DE1033515B

DE1033515B - Pressure control device

Info

Publication number: DE1033515B
Application number: DE1955Z0004757
Authority: DE
Inventors: Friedrichshafen Ferdinand Baumann (Bodensee)
Original assignee: Zahnradfabrik Friedrichshafen Aktiengesellschaft Friednchshafen (Bodensee)
Priority date: 1954-12-03
Filing date: 1955-02-26
Publication date: 1958-07-03

Description

Drucksteuereinrichtung Die Hauptpatentanmeldung betrifft eine Drucksteuereinrichtung, insbesondere für hydraulisch betätigte Getriebeschaltkupplungen, in denen ein allmählicher Anstieg des Betätigungsdruckes erwünscht ist.Pressure control device The main patent application relates to a pressure control device, especially for hydraulically operated gear shift clutches in which a gradual Increase in the actuation pressure is desired.

Es ist eine Drucksteuereinrichtung für flüssigkeitsdruckbetätigte Überlast-Reibungskupplungen bekannt, in welcher mehrere in eine Umgehungsleitung der Kupplung führende Drosselkanäle vorhanden sind, die durch einen unter dem Druck des Druckmittels der Kupplung stehenden Kolbenschieber nacheinander geschlossen werden und dadurch einen abgestuften Druckverlauf in der Betätigungsleitung hervorrufen. Durch die einzelnen Drosselkanäle wird die Höhe des Druckes in den einzelnen Stufen bestimmt.It is a pressure control device for liquid pressure actuated Overload friction clutches known in which several in a bypass line There are throttle channels leading to the clutch, which pass through one under the pressure of the pressure medium of the clutch standing piston slide closed one after the other and thereby cause a graduated pressure curve in the actuation line. The level of pressure in the individual stages is determined by the individual throttle channels certainly.

Eine weitere bekannte Einrichtung betrifft eine hydraulisch oder pneumatisch betätigte Reibungskupplung, in deren Betätigungsleitung eine Abzweigung mit einer durch einen federbelasteten Kolben in einem Druckzylinder gesteuerten Drosselvorrichtung vorhanden ist.Another known device relates to a hydraulic or pneumatic one actuated friction clutch, in whose actuation line a branch with a throttle device controlled by a spring-loaded piston in a pressure cylinder is available.

Diese bekannten Drucksteuereinrichtungen dienen dazu, eine Kupplung anfänglich mit höherem Druck zu beaufschlagen und nach Beendigung des Anfahrvorganges auf einen niedrigeren Druck umzuschalten.These known pressure control devices are used to create a clutch initially to apply higher pressure and after completion of the start-up process switch to a lower pressure.

Die Erfindung nach der Hauptpatentanmeldung besteht darin, daß in einem hydraulischen Druckmittelkreislauf ein hydraulisch gesteuertes Überdruckventil eingesetzt ist, welches aus einem Ventilkolben und einem gegen den Ventilkolben abgefederten Steuerkolben besteht, dessen Druckraum durch eine Verbindungsleitung mit der Druckmittelleitung verbunden ist. Die Federung und die Durchmesser von Ventilkolben und Steuerkolben sind so bemessen, daß nach Herstellung des Gleichgewichtes zwischen Federung und Öldruck am Ventilkolben auf den Steuerkolben eine aus Federkraft und Öldruck resultierende Steuerkraft wirkt. In die Verbindungsleitung zwischen Steuerkolben und Druckmittelleitung sind Verzögerungsorgane eingeschaltet, welche die Arbeit des Steuerkolbens nach Belieben zur Wirkung bringen, verzögern oder auch ausschalten können.The invention according to the main patent application is that in a hydraulic pressure medium circuit, a hydraulically controlled pressure relief valve is used, which consists of a valve piston and one against the valve piston There is a spring-loaded control piston, the pressure chamber of which is provided by a connecting line is connected to the pressure medium line. The suspension and the diameters of valve pistons and control piston are dimensioned so that after equilibrium has been established between Suspension and oil pressure on the valve piston on the control piston one from spring force and Oil pressure resulting control force acts. In the connecting line between the control piston and pressure medium line are switched on delay organs, which do the work Activate, delay or switch off the control piston as desired can.

Mit einer Einrichtung nach der Hauptpatentanmeldung erreicht man, daß der Öldruck in der Druckmittelleitung verzögert auf einen Höchstwert ansteigt. Der zeitliche Verlauf des Druckanstieges kann je nach Bemessung der Federung und der Durchmesser von Ventilkolben und Steuerkolben veränderlich sein, und zwar kann er über die Zeitdauer des Kupplungsvorganges geradlinig oder nach einer irgendwie gekrümmten Kurve, z. B. Parabel, stetig ansteigen. Zur stoßfreien Betätigung einer Kupplung, insbesondere Schaltkupplung für Kraftfahrzeuggetriebe, ist nun ein Verlauf der Betätigungskraft erwünscht, der vom stetigen Verlauf abweicht. Beispielsweise wird beim Beschleunigen eines Kraftfahrzeuges die Kupplung derart eingeschaltet, daß der Betätigungsdruck zunächst einen mittleren Wert annimmt bzw. bis zu einem mittleren Wert langsam ansteigt, welcher erforderlich ist, um die Federung der Kupplungsscheiben zu überwinden und sie zur Anlage zu bringen. Während dieser Zeit schleift die Kupplung, und das Fahrzeug wird allmählich beschleunigt. Erst nachdem das Fahrzeug bzw. der Motor beschleunigt worden und Gleichlauf zwischen Antriebs- und Abtriebsseite an der Kupplung erreicht ist, wird die Kupplung mehr oder weniger schnell mit dem vollen Öldruck eingeschaltet.With a facility after the main patent application you can achieve that the oil pressure in the hydraulic line rises with a delay to a maximum value. The time course of the pressure increase can depending on the dimensioning of the suspension and the diameter of the valve piston and the control piston can be varied he over the duration of the coupling process in a straight line or after a somehow curved curve, e.g. B. parabola, increase steadily. For bumpless actuation of a Clutch, in particular clutch for motor vehicle transmissions, is now a course the actuating force is desired, which deviates from the steady course. For example When accelerating a motor vehicle, the clutch is switched on in such a way that that the actuation pressure initially assumes a mean value or up to one mean value, which is required to adjust the suspension of the clutch disks, increases slowly to overcome and bring them to the plant. During this time the clutch slips, and the vehicle is gradually accelerated. Only after the vehicle or the Motor has been accelerated and synchronism between drive and output side on the clutch is reached, the clutch is more or less quickly with the full Oil pressure switched on.

Der Kupplungsvorgang verläuft also in zwei Perioden: Während der ersten Periode steigt der Betätigungsdruck auf einen mittleren Wert zwischen Anfangs- und Enddruck langsam an; während der zweiten Periode steigt der Betätigungsdruck schnell auf den Höchstwert an.The coupling process therefore takes place in two periods: During the first Period, the actuation pressure rises to an average value between the initial and Final pressure slowly on; during the second period the actuation pressure rises rapidly to the maximum value.

Der so gekennzeichnete abgestufte Druckverlauf wird nach der Erfindung beispielsweise dadurch erreicht, daß mit dem Raum zwischen dem Verzögerungsorgan und dem Steuerventil ein weiterer Raum verbunden ist, der einen gefederten Kolben enthält. Die Feder dieses Kolbens ist schwächer als die Federung des Steuerkolbens.The graduated pressure curve so marked is according to the invention achieved, for example, that with the space between the delay member and the control valve is connected to a further space, which is a spring-loaded piston contains. The spring of this piston is weaker than the suspension of the control piston.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch im Querschnitt dar.The drawing shows an embodiment of the invention schematically in cross section.

Abb. 1 stellt im unteren Teil ein Steuerventil nach der Hauptpatentanmeldung dar, ergänzt durch eine zusätzliche Einrichtung (oberer Teil) nach der Erfindung; Abb. 2 stellt ein Schema des Öldruckverlaufs dar. Zunächst wird ein Steuerventil nach der Hauptpatentanmeldung beschrieben, entsprechend dem unteren Teil der Abb. 1. Es ist 4 das Ventilgehäuse mit der Druckmittelleitung 26, der Eintrittsöffnung 27, der Austrittsleitung 28 und der Umgehungsleitung 29. Es ist 30 der Ventilkolben, der den Austrittskanal 28 steuert. In einem erweiterten Teil 14 des Ventilgehäuses 4 bewegt sich ein Steuerkolben 31, der bei 33 gegen das Gehäuse 4, 14 und bei 32 gegen den Ventilkolben 30 abgefedert ist. Eine Drosselöffnung 12 in der Umgehungsleitung 29 bewirkt eine Verzögerung des Druckanstiegs im Raum 200 vor dem Steuerkolben 31.Fig. 1 shows in the lower part a control valve according to the main patent application represents, supplemented by an additional device (upper part) according to the invention; Fig. 2 shows a diagram of the oil pressure curve. First, a control valve according to the main patent application, corresponding to the lower part of Fig. 1. It is 4 the valve housing with the pressure medium line 26, the inlet opening 27, the outlet line 28 and the bypass line 29. It is 30 the valve piston, which controls the outlet channel 28. In an enlarged part 14 of the valve housing 4, a control piston 31 moves, which at 33 against the housing 4, 14 and at 32 is cushioned against the valve piston 30. A throttle opening 12 in the bypass line 29 causes a delay in the increase in pressure in the space 200 in front of the control piston 31.

Sobald Ö1 durch die Druckmittelleitung 27 vor den Ventilkolben 30 gefördert wird, weicht der Kolben 30 entgegen der Kraft der Feder 32 nach rechts zurück, bis die Abflußleitung 28 geöffnet wird und sich vor dem durch den Kolben 30 gebildeten Drosselspalt ein Druck p1 eingestellt hat (s. Abb. 2). Der Druck p1 multipliziert mit der Kolbenfläche 30 ergibt die Kolbenkraft P1, welche gleich der Kraft der Feder 30 in der gezeichneten Stellung des Kolbens 30 und in der gezeichneten rechten Endstellung des Kolbens 31 ist. Im Diagramm Abb. 2 ist P1 als Abschnitt der Kraftlinie I auf der senkrechten Anfangsachse P, p dargestellt. Diese Achse entspricht der gezeichneten Lage der beiden Kolben 30 und 31.As soon as Ö1 through the pressure medium line 27 in front of the valve piston 30 is promoted, the piston 30 deviates against the force of the spring 32 to the right back until the drain line 28 is opened and before passing through the piston 30 has set a pressure p1 for the throttle gap (see Fig. 2). The pressure p1 multiplied by the piston area 30 results in the piston force P1, which is equal to the Force of the spring 30 in the position of the piston 30 and in the position shown right end position of the piston 31 is. In the diagram in Fig. 2, P1 is a section the line of force I on the vertical initial axis P, p. This axis corresponds to the position of the two pistons 30 and 31 shown.

Durch die Drosselöffnung 12 verzögert, stellt sich nun im Raum 200 der gleiche Druck ein, der auch vor dem Ventilkolben 30 herrscht.Delayed by the throttle opening 12, it now appears in space 200 the same pressure that also prevails in front of the valve piston 30.

Infolge des größeren Durchmessers des Kolbens 31 ist die auf ihn wirkende Druckölkraft größer als die Wirkung der Federn 32 und 33. Er bewegt sich also nach links, bis er an den Bund zwischen 4 und 14 anstößt. Durch diese Bewegung des Kolbens 31 nach links wird die Feder 32 weitergespannt, so daß sich auch der Kolben 30 um einen kleinen Weg nach links bewegt und den Spalt der Leitung 28 verengt. Dadurch steigt der Druck in der Leitung 26 im gleichen Maße und stetig, wie sich der Kolben 31 nach links bewegt.As a result of the larger diameter of the piston 31 is the one acting on it Pressure oil force greater than the effect of springs 32 and 33. So it moves after left until it touches the collar between 4 and 14. By this movement of the piston 31 to the left, the spring 32 is further tensioned, so that the piston 30 is also around moved a little way to the left and narrowed the gap of the line 28. Through this the pressure in line 26 rises to the same extent and steadily as the piston moves 31 moved to the left.

In Abb. 2 ist der Druckverlauf für bestimmte Federkonstanten der Federn 32 und 33 in Abhängigkeit vom Weg des Kolbens 31 dargestellt. Linie I ist der Kraftverlauf der Feder 32, beginnend mit dem Wert P1' in der Nullage des Kolbens 31 bis zum Wert P2 der linken Endlage. Oberhalb der Linie I bis zur Linie II werden die Kraftwerte der Feder 33 aufgetragen, angefangen mit dem Wert P1'' gleich der Vorspannung, bis zum Wert P2''. Der senkrechte Abstand zwischen der s-t-Achse und der Linie II ist der jeweilige Gesamtwert der Federkräfte von 32 und 33.Fig. 2 shows the pressure curve for certain spring constants of the springs 32 and 33 shown as a function of the path of the piston 31. Line I is the force curve of the spring 32, starting with the value P1 'in the zero position of the piston 31 up to the value P2 of the left end position. Above line I to line II are the force values applied to the spring 33, starting with the value P1 ″ equal to the preload until to the value P2 ''. The perpendicular distance between the s-t axis and line II is the respective total value of the spring forces of 32 and 33.

Die Größe der Öldruckkraft in der dargestellten Lage der Kolben 30 und 31 ist P1. Er erhöht sich proportional zur Federkraft 32 bis zum Höchstwert P2.The magnitude of the oil pressure force in the position of the pistons 30 shown and 31 is P1. It increases proportionally to the spring force 32 up to the maximum value P2.

Zur gesamten Federkraft nach der Linie II addiert sich noch ein konstanter Betrag R für die Reibung zwischen Kolben 31 und Zylinder 14. Der Betrag zwischen den Linien R und III ist verfügbar für die beschleunigte Bewegung des Kolbens 31 gegen den Anschlag. Der zeitliche Verlauf des Öldruckes wird dann durch die parabelähnliche Kurve p1 % p2 dargestellt. Der Betätigungsdruck steigt also stetig vom Druck p1 auf p2 an.A constant force is added to the total spring force according to line II Amount R for the friction between piston 31 and cylinder 14. The amount between the lines R and III is available for the accelerated movement of the piston 31 against the attack. The time course of the oil pressure is then similar to the parabola Curve p1% p2 shown. The actuation pressure therefore increases steadily from pressure p1 on p2.

Soweit die Wirkungsweise des Drucksteuerventils nach der Hauptpatentanmeldung. Nach vorliegender Zusatzerfindung ist ein Zylinderraum 201 vorhanden; der durch eine Leitung 202 mit dem Raum 200 verbunden ist. In dem Zylinderraum 201 ist ein Kolben 203 vorhanden, auf den eine Feder 204 wirkt, die schwächer ist als beide Federn 32 und 33 zusammengenommen.So much for the mode of operation of the pressure control valve according to the main patent application. According to the present additional invention, a cylinder space 201 is present; the through a line 202 is connected to the room 200. In the cylinder space 201 is a Piston 203 is present on which a spring 204 acts, which is weaker than both Springs 32 and 33 taken together.

Tritt nun Drucköl in die Leitung 27 ein, so strömt das Öl auch durch die Verbindungsleitung 29 und die Drosselöffnung 12. Es füllt sich wegen der schwächeren Federung des Kolbens 203 zunächst der Raum 201, wobei der Kolben 203 nach links bewegt wird, bis er die Feder 204 ganz zusammengedrückt hat oder an einen Anschlag gelaufen ist (Zeitpunkt tw). In dieser Zeit macht Kolben 31 gar keine oder nur eine geringe Bewegung nach links, je nachdem; ob die jeweilige Kraft der Feder 204 stets unter der Vorspannung beider Federn 32, 33 bleibt oder sie geringfügig überschreitet. Deshalb steigt der Druck p zwischen t1 und tw nur geringfügig an (s. Abb. 2): Im Zeitpunkt tw nach t1 (Abb. 2) habe der Kolben 203 seine linke Endlage erreicht. Es wird nun das Drucköl nur noch in den Raum 200 gefördert, und der Kolben 31 wandert verhältnismäßig schnell nach links. Gleichzeitig steigt der Öldruck vom Zeitpunkt tw bis t2 auf seinen Höchstwert p2 an. Die stark ausgezogene Linie p1, pw, "2 stellt den zeitlichen Druckverlauf mit einer Einrichtung nach vorliegender Erfindung dar. Bis zum Zeitpunkt tw steigt der Betätigungsdruck p, vom Anfangsdruck p1 beginnend, langsam bis zum Druck pw an. Im Zeitpunkt tw weist die Druckkurve einen Knick auf; verursacht durch die in diesem Zeitpunkt plötzlich steigende Einströmgeschwindigkeit des Drucköls in den Raum 200. Vom Zeitpunkt tw an steigt der Druck schnell auf den Endwert p2. Nach Schließen der Druckmittelleitung 26 entspannen sich zunächst die Federn 32, 33, und der Kolben 31 drückt das Ö1 aus dem Raum 200 in die Leitung 29. Darnach entspannt sich die Feder 204, und der Kolben 203 entleert den Raum 201.If pressurized oil now enters line 27, the oil also flows through the connecting line 29 and the throttle opening 12. It fills up because of the weaker Suspension of the piston 203 first of all the space 201, with the piston 203 to the left is moved until it has completely compressed the spring 204 or against a stop has run (point in time tw). During this time, piston 31 makes none or only one slight movement to the left, as the case may be; whether the respective force of the spring 204 is always remains under the bias of both springs 32, 33 or slightly exceeds them. Therefore the pressure p increases only slightly between t1 and tw (see Fig. 2): Im Point in time tw after t1 (Fig. 2) the piston 203 has reached its left end position. The pressure oil is now only conveyed into the space 200 and the piston 31 migrates relatively quickly to the left. At the same time, the oil pressure increases from the point in time tw to t2 to its maximum value p2. The solid line p1, pw, "2 represents represents the pressure curve over time with a device according to the present invention. The actuation pressure p rises up to time tw, starting from the initial pressure p1, slowly up to the pressure pw. At time tw, the pressure curve shows a kink; caused by the suddenly increasing face velocity of the pressure oil in the space 200. From the point in time tw on, the pressure rises rapidly to the Final value p2. After the pressure medium line 26 is closed, the first relax Springs 32, 33, and the piston 31 pushes the oil out of the space 200 into the line 29. The spring 204 then relaxes and the piston 203 empties the space 201.

Während der Zeit t1 % tw "chleift die Kupplung bei mäßigem Anpreßdruck so lange, bis etwa Gleichlauf hergestellt ist. Dann steigt der Druck auf den Endwert p2, und die Kupplung wird vollends eingerückt.During the time t1% tw ", the clutch grinds with moderate contact pressure until approximately synchronism is established. Then the pressure rises to the final value p2, and the clutch is fully engaged.

Außer dem Vorteil, des dem tatsächlichen Kupplungsvorgang angepaßten Druckverlaufs besitzt die beschriebene Einrichtung noch den weiteren Vorteil, daß wegen des jetzt um den Betrag 201 vergrößerten Arbeitsraum des Drucköls die Drosseleinrichtung und damit der Druckölverlauf feinstufiger geregelt werden kann.Besides the advantage of being adapted to the actual coupling process Pressure curve, the device described has the further advantage that the throttle device because of the working space of the pressure oil which has now been enlarged by the amount 201 and so that the pressure oil flow can be regulated more finely.

Claims

PATENT CLAIM: Pressure control device, in particular for hydraulically actuated gear shift clutches, with a hydraulically controlled pressure relief valve connected to the pressure medium line of the actuation device, consisting of a valve piston controlling an outlet channel and a control piston spring-loaded against the valve piston, the pressure side of which is connected to the pressure medium line by a direct connection line, whereby a throttle device delaying the movement of the control piston is built in, according to patent application Z 4582 I a / 60, characterized in that, in order to achieve a gradual increase in the actuation line of a clutch behind the throttle opening (12), displacements (200 and 201) with spring-loaded pistons ( 31, 203) are present, the springs (204 and 32, 33) of which have different characteristics. Documents considered: German Patent No. 841248; German patent application S 22294 XII / 47c (published January 20, 1955); French patent specification No. 1083 957.