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Durch die Bremsbetätigungseinrichtung betätigtes Steuerventil für
flüssigkeitsbetätigte Schaltkupplungen eines Wechsel- und Wendegetriebes von Fahrzeugen,
insbesondere Flurförderfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf ein durch die Bremsbetätigungseinrichtung
betätigtes Steuerventil für flüssigkeitsbetätigte Schaltkupplungen eines Wechsel-
und Wendegetriebes von Fahrzeugen, insbesondere von Flurförderfahrzeugen, mit einem
Ventilgehäuse, welches eine Kammer sowie eine in diese mündende Einlaßöffnung für
die Druckflüssigkeit und eine in Achsrichtung dazu versetzte Auslaßöffnung für die
Druckflüssigkeit aufweist, mit einem in der Kammer beweglichen Ventilschieber, der
die Einlaß- und die Auslaßöffnung entsprechend seiner Stellung mit unterschiedlichem
öffnungsgrad miteinander verbindet oder voneinander absperrt und von der einen Seite
unter der Wirkung des in der Auslaßöffnung herrschenden Flüssigkeitsdruckes und
von der anderen Seite unter der Wirkung einer diesem entgegenwirkenden Federkraft
steht, und mit einem abhängig von der Bremsbetätigung verschiebbaren Betätigungskolben
in der Kammer, dessen Verschiebung ein Verschieben des Ventilschiebers zur Folge
hat.
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Steuerventile dieser Art finden beispielsweise in Flurförderfahrzeugen
Verwendung, um ein feinfühliges Fahren und Bremsen zu ermöglichen. Beim Rangieren
eines Hubstaplers etwa in einem engen Stapelgang oder vor einem Stapel von Paletten
kommt es regelmäßig zu häufigen Brems- und Richtungswechselvorgängen.
Oft ist es auch notwendig, die Fahrzeuge im Stand zu halten, während die
hydraulisch betätigte Lastaufnahmevorrichtung mit einer Geschwindigkeit betätigt
wird, die der höchsten Antriebsmaschinendrehzahl entspricht. Dabei muß es auch möglich
sein, das Fahrzeug gewünschtenfalls millimeterweise nach vorwärts oder rückwärts
bewegen zu können, um eine genaue Positionierung und Handhabung der Lasten herbeizuführen.
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üblicherweise blieb dabei bisher das Getriebe eingeschaltet und wurden
kleinere Bewegungen mit Hilfe der Bremsen gesteuert. Diese Betriebsweise birgt jedoch
große Unzuträglichkeiten in sich, da sie erhebliche Bremsdrücke erfordert und der
Fahrer, gerade wenn die genaue Handhabung der Last seine ganze Aufmerksamkeit erfordert,
zur Ausübung einer erheblichen Pedalkraft gezwungen ist. Auch kommt es zu einem
hohen Verschleiß an Bremsbelägen.
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Es wurden daher Steuerventile für hydraulisch betätigte Kupplungen
entwickelt, die im Zusammenwirken mit den hydraulisch betätigten Bremsen betätigt
werden. Beim Niederdrücken des Bremspedals wird der Betätigungsdruck der Kupplung
vermindert, so daß einer zunehmenden Bremsung eine fortschreitende Lösung der Kupplung
entspricht. Es ist dabei eine gleichbleibende Feinsteuerung ohne Rückwirkung des
Betriebes der Lastaufnahmevorrichtungen und der damit verbundenen Druckänderungen
in der hydraulischen Betätigungseinrichtung möglich.
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Ein bekanntes Steuerventil dieser Art setzt beim Betätigen der Bremse
den Kupplungsdruck zunächst auf einen gewissen Betrag herab und steuert dann diesen
Restbetrag in Abhängigkeit von der weiteren Betätigung der Bremse. Das Steuerventil
weist die eingangs angegebene Bauart auf und besitzt zwischen dem Betätigungsglied
und dem Schieber zwei Federn, von denen die eine stärker, die andere schwächer ist.
Die stärkere Feder muß eine Rückstellkraft besitzen, die stärker als die größte
durch den im Auslaß sich aufbauenden Druck erzeugte Gegenkraft auf den Schieber
ist, und ist bei dem bekannten Steuerventil um etwa ein Drittel stärker als diese.
Die Folge davon ist, daß erst nach einem Weg des Bremspedals, der die Spannung der
Feder so weit senkt, daß die von ihr ausgeübte Kraft gleich der vom Kupplungsdruck
ausgeübten Kraft ist, der Schieber sich verschieben und steuernd wirksam werden
kann, so daß das Steuerventil erst mit einer gewissen Verzögerung gegenüber dem
Bremsvorgang anspricht. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Kraft
auf
den Schieber ausschließlich durch Federn übertragen wird, was durch deren Nachgiebigkeit
zu einer weiteren Trägheit des Ansprechens führt und auch Anlaß zu Instabilitäten
der hydraulischen Betätigungseinrichtung durch das Vorhandensein eines elastischen
Elements geben kann.
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Die, Aufgabe der Erfindung besteht in der: Schaffung eines Steuerventils
für flüssigkeitsbetätigte Schaltkupplungen, bei denr die Kupplungskraft bei jeder
Betätigung der Bremse im gleichen Maß abnimmt, in dem die Bremskraft zunimmt, und
umgekehrt, und welches ein feinfühliges, verzögerungs-und schwingungsfreies Zusammenwirken
von Bremse und Schaltkupplung herbeiführt.
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Zum Lösen dieser Aufgabe weist erfindungsgemäß der Betätigungskolben
an seinem dem Ventilschieber zugewandten Ende einen an dem Ventilschieber zur Anlage
kommenden Anschlag auf.
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Die Federkraft wird zweckmäßig durch eine zwischen dem Betätigungskolben
und dem Ventilschieber eingespannte, einen inneren Durchgang aufweisende Feder erzeugt,
und der Betätigungskolben bildet einen gegen den Ventilschieber stangenförmig vorstehenden,
die Feder durchgreifenden Anschlag, gegen den der Ventilschieber zur Anlage kommt.
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Durch diese Anordnung folgt der Ventilschieber der Bewegung des Betätigungskolbens
unverzögert und wird der Druckflüssigkeitsstrom zum Stellmotor der Schaltkupplung
genau entsprechend der Bremsbetätigung gesteuert. Durch die unmittelbare Krafteinwirkung
des Anschlages stellt sich beim Loslassen des Bremspedals unverzüglich der volle
Kupplungsdruck ein. Aus dem gleichen Grund ist auch die Gefahr von Schwingungen
des Ventilschiebers um seine Gleichgewichtslage verringert. Das spiel- und verzögerungsfreie
Ansprechen des Steuerventils führt zu einer insgesamt deutlich verbesserten Feinfühligkeit
der Kupplungssteuerung.
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Zur Erleichterung und Verbilligung der Herstellung kann es zweckmäßig
sein, den Ventilschieber in einer in der Kammer lösbar festgelegten Buchse
zu führen, die der Einlaß- bzw. Auslaßöffnung im Ventilgehäuse entsprechende Durchlässe
und einen überströmkanal von der Auslaßöffnung zu der dem Betätigungskolben abgewandten
Seite des Ventilschiebers aufweist. -
In den Zeichnungen ist ein in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutertes Ausführungsbeispiel des Steuerventils nach der Erfindung
dargestellt.
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F i g. 1 ist eine Draufsicht auf das Steuerventil längs der
Linie 1-1 in F i g. 2; F i g. 2 ist ein Schnitt durch das Steuerventil
längs der Linie 2-2 in F i g. 1;
F i g. 3 ist eine vergrößerte Darstellung
eines Teils des Steuerventils nach der F i g. 2.
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Das Steuerventil als -Ganzes ist mit 210 bezeichnet. Es hat ein gußeisemes
Ventilgehäuse 212, das einen Ventilkörper 214 bildet, der an seiner einen Seite
mit einer zylindrischen Kammer 216 sowie an seiner anderen Seite mit einer
zu der Kammer 216 gleichachsigen Kammer 218 größeren Durchmessers
versehen ist. Die Kammer 218 enthält eine Buchse 222#-die so ausgebildet
ist, daß Durchlässe für r die Flüssigkeit freibleiben. Ein Ventilschieber 224 aus
zwei -gleichachsigen Kolbenteilen 244 bzw. 228 mit einem dazwischenliegenden
Verbindungsteil 238 verringerten Durchmessers ist in der Buchse 222 axial
gleitend gelagert. Ein Verschlußstück 223, welches durch einen Bolzen
225 arretiert ist, hält die Buchse 222 in ihrer Lage fest. Das Verschlußstüä
223 besitzt eine zylindrische öffnung 221, die mit der Achse des Ventilschiebers
224 fluchtet. Am rechten Kolbenteil 228 des Ventilschiebers 224 ist ein durch eine
eingestochene Ringnut 226 von ihm abgesetzter Ansatz 232 vorgesehen,
der in die öffnung 221 verschiebbar eingreift. Er ist dichtend in der öffnung 221
eingepaßt, um den Austritt von Flüssigkeit aus dem Inneren des Steuerventils zu
verhindern.
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Eine Einlaßöffnung 234 stellt die Verbindung von der Pumpe über eine
in der Buchse 222 vorgesehene öffnung 236 zu einem Ringraum 240 her, der
durch den im Durchmesser verringerten Verbindungsteil 238 des Ventilschiebers
224 sowie durch die benachbarte zylindrische Mantelfläche der Buchse 222 gebildet
ist. Die Buchse 222 läßt einen überströmkanal 242 frei, der zwischen einem mit dem
Ringraum 240 verbundenen Auslaßringraum 241 und einem Ringraum 230 am rechten
Ende des Ventilschiebers 224 verläuft. Auf diese Weise wird ein Druckausgleich zwischen
den Ringräumen 230 und 240 herbeigeführt.
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Der in den Zeichnungen linke Kolbenteil 244 des Ventilschiebers 224
stößt mit seiner linken Stirnfläche gegen das stangenförmig vorstehende Ende eines
Betätigungskolbens 246, der bei Betätigung des Bremspedals mitbewegt wird. In dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Betätigungskolben mechanisch mit dem Bremsgestänge
verbunden. Die Bewegung des Bremspedals wird über einen gekröpften Hebel 248 (F
i g. 1) auf ihn übertragen. Die Kopplung erfolgt so, daß ein Bremsen eine
Drehung des Hebels 248 in F i g. 1 entgegen dem Uhrzeigersinn und eine Bewegung
des Betätigungskolbens 246 in den F i g. 1 bis 3 nach links verursacht.
Der Betätigungskolben 246 hat einen seitlichen Ausschnitt 250, um eine Anlagefläche
für einen Führungsstift 252, der den Betätigungskolben 246 an der Seite durchsetzt,
zu bilden. Durch den Ausschnitt 250 wird die Hubbewegung des Betätigungskolbens
246 in der Kammer 216 begrenzt. Der Betätigungskolben 246 weist einen verjüngten,
stangenartig gegen den Ventilschieber 224 vorstehenden Anschlag 258 auf,
der von einer Feder 254 umgeben ist, die sich einerseits gegen den Betätigungskolben
246 und andererseits gegen die Stirnfläche des Kolbenteiles 244 des Ventilschiebers
224 abstützt. Die Feder 254 wirkt dem Flüssigkeitsdruck in dem Ringraum
230 entgegen (der Ventilschieber ist gegen diesen Druck hydraulisch nicht
ausgeglichen) und. hält den Ventilschieber in einer in den F i g. 2 und
3 dargestellten Normalstellung.
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Die Druckflüssigkeit strömt dabei von einer Einlaßöffnung 234 außer
in die Ringräume 230 und 240 mit vollem Druck durch eine Auslaßöffnung
256 in ein Wählventil 16, das wahlweise die Druckflüssigkeit zu den
Stellmotoren der für die eine oder die andere Fahrtrichtung vorgesehenen Schaltkupplung
des Wechsel- und Wendegetriebes des Fahrzeugs leitet und über einen Richtungswählhebel
260 betätigt wird.
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Die Bewegung des Bremspedals wird in der Weise auf den Betätigungskolben
246 übertragen, daß davon die Druckkraft der Feder 254 beeinflußt wird. So erlaubt
die Feder 254 beispielsweise beim Bremsen dem Ventilschieber 224, sich nach links
zu bewegen, und dessen Kolbenteil 228 begrenzt und steuert dabei
durch
teilweises Verschließen der in den überströmkanal 242 mündenden öffnung des Auslaßringraums
241 in der Buchse 222 und der Auslaßöffnung 256
den zum Stellmotor der Schaltkupplung
gelangenden Flüssigkeitsstrom. Bei nichtbetätigter Bremse ist der gekröpfte Hebel
248, der an dem Betätigungskolben 246 angreift, durch eine im Bremsgestänge angebrachte
Feder bestrebt, den Betätigungskolben 246 in der in der Zeichnung rechten Lage zu
halten.
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Ersichtlich nimmt bei dem vorstehend beschriebenen Steuerventil beim
Bremsen die Kupplungskraft in dem Maße ab, wie die Bremskraft zunimmt, bis schließlich
die Bremse voll wirkt und die Schaltkupplung ganz ausgerückt ist.
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Auf der anderen Seite geht der Betätigungskolben 246 beim Loslassen
des Bremspedals nach rechts zurück und bewirkt dadurch, daß auch der Ventilschieber
224 wieder in die in den Zeichnungen rechte Lage zurückkehrt, um den Flüssigkeitsdurchlaß
von der Pumpe zum Stellmotor der Schaltkupplung voll zu öffnen, so daß letztere
unverzögert wieder voll eingerückt ist. Auf diese Weise wird allein durch Niederdrücken
des Bremspedals selbsttätig eine hochempfindliche Steuerung bewirkt, bei der der
Flüssigkeitszustrom zum Stellmotor der Schaltkupplung vom Grad der Bremsbetätigung
abhängt. Durch dieses Zusammenwirken wird eine besonders feinfühlige Arbeitsweise
ermöglicht.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird zur Übertragung der Bremspedalbewegung
ein mechanisches Gestänge vorgesehen. Es kann jedoch ebenso ein hydraulisches Gestänge
verwendet werden, das durch die Druckflüssigkeit der Fahrzeugbremsanlage verstellt
wird. Beispielsweise kann der Betätigungskolben beim Bremsen durch den Bremsflüssigkeitsdruck
nach links bewegt werden.