die in bekannter Weise innerhalb
eines Fahrzeugrades eingebaut ist, wobei das Geschwindigkeitswechselgetriebe C,
die Bremse B und die Umkehrvorrichtung A mit der Brennkräftmaschine
eine zusammenhängende Einheit bilden und di=e Brennkraftmaschine ferner mit einem
durch Abheben der Ventile wirkenden Entspanner D versehen ist.
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Die Umkehrvorrichtung A wird bedient,- bevor das Fahrzeug in Gang
gesetzt wird. Die Bremse B ist so ausgebildet, daß sie sich selbsttätig anzieht,
wenn der Wagen hält, sich dagegen durch eine kraftschlüssige Bewegung löst. Das
Geschwindigkeitswechselgetriebe C ist von der bekannten Bauart mit trapezförmigem
Treibriemen und Riemenscheiben, deren Durchmesser durch Auseinanderspreizen ihrer
Seitenschilder veränderbar sind, wobei nur eine einzige Riemenscheibe kraftschlüssig
angetrieben wird.
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Die Entspannungsvorrichtung D soll :das Anwerfen der Brennkraftmaschine
durch Herabsetzung des passiven Widerstandes erleichtern, insbesondere in dem Falle,
in welchem das Fahr'-zeüg mehrere in den einzelnen Rädern angeordnete Antriebsmaschinen
aufweist und nur eine dieser Maschinen mit der Hand, die anderen :selbsttätig durch
die Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges angeworfen werden.
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Erfindungsgemäß werden die einzelnen Ausrüstungsteile A,
B, C, D mittels Luft- oder Flüssigkeitsdruck ferngesteuert und sind zu diesem
Zweck beispielsweise folgendermaßen ausgebildet: Die Umkehrvorrichtung
A dient in an sich bekannter Weise zur Bewegungsumkehr des Kraftfahrzeuges
und überträgt die Bewegung von # der Antriebswelle i in dem einen oder anderen Sinn
auf eine Welle 2, die das Rad über geeignete, nicht dargestellte Untersetzungsgetriebe
antreibt. Auf der Welle i sind zu diesem Zweck zwei Zahnräder 3 und q. lose drehbar
gelagert und können mit ihr durch ein Schubrad 5 drehfest verbunden werden.
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Das Zahnrad 3 steht in unmittelbarem Eingriff mit einem auf der Welle
2 drehfesten Zahnrad 6, während das Zahnrad 4 mit einem zweiten, drehfest auf der
Welle :2 sitzenden Zahnrad 7 über ein Umkehrritzel 8 kämmt.
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Das Umkehrschub- und Sperrad 5 wird durch Flüssigkeitsdruck auf folgende
Weise geschaltet: In die Rille des Sperrades 5 greift der Zapfen 9 einer Kurbel
iö ein, deren Welle ii mittels eines Freilaufgesperres 12 mit einem Zahnrad 13 gekuppelt
ist: Das. Zahnrad f 3 kämmt mit einer Zahnstange 1q., die entsprechend der Mantellinie
;eines Kolbenkörpers 15 ausgeschnitten ist. Der Kolben 15 spielt in einem Zylinder
16, in welchen ein Unterdruckstutzen 17 einmündet.
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Die,Arbeitsweise ist folgende: Wenn das Sperrrad 5, wie in der Zeichnung
dargestellt, mit dem Zahnrad- 3. im Eingriff steht, verursacht ein Unterdruck in
der Leitung 17 (unter der Wirkung einer nachstehend beschriebenen Vorrichtung) eine
Verstellung des Kolbens 15 in der Pfeilrichtung, bis dieser Kolben mit dem Zylinderboden
in Berührung tritt: Die Längsverstellung wird mittels der Zähnstange.14 und des
Zahnrades 13 in eine Drehbewegung der Welle ii um i 8o° verwandelt, so daß das Sperrad
5 mit dem anderen Zahnrad 4 für den entgegengesetzten Umlauf in Eingriff gelangt:
Die Unterbrechung des Unterdrucks verursacht die Rückkehr des Kolbens in die in
der Zeichnung dargestellte Lage, doch hat diese Rückkehr infolge des Gesperres 12
keinerlei Drehung der Welle i i zur Folge, Durch Erzeugung eines neuen Unterdrucks
im gewünschten Zeitpunkt tritt eine neue Verdrehung der Welle ii um i 8o°, d. h.
die Rückkehr in die dargestellte Stellung ein.
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Die Bremse. B hat in üblicher Weise zwei Bremsbacken 18, die mit einer
nicht dargestellten, am abzubremsenden Rade sitzenden Bremstrommel zusammenwirken.
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Die Bremsbacken werden durch einen in einem Zylinder 2o spielenden
Kolben i9 gesteuert, dessen Stange bei iga mit einem Hebelei gekuppelt ist. Der
Hebel 21 sitzt drehfest auf einem Zapfen 22, der ferner einen Hebel'23 trägt. An
dem Hebel 23 ist das Ende einer bei 25 abgestützten Druckfeder 2q. befestigt, die
dauernd das Bestreben hat, den Hebel 23 in der Pfeilrichtung auszuschwenken und
die Bremsbacken mittels des am Zapfen 22 -drehfesten Nockens an die Bremstrommel
anzupressen. Die Bremsen sind nur durch den im Zylinder 20 herrschenden Druck gelöst;
wobei der Zylinder 20 in Verbindung mit der Leitung 26 durch nachstehend beschriebene
Einrichtung unter Druck gesetzt wird. -Das GeschwindigkeitsWechselgetriebe C ist
von an sich bekannter Bauart mit im Durchmesser veränderlichen Riemenscheiben. In
der Zeichnung ist nurdasAntriebsscheibenpaardargestellt. Es-besteht aus zwei Schildern
27 und 28, von denen das eine fest
und das andere beweglich ist
und beide mit einem Treibriemen 29 von trapezförmigem Querschnitt zusammenarbeiten.
Eine Feder 3o hat das Bestreben, die Schilder dauernd auseinanderzürücken, während
das Zusammenrücken der Schilder, das die Zunahme des Scheibendurchmessers zur Folge
hat, durch eine aus verformbaren Wandungen bestehende Kammer 31, in weiche die Druckmittelleitung
32 einmündet, bewirkt wird.
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Der Entspanner D' wirkt durch Abheben der Ventile, z. B. des Auslaßventils
33. Der Stößel 34. wird durch einen am Kalben 36 sitzenden Ansatz 35 angehoben.
Der Kolben 36 spielt in einem Zylinder 37, der an eine Leitung 38 -angeschlossen
ist und unter einen geeigneten Druck gesetzt wird. Damit dieser Zylinder erst von
einem bestimmten, in ihm herrschenden Druck ab arbeitet, ist eine Feder 39 vorgesehen,
die sich der Kolbenverschiebung. widersetzt, solange nicht dieser Druck erreicht
ist: Erfindungsgemäß werden alle Glieder durch ein einziges Glied in vorbestimmter
Reihenfolge gesteuert, d. h. in bezug aufeinander in Abhängigkeit von -dem .durch
ein und dieselbe Pumpe bewirkten Druck- oder Unterdruckwert. Zu diesem Zweck sind
die die Schaltglieder A, B, C und D speisenden Leitungen
17, 26, 32 und 38 an eine gemeinsame Hauptleitung d.o angeschlossen, die
in einer Ölpumpe .4i üblicher Bauart endet. Durch Betätigung des Bedienungshebels
,.2 der Pumpe in dem einen oder dem anderen Sinn läßt sich nacheinander entweder
ein Unterdruck oder ein Überdruck erzielen.
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Die Arbeitsweise ist folgende: Bei Stillstand ist die Pumpe 41 in
der Nullstellung, bei welcher in der Leitung .lo der atmosphärische Druck herrscht.
Soll gleich zu Beginn des Betriebes die Laufrichtung des Fahrzeuges in bezug auf
jene Laufrichtung, bei der das Fahrzeug zum Halten gebracht wurde, umgekehrt werden,
so wird im Arbeitsraum der Pumpe 41 durch Anheben des Pumpenhebels 42 ein Unterdruck
erzeugt, der sich auch auf den Zylinder i6 fortpflanzt. Die Folge ist die gewünschte
Laufrichtungsumkehr durch die beschriebene Vorrichtung. Alsdann wird sofort wieder
in die Nullstellung übergegangen, und das Fahrzeug kann anfahren. Zu diesem Zweck
wird der Druck in der Ölpumpe erhöht. Solange nicht der Druck einen Wert von beispielsweise
3 kg erreicht hat, können weder das Geschwindigkeitswechselgetriebe C noch der Entspanner
D arbeiten, weil der Widerstand der Federn 30 und 39 zu groß ist. Es arbeitet
lediglich der Zylinder 2o der Bremse, die sich allmählich löst. Wenn der Druck von
3 kg erreicht ist, muß die Bremse vollständig gelöst sein, und das Geschwindigkeitswechselgetriebe
kann nun einsetzen. In der Praxis beginnt dieses Wechselgetriebe erst bei einem
etwas höheren Druck von beispielsweise 5 kg zu arbeiten und erreicht die größte
Übersetzung bei einem Druck von annähernd 8 kg. In diesem Augenblick findet der
Motor die günstigsten Bedingungen, um durch die Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges
anzuspringen, und der Entspanner müßte alsdann arbeiten. Dies geschieht aber in
der Praxis erst bei etwa ro kg Druck. In der Praxis brauchen diese Bewegungen nicht
. zerlegt zu werden, und der Fahrzeugführer kann durch seine Ölpumpe den Druck plötzlich
von o auf io kg ansteigen lassen.
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Dieser Grundsatz der einzigen Steuerung für die einzelnen Glieder
des Motors kann auch zur Steurung der Kupplung benutzt jverden, die alsdann nicht
selbsttätig, sondern derart .ausgebildet ist, daß sie zwischen dem Zeitpunkt der
Bremslösung und dem -Zeitpunkt des Geschwindigkeitswechsels arbeitet, d. h. mit
einem Zylinder versehen ist, der über einen Stutzen 43 mit der Leitung d.o verbunden
und _ bei einem Druck von beispielsweise 3 bis 5 kg arbeitet, der zwischen dem Bremslösedruck
und dem Geschwindigkeitswechseldruck liegt.
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Zwecks Vereinfachung der Bedienung kann endlich die Gasverteilung
des Motors durch die Drehung des Handgriffs 4.4. des Pumpenhebels 42 -erfolgen.-
- In .der Zeichnung ist ein biegsames Verbindungsglied 4.5 schematisch dargestellt,
das von diesem Handhebel zum Vergaser führt.