NO803601L - Sperreinnretning for girtransmisjon, spesielt for biler - Google Patents

Abstract

Ved en sperreinnretning for sjalteutvekslinger som spesielt er beregnet for motorkjøretøyer, med en koblingskraftforsterker som virker ved betjening av en koblingspedal og tjener til innkobling og utkobling av den kobling som er tilordnet den trykk-middelavhengig betjenbare sjalteutveksling, er der på koblingskraftforsterkeren (15) anordnet en sjalteventil (17) til koblingsavhengig styring av trykk-middeltilførselen til utvekslingen. Koblingskraftforsterkeren (15) er via en slepeinnretning (81, 85) forbundet med sjalteventilen (17). Sjalteventilen (17) er satt på huset for koblingskraftforsterkeren i aksial forlengelse av dennes stempelstang (29),. og slepeinnretningen (81, 85) forbinder stempelstangen (29) slik med sjalteventilen (17) at denne kan få tilført luft resp. utluftes i avhengighet av bevegelsen av stempelstangen (2 9) . \\. li

Description

Sperreinnretning for sjalteutveksling

Den foreliggende oppfinnelse angår en sperreinnretning

for sjalteutveksling som angitt i innledningen til krav 1.

Der er kjent sjalteutvekslinger som kan betjenes direkte eller indirekte ved hjelp av trykkluft, og som kan ha flere sjaltegrupper eller girtrinn. Ved motorkjøretøyer, spesielt kjøretøyer på byggesteder, blir slike utvekslinger vanligvis utsatt for en sterk belastning ved usakkyndig skifting av gir. For å hindre en ødeleggelse av utvekslingen som følge av at der skiftes gir med innkoblet kobling, har man hittil på koblings-mekanismen anordnet'innretninger som skal hindre sjalting ved innkoblet kobling. Ved manipulasjon fra førerens side på apparatet var det imidlertid mulig å utføre en girskifting uten fullstendig utkobling av utvekslingen, noe som førte til ødeleggelse av denne.

Med utgangspunkt i dette er hensikten med oppfinnelsen å skaffe en sperreinnretning for trykkmiddelbetjente utvekslinger, dvs. utvekslinger som er forsynt med en trykkmiddelpådragbar sperremekanisme, idet innretningen skal sikre at en skifting av gir bare kan finne sted ved fullstendig utkoblet kobling. Sjalteanordningen som påvirker sperreinnretningen, skal være

slik utformet at den ikke uten videre kan forstilles og derved settes ut av funksjon.

For løsning av denne oppgave er sperreinnretningen ifølge

oppfinnelsen utformet som angitt i karakteristikken i krav 1.

Den som sjalteinnretning anordnede tre/to-veis-sjalteventil er på konstruktiv enkel måte slik tilordnet koblings-kraf tf or sterkeren at den etter montasje ikke lenger kan inn-stilles utenfra og altså ikke kan manipuleres. Sjalteventilen kan betjenes ved hjelp av en enkel slepeinnretning som angriper kraftlåsende på koblingsforsterkerens stempelrør for å frigi trykkmiddeltilførselen til sjalteutvekslingen først når koblingen er fullstendig utkoblet. Betjeningen av koblingen og sperringen eller frigivelsen av sjalteutvekslingen finner altså sted i en på forhånd fastlagt rekkefølge uten at det er mulig utenfra å foreta en uheldig forstilling. Dette har særlig vist seg å være en fordel når slike utvekslinger anvendes i kjøretøyer på byggesteder, altså i brukskjøretøyer som sjaltes hyppig og dermed forholdsvis raskt.

Konstruksjonen av sjaiteventilen er slik utført at de slepekrefter som skal utøves av koblingskraftforsterkeren, kan holdes meget små, noe som virker positivt på sjaltehastigheten ved åpning og lukking av trykkmiddeltilførselen til sjalteutvekslingen og dessuten medfører at den tilbakestillings-innretning som er anordnet i koblingskraftforsterkeren og inn-virker kraftlåsende på ventilen, ikke belastes for sterkt. Sjalteventilen er fortrinnsvis anordnet i aksial forlengelse

av stempelstangen i koblingskraftforsterkeren, slik at lengde-bevegelsen av den medbringende stang kan virke direkte på sjalteventilens ventilmekanisme. Det er imidlertid også mulig å anordne sjalteventilen med sin lengdeakse parallelt med lengdeaksen for stempelstangen i koblingskraftforsterkeren,

idet en egnet omstillingsmekanisme overfører bevegelsen av medbringerstangen til sjalteventilen. Fortrinnsvis er kanal-føringene i koblingskraftforsterkeren slik anordnet at der foreligger et felles lufteutløp for både koblingskraftforsterkeren og sjalteventilen.

Sjalteventilen kan anvendes for utvekslinger av forskjellig utførelse. Den kan anvendes for utvekslinger som har en trykk-middel-sjaltesperre, men den kan også anvendes for sjalteutvekslinger som virker på pneumatisk eller hydraulisk måte,

og som sjaltes ved trykkmiddelpådrag og ikke ved mekanisk virkning. Sjalteventilen kan også anvendes ved sperreinnretninger som virker i motsatt retning, slik at sjalteutvekslingen kan betjenes i trykkløs tilstand av sperren, mens trykktilførselen til sjalteutvekslingens sperre hindrer en betjening av utvekslingen.

Andre fordelaktige utførelser og videreutviklinger er angitt i underkravene.

Utførelsen.vil i det etterfølgende bli nærmere beskrevet ved hjelp av et utførelseseksempel under henvisning til tegningen. Fig. 1 er et skjematisk oppriss av en sjalteventil som er anordnet på en koblingskraftforsterker, og viser ventilens til-kobling til sjalteutvekslingen. Fig. 2 er et snitt i større målestokk gjennom koblings-kraf tf orsterkeren og den på denne festede sjalteventil ifølge oppfinnelsen.

Fig. 3 er et utsnitt av snittegningen på fig. 2 og

viser spesielt sjalteventilens tilordning til koblingskraft-

forsterkeren.

På fig. 1 er der vist en trinn- eller sjalteutveksling

som er forsynt med en sjalteventil ifølge oppfinnelsen, og som kan anvendes i motorkjøretøyer, arbeidsmaskiner etc. Som vist på tegningen foreligger der en kobling 1 som kan-sammenkoble en aksel 5 med en motordrevet aksel 3. Akselen 3 står i forbindelse med en utveksling eller en girkasse 7 hvis utgangsaksel 9 er forbundet med drivhjulene på kjøretøyet eller med andre organer som skal drives.

Utvekslingen 7 kan være utformet på en hvilken som helst måte som trinn- eller sjalteutveksling med flere utvekslings-grupper eller girtrinn og betjenes av en sjaltemekanisme eller en girstang 11. Sjaltemekanismen kommer ifølge den foreliggende oppfinnelse, som vil bli nærmere beskrevet nedenfor, bare til virkning når den på fig. 1 viste ledning 13 tilfører et trykk-middel, f.eks. trykkluft.

Til utvekslingen hører der en byggeenhet som består av en koblingskraftforsterker 15 og en sjalteventil 17. Sjalteventilen er tilsluttet et trykkluftforråd 21 via en ledning 19. En ledning 23 som er tilsluttet en giversylinder 27 som kan betjenes ved hjelp av en koblingspedal 25, munner ut i koblingskraftforsterkeren. Ut fra den ende av koblingskraftforsterkeren 15 som på tegningen ligger til venstre, strekker der seg en stempelstang 2 9 som virker inn på enden av en koblingsvektstang 33 som kan svinges om en svingetapp 31. Koblingsvektstangen 33 virker via en bøyle på koblingen 1, slik at denne innkobles når koblingsvektstangen 33, slik den er vist på tegningen, svinges i motsatt retning av urviseren.

På fig. 2 er sjalteventilen 17 og dennes anordning i forhold til koblingskraftforsterkeren 15 vist nærmere. I forlengelsen av stempelstangen 2 9 er der i det indre av koblingskraftforsterkeren anordnet et stempel 3 5 som står i forbindelse med et stempelrør 37. Dettes høyre ende er tettet ved hjelp av pakningselementer for dannelse av en stempelflate 39 (fig. 3)

som kan pådras hydraulisk på en måte som vil bli nærmere beskrevet i det etterfølgende. Når koblingspedalen 25 betjenes, blir der i giversylinderen 27 frembragt et hydraulisk trykk som er proporsjonalt med pedalbevegelsen, og som via ledningen 23

og en tilslutning 38 forplanter seg til et hydraulikkrom 41

og derved kommer til virkning mot stempelflaten 39. Samtidig

strømmer den under trykk stående hydrauliske væske via en forbindelsesboring 4 3 inn i et ytterligere hydraulikkrom 4 5 og pådrar her baksiden av et styrestempel 47 som tjener til betjening av en styreventil 49. Med styreventilen 4 9 er der forbundet en tilslutning 51 som er tilkoblet det foran beskrevne trykkluftforråd 21. Styreventilen 4 9 er på figurene 2 og 3

vist i åpnet stilling som foreligger når stempelstangen 29 i koblingskraftforsterkeren beveges utover for å påvirke koblingsvektstangen 33. I denne stilling ligger det av trykket i hydraulikkrommet 4 5 pådratte styrestempel 47 an mot en ventiltallerken 53, hvorved der foreligger en fri forbindelse mellom tilslutningen 51 og et styrekammer 55 som inneholder en forlengelse av styrestempelet 47. Styrekammeret 55 er via en ikke vist ledningsforbindelse forbundet med det kammer 57

som omgir stempelrøret 37. Trykkluften fra styrekammeret 55

kan derfor komme til virkning inne i kammeret 57, hvorved stempelet 35 og den med dette forbundne stempelstang 29 forskyves utover som beskrevet ovenfor. Den viste tandemanordning medfører på stempelstangen 2 9 en summering av de krefter som frembringes av det pneumatiske trykkpådrag på stempelet 35 og det hydrauliske trykkpådrag på stempelflaten 39.

Sjaiteventilen 17, som i den på tegningen viste utførelses-form er anordnet koaksialt med koblingskraftforsterkeren 15,

men som ikke er begrenset til et slikt konstruktivt forhold, oppviser et sjaltestempel 61 som er tettende forskyvbart i en boring 63 og ved sin venstre ende (på fig. 2 og 3) bærer en ventiltallerken 65. Ventiltallerkenen 65 ligger som vist an mot et ventilsete 67 under forspenning fra en fjær 66. Derved består der en trykkmiddelforbindelse fra tilslutningen 51 via en kanal 69, en ytterligere kanal 71 i sjaltestempelet 61 og et kammer. 73 til en tilslutning 75 som står i forbindelse med ledningen 13. Dermed blir ledningen 13 i den på fig. 2 og 3 viste stilling forsynt med trykkluft. I denne tilstand foreligger der et trykkpådrag på den innretning som er tilordnet utvekslingen 7 og sperrer sjaltemekanismen 11, slik at sjaltemekanismen ved utkoblet kobling 1 (fig. 1) kan betjenes for utførelse av en gir-sjalting.

Et.stempel 77 er forskyvbart inne i kammeret 73 under tetning mot sin ytre omkrets. Stempelet 77 bærer ved sin høyre ende på tegningen et innløpsventilsete 79. Stempelet 77 omgir en ende av en stang 81, som ved hjelp av en fjær 83 som er ført i det indre av stempelet 77, er fjærbelastet mot høyre, dvs. i retning mot sjaltestempelet 61. Stangen 81 strekker seg avtettet gjennom det såkalte hydraulikkrom 41 i koblingskraftforsterkeren, og dens venstre ende som befinner seg i stempelrøret 37, kan beveges til inngrep med en medbringerinnretning 85. Medbringerinnretningen 85 er vist som en bærehylse med en omgivende spiral-fjær som kan utvides og spenne seg fast mot innerveggen av stempel-røret 37. Medbringerinnretningen 85 oppviser således en friksjons-låsing i forhold til stempelrøret 37 og kan ved bevegelse av stempelrøret 37 i forhold til et anslag 87 på stangen 81 ta med seg denne. Hvis stempelrøret 37 på den ovenfor beskrevne måte forskyves ved pådrag på luftstempelet 35 og stempelflaten 39,

vil den i stempelrørets indre anordnede medbringerinnretning 85 etter en viss strekning komme til anlegg mot anslaget 87 på stangen 81, slik at stangen 81 ved videre bevegelse av stempel-røret 37 likeledes beveges mot venstre på fig. 2 og 3. Stangen 81, hvis høyre ende i den (ikke viste) stilling som sperrer tilslutningen 75, trykker stempelet 77 med sitt innløpsventilsete 79 tettende mot ventiltallerkenen 65, understøttet av fjæren 83,

blir under den foran beskrevne medbringerbevegelse tatt med av medbringerinnretningen 8 5 en på forhånd bestemt strekning svarende til betjeningsslaglengden av stempelstangen 29 til den til på figurene 2 og 3 viste stilling, slik at den i kanalen 71 stående trykkluft under forskyvningen av stangen 81 mot venstre kan forskyve stempelet 77 likeledes mot venstre. Derved blir innløpsventilsetet 7 9 bragt i den stilling som er vist på fig. 2 og 3.

Ovenfor er det forklart at stangen 81 ved forskyvningen

av stempelrøret 37 mot venstre tas med og dermed bringer sjalteventilen 17 i den viste stilling, da den i friksjonsinngrep med stempelrøret 37 anordnede medbringerinnretning 85 etter en viss veistrekning legger seg an mot anslaget 87 ved den venstre ende av stangen 81 og tar denne med mot kraften fra fjæren 83 på en slik måte at stempelet 77 forskyves mot venstre av den i kanalen 71 foreliggende trykkluft, hvorved der opprettes forbindelse mellom kanalen 71 og tilslutningen 75. Åpningsbevegelsen av stempelet 7 7 foregår således ved trykkpådrag, dvs. at medbringerinnretningen 8 5 ikke er for sterkt belastet.

Hvis en utvekslingssjaltegruppe, dvs. et girtrinn i utvekslingen 7, er blitt innsjaltet mens de enkelte deler har inntatt den på figurene 1-3 viste stilling, kan der så kobles

ut, dvs. at betjeningspersonen tar foten bort fra koblingspedalen 25. Derved reduseres både det hydrauliske trykk i giversylinderen 27 som kommer til virkning i hydraulikkrommene 41 og 45, og det pneumatiske trykk i kammeret 57. Koblingen 1 blir ved hjelp av ikke viste tilbakeførende fjærinnretninger eller lignende automatisk gjeninnkoblet. Koblingsvektstangen 33 ut-fører en svingebevegelse mot urviserretningen (på fig. 1) og forskyver herunder stempelstangen 2 9 fra venstre mot høyre. Bevegelsen av stempelrøret 37 foregår i samme retning, dvs. fra venstre mot høyre, slik at medbringerinnretningen 85 etter en viss strekning legger seg an mot et ytterligere anslag 88 på stangen 81 og begynner å ta stangen 81 med seg. Med utgangspunkt i den på fig. 2 og 3 viste stilling forskyver den høyre ende av stangen

81 stempelet 77, understøttet av fjæren 83, inntil stempelet med sitt innløpsventilsete 7 9 ligger tettende an mot ventiltallerkenen 65 og sperrer forbindelsen mellom kanalen 71 og tilslutningen 75. Stempelet 7 7 beveger seg et ytterligere stykke og løfter derved ventiltallerkenen 65 av fra ventilsetet 67, slik at tilslutningen 7 5 settes i forbindelse med det kammer 91 som inneholder fjæren 66. Kammeret 91 står via (ikke viste) ledningsforbindelser i forbindelse med en tilslutning 89, dvs. at kammeret 91 avlastes via tilslutningen 89. På tilsvarende måte blir tilslutningen 75, som nå står i forbindelse med kammeret 91, avlastet via den (ikke viste) ledningsforbindelse med tilslutningen 89. Ledningen 13 er således trykkavlastet, og sjaltemekanismen 11 kan således ved samtidig innkoblet kobling ikke lenger betjenes. En ødeleggelse av de enkelte sjaltegrupper eller trinn i utvekslingen blir derved utelukket med absolutt sikkerhet. Den til utlufting tjenende tilslutning 89 tjener samtidig til utlufting av styrekammeret 55 når styrestempelet 4 7 ved trykkløst hydraulikkrom 4 5 forskyver seg mot venstre under forspenning av den viste tilbakeføringsfjær og forlengelsen 59 av styrestempelet 47 derved løfter seg fra ventiltallerkenen 53 og denne på sin side under forspenning av en fjær legger seg tettende an mot det mot ventiltallerkenen vendende, i huset fastsittende ventilsete.

Claims (7)

1. Sperreinnretning for sjalteutveksling, spesielt for motor-kjøretøyer med en koblingskraftforsterker som virker ved betjening av en koblingspedal og tjener til innkobling og utkobling av den kobling som er tilordnet den trykkmiddel-avhengig betjenbare sjalteutveksling, karakterisert ved en sjalteventil (17) som er forbundet med koblingskraftforstereren (15) via en slepeinnretning (81, 85) og tjener til koblingsavhengig styring av trykkmiddeltilførselen til utvekslingen.

2. Sperreinnretning som angitt i krav 1, karakterisert ved at sjalteventilen (17) er anordnet på huset av koblingskraftforsterkeren (15) i aksial forlengelse av dennes stempelstang (29), og at slepeinnretningen (81, 85) forbinder stempelstangen (29) med sjalteventilen (17), slik at luft kan føres inn i og ut av sjalteventilen i avhengighet av bevegelsene av stempelstangen (29).

3. Sperreinnretning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at koblingskraftforsterkerens stempelstang (29) er forbundet med et stempelrør (37) som er forskyvbart anordnet i det indre av koblingskraftforsterkeren (15), og som ved hjelp av en som slurekobling utformet medbringerinnretning (85) er forbundet med en stang (81), som strekker seg mellom medbringerinnretningen (85) og sjalteventilen (17) og virker som sjalteorgan for denne.

4. Sperreinnretning som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at sjalteventilen (17) er forbundet med trykklufttilførselen til utvekslingen via en første tilslutning (75) , med et trykkluftforråd (21) via en annen tilslutning (51) og med atmosfæren via en tredje tilslutning (89), at en inne i ventilhuset.anordnet ventiltallerken (65) ved fjærkraft kan holdes tettende mot et ventilsete (67) , slik at trykkmiddelforbindelsen foreligger mellom den første tilslutning (75) og den annen tilslutning (51) , mens luftingen mellom den første tilslutning (75) og den tredje tilslutning (89) er sperret, der inne i sjalteventilens hus er anordnet et i dettes lengderetning forskyvbart stempel (77) som bærer et innløpsventil-sete (79) og av trykkluften i forbindelsen mellom den første tilslutning og den annen tilslutning kan spennes mot kraften fra en fjær (83) i åpnet stilling, og stempelet (77) ved utkobling kan trykkes til tettende anlegg mot ventiltallerkenen (65) for å sperre trykkluftforbindelsen mellom den første og den annen tilslutning, og at stempelet (77) kan beveges et ytterligere stykke av den stang (81) som tar det med, for å løfte ventiltallerkenen (65) fra ventilsetet (67), slik at den første tilslutning (75) for utluftingsformål er forbundet med den tredje tilslutning (8 9), mens trykkluftforbindelsen mellom den første og den annen tilslutning forblir sperret.

5. Sperreinnretning som angitt i krav 4, karakterisert ved at stangen (81) strekker seg tettende gjennom koblingsforsterkerens hydraulikkrom (41) og med den ende som vender mot stempelstangen (29), ender inne i det mot hydraulikkrommet (41) avtettede stempelrør (37).

6. Sperreinnretning som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at medbringerinnretningen (85) er virksomt anordnet inne i stempelrøret (37) mellom et på enden av stangen (81) anordnet anslag (87) og et ytterligere anslag (88) som bestemmer stempelets (77) medbringerbevegelse.

7. Sperreinnretning som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at den tredje tilslutning (89) tjener som utluftingstilslutning for sjalteventilen (17) og samtidig som utluftingstilslutning for koblingskraftforsterkeren.